8расчет цилиндр резервуаров (1055157)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

14. Расчёт цилиндрических резервуаров и сварных трубопроводов.Оболочковые конструкции2 группы:1) Резервуары и другие изделия для невзрывоопасных и неядовитыхжидкостей и газов при давленииp  0,05МПа и температуреT  1000 C . Их проектирование мы рассмотрим.2) Котлы и сосуды, работающие под высоким давлениемПроектируются по специальным техническим условиям и находятся поднаблюдением инспекции Котлонадзора.Принципы проектирования те же, но прежде чем за него браться следуетознакомится с правилами, чтобы не попасть за решетку.покрытиеhБоковаястенкаDДнищеОптимальное h D с минимальным расходом металла находится из условия,что масса днища плюс масса покрытия равна массе цилиндрической части.При V  100...600 м3 h D  1, 25...0,85 , при V  1000...10000 м3 h D  0, 7..0,35 .Из технологических соображений при V  10...2000 м3 h  5929...11845мм ,при V  50000 м3 h  18000 мм .Сварные соединения сосудовДнища – нахлесточные соединения, по периметру стыковые (чтобы легчесобирать с боковой стенкой).Боковая стенка – в нижней части – все стыковые, в верхней части –вертикальные встык.Внешние швы – непрерывистые.Внутренние прерывистые (чтобы легче найти течь).Толщина определяется из расчета на прочность.Если жидкость при атмосферном давлении на поверхности, то на глубине y:P    g  y    y (190)Где:  - плотность жидкости - удельный весg - 9,8 ммсек 2sd1Рассмотрим боковую стенку на глубине y от поверхности.

Вырежем кольцошириной, равной 1 в месте с жидкость. Давление во всех точках по всенаправлениям одинаковое, равное p.половиной воды.Рассмотрим половину кольца сsDs Px  0 p  D 1   2s 1  0pD pR(191)2ssТочно такой же результат можно получить рассмотрев только оболочку.  2s 1   2 p  cos   R  d2pR 2pRpR2  2s 1 cos  d  sin  2 2s 2ss22Такие же напряжения в вертикальном шве.  [ ] p  [ / ] p(191)Из этих условий можно определить требуемую толщину стенки, т.к.

ввертикальном направлении   0 (действует только вес стенки и покрытия).h300spR(192)S ТР [ / ]pТ.к. обычно [ / ]  [ ] p , где p – давление, которое определяют на расстоянии300 от нижней кромки листа.Согласно этому расчету, мы получим различные Sдля нижних и верхнихТРлистов вертикальной стенки.Формула (191) не учитывает дополнительных напряжений от изгиба.1) Если листы сварены внахлестку, то в нахлестке S в два раза больше, в два раза меньше и удлинение такого кольца в два раза меньше.Это приводит к изгибу образующей части цилиндрической частирезервуара.2) Днище практически не испытывает напряжений и не удлиняется вместе приварки боковой стенки, также возникает значительныйпрогиб.3) Нарушение технологии при сварке вертикального стыка боковойстенки (если резервуар исправляется метод дулопирования).MНаличие «домика» вызывает изгиб в горизонтальной плоскости.«Домик»Взонеизгибанапряжения могут превосходить номинальные (для гладкой части) внесколько раз.

При нагружении (наполнение и сливе) возникают и растутусталостные напряжения. Затем происходит катастрофическое разрушение(например, вертикальный шов разрывается снизу доверху).При монтаже принимаются меры по предотвращению «домика», и потщательному выполнению швов, приваривающих днище ( с глубокимпроплавлением).При проектировании предусматривают стыковые соединения листов внижней части резервуара. В расчете следует учесть возникающий момент.Его можно оценить по формуле ( на единицу длины) :M  0,1 p  R  s (193)M W 0,1 p  R  s  6pR 0,6 0,6 (194)Mss2При значительном числе циклов наполнения – слива, проводят проверку навыносливость с учетом концентраторов напряжений.Покрытие обычно состоит из листов 2-3мм толщиной, приваренных к каркасиз прокатных заготовок.

