Расчет стенки цилиндрических вертикальных резервуаров.

1.Однослойная стенка.

Стенка испытывает различные виды воздействий. Гидростатическое и избыточное давление вызывают в ней двухосное растяжение. Снеговая, ветровая нагрузка масса стенки и крыши сжимают стенку.

В резервуарах также возможен вакуум, т.е. нагружение, при котором внешнее давление больше внутреннего. Эта нагрузка вызывает сжатие стенок в радиальном направлении.

Указанные выше нагружения провоцируют в стенке, за исключением особых зон, плоско - напряженное состояние.

Особые зоны называются зонами «краевого эффекта». В них появляются изгибные напряжения, которые быстро затухают. Причины, вызывающие изгибающие моменты вдоль образующих, различные конструктивные элементы, стесняющие деформации от внутреннего давления: сопряжения корпуса и днища, корпуса и кровли, кольцевые ребра, изменение толщины стенки, врезные патрубки и отверстия для люков и т.д.

Алгоритм расчета стенки следующий. Вначале из условия растяжения, вызванного внутренним давлением, определяют толщины обоих поясов. Далее выполняется проверка устойчивости стенки вдоль образующей и в поперечном направлении. В случае необходимости некоторые пояса утолщаются.

Окончательно производится определение усилий «краевого эффекта» и проверка прочности с учетом всех компонент напряженного состояния.

Как известно, напряженное состояние любой оболочки, загруженной внутренним давлением, выражается уравнением Лапласа:

+ =Ry

N1 иN 2 (кн/см) – меридиональное (продольное) и кольцевое усилия в оболочке;

r1 и r2 (см) – главные радиусы кривизны оболочки.

Ру – нормальное давление в определяемом кольцевом сечении оболочки «у», считая снизу.

Ру=Р2 +Ри

где

Р2 =r(Н-(n-1)h-a)gf1 (кн/см2) – гидростатическое давление, определяемое для каждого пояса, на расстоянии «а» от нижней кромки пояса.

n- номер пояса стенки, с высотой пояса «h»(см), h=149 см;

а=30 см – сечение пояса, отщитываемое от нижней кромки пояса, где растягивающие напряжения максимальны.

Ри=Ро*gf2 ;Ро=0,0002 кн/см2 – избыточное давление.

gf1=1,0 и gf2=1,2 – коэффициенты надежности по нагрузке.

r=0,0000085 кн/см3 –плотность бензина.

Формула для определения толщины каждого пояса, начиная снизу, по условию прочности кольцевых сварных швов на растяжение:

Tci= +C1+C2 (см);

С1 – припуск на коррозию, определяемый по техническим условиям. Первоначально принимаем 1мм.

С2 – минусовое предельное отклонение по толщине проката, принимаемое по соответствующим стандартам. Здесь =0.

gс – коэффициент условия работы. Для нижнего пояса 0,6, а для остальных 0,7.

R=1995 см – радиус резервуара.

Толщина стенки должна быть не менее 8 мм (для данного резервуара) и быть согласована с сортаментом толстолистовой стали.

Если резервуар будет рулонируемым, то толщина стенки должна быть не более 17 мм.

Сначала подберем толщину стенок резервуара из стали С 255, Ry=24 кн/см2 (табл. 1), а затем из стали С 345, Ry=33,5 (t=2-10) или 31,5 (t=11-20) кн/см2(табл. 2).

Таблица №1. Вариант 1.

Номер пояса

Класс стали

Ри,

кн/см2

Р2, кн/см2

Ру, кн/см2

tci, см расч.

tci, мм сорт.

1

С 255

0,00024

0,014943

0,015183

2,203478

25

2

С 255

0,00024

0,013677

0,013917

1,752584

18

3

С 255

0,00024

0,01241

0,01265

1,602188

17

4

С 255

0,00024

0,011144

0,011384

1,451791

16

5

С 255

0,00024

0,009877

0,010117

1,301394

14

6

С 255

0,00024

0,008611

0,008851

1,150997

12

7

С 255

0,00024

0,007344

0,007584

1,0006

11

8

С 255

0,00024

0,006078

0,006318

0,850203

9

9

С 255

0,00024

0,004811

0,005051

0,699806

8

10

С 255

0,00024

0,003545

0,003785

0,549409

8

11

С 255

0,00024

0,002278

0,002518

0,399013

8

12

С 255

0,00024

0,001012

0,001252

0,248616

8

Таблица №2. Вариант 2.

1

C 345

0,00024

0,014943

0,015183

1,70265

17

2

C 345

0,00024

0,013677

0,013917

1,359112

14

3

C 345

0,00024

0,01241

0,01265

1,244524

14

4

C 345

0,00024

0,011144

0,011384

1,129936

12

5

C 345

0,00024

0,009877

0,010117

1,015348

11

6

C 345

0,00024

0,008611

0,008851

0,852953

10

7

C 345

0,00024

0,007344

0,007584

0,745206

8

8

C 345

0,00024

0,006078

0,006318

0,637459

8

9

C 345

0,00024

0,004811

0,005051

0,529712

8

10

C 345

0,00024

0,003545

0,003785

0,421965

8

11

C 345

0,00024

0,002278

0,002518

0,314218

8

12

C 345

0,00024

0,001012

0,001252

0,206471

8

Перейти на страницу: 1 2 3

Дополнительно

Численная модель эволюции плавающих на сферической мантии и взаимодействующих континентов
С развитием методов численного моделирования глобальных геодинамических процессов появилась возможность исследовать механизм дрейфа континентов с периодическим объединением их в суперконтиненты типа Пангеи. В предыдущих работах авторов разработан метод численного решения системы уравнений переноса ...

Планета солнечной системы Уран
Даже в XVIII в. планетная система была известна только до Сатурна. Но уже тогда предполагали, что Сатурном список планет не оканчивается, что существуют еще более далекие планеты, которые невооруженным глазом увидеть нельзя. Это мнение блестяще подтвердилось, когда в 1781 г. знаменитый английский ...

Меню сайта