ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применение методов строительной механики и теории упругостн к расчету трубных решеток из "Перфорированные пластины и оболочки " В теплообменных аппаратах часто встречается конструкция, состоящая из большого числа одинаковых параллельных труб, закрепленных по концам в отверстиях днища — тонкой круговой пластины вся эта система вставляется в кожух или барабан и соединяется с ним. Задача расчета таких конструкций тесно связана с обсуждаемыми в книге вопросами. На некоторые из исследований мы сейчас укажем. [c.340] В статье Б. С. Ковальского [7.14] рассматривается расчет такой системы при равномерном нагреве в предположении, что число труб (и соответственно отверстий в круговой пластине) достаточно велико и концы труб заделаны по краям отверстий. Перфорированная пластина считается шарнирно опертой, влияние труб сводится к переменному вдоль радиуса поперечному давлению и погонному изгибающему моменту, которые выражаются соответственно через прогиб и угол наклона пластины. В результате задача сводится к решению дифференциального уравнения для прогиба осесимметричной деформации сплошной круговой пластины. Жесткость перфорированной пластины вводится в уравнение формально 0 = ц П, где О — цилиндрическая жесткость ф = 0,3—0,5 — коэффициент жесткости. [c.340] Гарднер [7.9] предложил приближенный полуэмпириче-ский метод расчета круговой трубной решетки. Он считает, что нейтральная поверхность равномерно перфорированной пластины конгруэнтна ) нейтральной поверхности пластины того же радиуса и также нагруженной, причем изгибная жесткость ее пропорциональна цилиндрической жесткости коэффициент пропорциональности определяется экспериментально. Внешняя нагрузка на решетку от труб предполагается непрерывно распределенной, состоящей из гидростатического давления (внутри либо снаружи труб) и части, обусловленной прогибами обоих решеток, расположенных по концам труб. В результате расчет сводится к решению системы двух дифференциальных уравнений осесимметричной деформации сплошной круговой пластины на спошном упругом основании в бесселевых функциях. В дальнейшем автор анализирует различные варианты граничных условий для каждой из пластин. [c.340] Здесь d — диаметр отверстия а — расстояние между отверстиями. Отметим, что в изложенном выше анализе изгибающими моментами от труб пренебрегалось. [c.341] Тот же метод распространен К. Гарднером [7.10] на неподвижную трубную решетку с опертым и защемленным краем. Ю. В. Яковлев [7.21], а затем Ю И-юань [7.11], в развитие [7.10], учли взаимодействие между трубной решеткой, барабаном, цилиндрической головкой и фланцем. При этом Ю. В. Яковлев принял во внимание реактивные моменты от изгиба труб. Г. Бун и Р. Уолш [7.3] подобно [7.21] определяют прогибы и напряжения в неподвижной трубной решетке, упруго присоединенной к барабану и цилиндрической головке, с учетом гидростатического давления и нагрева, сопоставляя расчеты с учетом и без учета реактивных изгибающих моментов (в первом случае прогибы меньше). [c.341] Кук [7.5] использовал энергетический метод для вывода дифференциальных уравнений осесимметричной деформации двух соединенных трубами перфорированных (треугольной решеткой) круговых пластин постоянной толщины, рассматривая пластину как однородное тело. При этом учитывается энергия растяжения — сжатия и изгиба труб. В дальнейшем для случая нагрева и давления решение проводится методом Ритца (перемещения выбираются в форме многочленов) и для четырех вариантов граничных условий спошной пластины край оперт (защемлен) и свободен в радиальном направлении, край оперт (защемлен) и жестко фиксирован в радиальном направлении, подсчитываются прогибы по радиусу и моменты в центре. Оказывается, что для всех четырех вариантов прогибы совпадают вдоль центральной части пластины, радиус которой равен 0,6 от наружного. [c.341] Температурные осесимметричные напряжения в круговой пластине постоянной толщины при изменении температуры и радиальном направлении определяет Э. Циммер [7.23], вводя приведенный модуль упругости из соответствующей задачи приведения. [c.341] Результаты опытов по определению деформации в сферическом днище реактора (двух типов) на фотоупругой модели приводит А. Мондина [7.19]. [c.341] Поляризационно-оптический метод с использованием фотоупругих покрытий применили хМ. Левин и Р. Джонсон 7.22] для исследования нестационарных температурных напряжений в шестигранной трубной пластине с часто расположенными круговыми отверстиями. Они получили также картины остаточных напряжений. Сравнение с решением [6.14] показало близкое соответствие напряжений и значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона (х. [c.342] Расчет на прочность теплообменного аппарата в области упруго-пластических деформаций описан в работе Б, С. Ковальского и В. М, Долинского [7.16]. Здесь обычная схема расчета — упругая пластинка на упругом основании заменяется схемой упруго-пластические деформации пластинки, покоящейся на упруго-пластическом основании. Задача сводится авторами к системе трех совместных нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка, которая интегрируется численно на ЭЦВМ. [c.342] Вернуться к основной статье