Расчет каркаса производится на нагрузки отсобственного вес, снеговой нагрузки и веса людей которые могут находитсяна кровле.abqРеакцияопоры попериметруРасстояниеэлементами каркаса определяется из расчета листов на прочность.6  q  a2(195)s2Где: a – длинна меньшей стороныS – толщина листамеждуΑ – зависит от b a , при a  b    0,192 , при a  0,5b    0,407Вес человека также преобразуется в распределенную нагрузку.2Pq 0 a bКаждый элемент каркаса рассматривается как балка с опорой по концам припоперечном изгибе от вертикальных сил.Если есть средняя стойка, то считается , что она воспринимает около 1/3вертикальной нагрузки, остальное приходится на стойки.

Её рассчитываютпо правилам расчета стоек. Она может быть трубчатой или решетчатой.Часто на неё наматывают рулонированную поверхность днища.Покрытие может выполнятся складчато-коническим, это повышает егожесткость.Препятствием для увеличения объема выше 50000м3 является ограничениетолщины рулотируемой конструкции.Конструкции большого объема проектируются многослойными в нижнейчасти с толщиной каждого слой до 16мм.ЦистернаВ них давление от веса жидкости мало и расчет толщины стенокпроизводится из условия прочности (дает очень маленькую S ) и изуТРусловия жесткости.Для стационарных цистерн (используются для хранения мазута, масла, водыи т.д.) сварные соединения – нахлесточные.

Днища конические или плоские.Это упрощает технологию, но вызывает малый прогиб и пластическиедеформации.Их можно устранить на счет аааааааааааПродольные швы – всытк, кольцевые – внахлестку.Толщина стенок s=4мм. Днища сварены всытк из нескольких листов.Транспортные цистерны испытывают удары жидкости при движении,поэтому все соединения делают стыковыми.ГазгольдерыДва вида – постоянного давления и постоянного объема.Газгольдеры постоянного давления более сложные (объем меняется приподаче газа, давление не меняется).СхемамокрогогазгольдераГазгольдеры постоянного объема проще, но испытывают переменныенагрузки.Длягазгольдерацилиндрическойформынапряжениявокружномнаправлении определяются по той же формуле , что и для резервуара.pR(196)sТакие же напряжения в продольном шве.

Напряжения вдоль образующейцилиндра и в кольцевом шве можно определить, рассмотрев равновесиечасти цилиндра.P ПР pR(197)2sВ сферической части днища и швах на этой части:СФpRСФ (198)2sТакая же формула для сферического газгольдера. При этом, экономияметалла в сферическом газгольдером по сравнению с цилиндрическим около20%(т.к. CФD 2 раза меньше чем  при том же p), но изготовлениесложнее.Толщинаs=10…30мм(  40мм ).Прибольшихтолщинахнужнатермообработка, а её трудно осуществить ( большие размеры).Тонкостенные сосудыОдно из применений – в летательных аппаратах( например, в ракетах).Часто тонкостенные сосуды работают не только под давлением, но иявляются несущим конструктивным элементом( корпус ракеты).Здесь применяются высокопрочные стали и сплавы, и часто допускаетсяработа за пределами упругости ( чтобы уменьшить вес).В услПри этом предельная нагрузка зависит от диаграммы упрочнения материала.  A   //При n  0,26  разр   , при n  0,26  разр  ВВ усл PP; AA0А – текущее сечение.А0 – начальное сечение.Приналичииконцентрациинапряженийвозможноразрушениеотконцентратора при меньших напряжениях, особенно при уменьшенииотношенияВT ниже 1,2 (т.е.

при уменьшении n).Если в сосуде вакуум, или снаружи повышенное давление, то стенки сжаты ивозможна потеря устойчивости.Для сосуда при длине цилиндрической части l  10ч :КР 0,55E  l s 3/2( )(199)r 2Если   КР, то происходит потеря устойчивости.Для сферической оболочки:КР 0,1Es(200)rЗная можно определить:[ ]  [ ](201)КРmГде: m=0,8 – коэффициент условий работы.Сосуды работающие под давлениемРассмотрим пример расчета ацетиленового баллона.Требуемая толщина боковой стенки:SpD c (202)2[ ] p    pТолщина днища:p  D2S  c (203)1 (4[ ] p  k   p)  2hГде: p=3Мпа – расчетное давление.[ ] p  200МПа - допускаемые напряжения для стали 15ХСНД.D=291мм- внутренний диаметр баллона.C=0,1 мм – прибавка на коррозию, за срок службы 10 лет, по 0,1мм в год.h=71мм – высота выпуклого днища.φ = 1 – коэффициент прочности сварного шва( с двух сторон подфлюсом).η=0,9 – поправочный коэффициент на класс и группу сосудов,работающих под давлением.k=0,95 – конструктивный коэффициент.S3  2912  200  0,9 1  3 1  3,44 мм3  2912S  1  3,62 мм1 (4  200  0,9  0,55 1  3)  2  71Принимаем s=s1=4мм.В космических аппаратах часто применяются сосуды в виде опоры(например, размещаются приборы вокруг двигательной установки).

Для нихокружные напряжения зависят от угла θ. Максимальные напряжения в точкеC (    ):2θCBbsАaМаксимальные напряжения в точке C (   ):2(a  0,5  b  sin  )  p  b(204)1a  0,5  b  sin   s В другом направлении (плоскости сечения) напряжения одинаковые:2 (a  0,5  b)  p  b(205)(a  0,5)  sБарабаны котловНаиболеенагруженнаячастькотельногоагрегата.ДиаметрыD  1600...1800 мм .

Толщина стенки s  100 мм .Состоит из отдельных обечаек, днища обычно штампованные, соединения –дуговой многопроходной сваркой и ЭШС.Особенность конструкции – большое число отверстий в стенках( штуцеров).Основное влияние при расчете уделяется укреплению штуцеров дляобеспечения равнопрочности сплошной стенки и ослабленной отверстиямизона.Учет ослабления осуществляется введением коэффициента φ.продt d(206)tГде: t – шаг между осями отверстий.d – диаметр отверстия.В нормативных документах определяются правило подпускаемых безусиления отверстий dкр.Если d  dкр , то должна быть увеличена S или обеспечено местное усиление.Аш  Ан  Асв  (d  dкп )  s (207)Изэтогоусловияопределяютсяплощадиштуцеров(Aш) , накладок (Aн) и сварных швов(Aсв).Для штуцеров , испытывающих внутренне давление:Аш  2hш  (sш  sош ) (208)сеченияусиливающихtDsdSшSшhшhшSшДля внутренних швов ( без давления):Аш  2hш  sш (209)Для накладок:Аш  2bн  sн (210)SнbнПри высоких температурах (  300o C ) накладки не рекомендуются (из-затемпературных напряжений).Можно вварить стыковым швом элемент большей толщины.Размеры швов определяются из условий: Для штуцеров: min2,1 hш  sш(211)dн Для накладок: Dн  ( Dн  2  bн )  2,1 bн  sн (212)2min1 1min1Dн1Sн1min 2minbнПри этих расчетах учитывается только изменение сечения за счет отверстий,но не учитывается концентрация напряжений у отверстий.Пристатическом нагруженииэта концентрацияснижаетсявходепластической деформации и не влияет на прочность.Припеременнойнагрузкенеобходимодополнительноучитыватьконцентрацию напряжений в расчете ( накладка не компенсирует отверстия).Трубы и трубопроводыБывают: Магистральныетрубопроводыs=8…20мм,D=529-1420мм.Материалы : 14ХГС, 17ГС и др.Больший диаметр выгоднее, т.к.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы