Назначение размеров резервуара. Расчет стенки резервуара. Расчет конструктивных элементов щитов покрытия

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Содержание

 Задание……………………………………………………………………………………………..3                                                                                                     

1.   Назначение размеров резервуара………………………………………………………………...4

2.   Расчет стенки резервуара………………………………………………………………………....4

3.   Расчет конструктивных элементов щитов покрытия…………………………………………...6

4.   Расчет настила……………………………………………………………………………………..6

5.   Расчет поперечных ребер щита…………………………………………………………………..7

6.   Расчет продольной балки щита…………………………………………………………………..7

7.   Расчет центральной стойки……………………………………………………………………….7

8.   Проверка устойчивости положения покрытия………………………………………………….8

9.   Проверка устойчивости формы оболочки……………………………………………………….8

10.   Указания по изготовлению и монтажу резервуара……………………………………………..9

Список литературы………………………………………………………………………………10

Задание

Рассчитать и сконструировать стенку, днище и покрытие вертикального цилиндрического резервуара вместимостью 10000 мдля хранения жидкости с низкой упругостью паров.

Плотность жидкости ρ=0,0009 кг/см3 .

Место строительства: г. Спасск-Дальний.

Материал резервуара: С-245; Rу=240 МПа.

Сварка листов- электродами марки Э42.

Избыточное давление паров испаряющейся жидкости, направленное наружу, ро =2 кПа, а вакуум (нагрузку внутрь резервуара) - 250 Па.

Коэффициент надежности по назначению γр=1.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Назначение размеров резервуара.

Наиболее выгодное соотношение между высотой резервуара Н и диаметром D при объеме 10000 м3: Н/ D=1/2-1/5. При этом высота резервуара должна быть кратна ширине листов, а длина полотнища, длине листов. При необходимости добавляется вставка равная 0,5 или 0,25 длины листа; в замыкающем монтажном стыке должна быть предусмотрена нахлестка рулонов по 100 мм в каждую сторону от оси стыка. Лишняя нахлестка перед сваркой обрезается.  Размер листов 1500*6000 мм, после острожки 1490*5980 мм.

Для резервуара объемом 10000 м3 рекомендуемая высота          Нр=12 м (восемь поясов по 1500 мм), а диаметр Dр=32,6 м.

Принимаем: номинальные размеры Н=12 м и D=32,6 м, отношение Н/D≈1/2.

В типовом резервуаре конструктивные размеры по высоте: Н=n*b, где b- ширина листа,            n- число листов по высоте.

n= Нр/b=12/1,49=8,05, принимаем 8 листов, тогда Н=8*1,49= 11,92 м.

Наружный  диаметр м, где V-объем резервуара равный 10000м³

n= π D/L=3,14*32,56/5,98=17 листов.

Внутренний диаметр Dо=D-2t, где t- толщина листа, Dо =32.56-2*0,01=32.54 м.

Крышу резервуара проектируем в виде щитов, состоящих из листов толщиной 2,5 мм, уложенных на каркас из двутавров, швеллеров и уголков. Щиты опираются на центральную трубчатую стойку и корпус резервуара.

Днище, расположенное на песчаном основании, испытывает только сжатие от давления жидкости, поэтому толщину его листов назначаем по конструктивным соображениям. Для типового резервуара принимаем толщину днища 5мм.

Диаметр днища Db=D+50=32560+50=32610 мм (выступ днища за пределы стенки).

2.  Расчет стенки резервуара.                                

Принимаем высоту уровня залива резервуара Но=11,5 м, а с учетом избыточного давления ро=2кПа условная высота Н= Но + ро /ρ=11,5+2*(100)/0,0009*106=11,72 м. Расчетная схема стенки корпуса резервуара показана на рис. 1.

                    ро =0,002МПа                                           

 а)                                                 у. ж.                             б)                                                          

       hр

                         рх                                8          

          1                     х                r        7            1

                                                            6

h1     h                                                  5

                                   ро                     4

                                                            3

                                                            2                                                               

                                                            1        хо=0,6√rt

                     Ph=(ρh+ ро)                                                          

                                                              Nх=rρх

                                                                                                     М

 


                                                                                             Рис. 1. Расчетные эпюры давлений на стенку.    

                                                                                            а - эпюра давления жидкости;

                                                                                            б - эпюра момента в месте стыка днища со стенкой.            

 


                                                               Nх=rρх                   рис. 1.  

По высоте резервуара стенка состоит из восьми поясов по 1500 мм. Расчетное сечение каждого пояса расположено на 300 мм выше его нижней кромки, т. е. В сечении, где не учитывается влияние кольцевых швов смежного пояса.

Пояс стенки резервуара из условия обеспечения прочности (по первой группе предельных состояний) рассчитываем по формуле

σ =[(γf1ρх+ γf2 ро)r]/t≤γсRωy  

где γf1=1,1 коэф. надежности по нагрузке для гидростатического давления;                                                                         

γf2=1,15 то же, для избыточного внутреннего давления;

Rωy=0,85Rу, расчетное сопротивление сварного шва растяжению.

t==(γf1ρх+ γf2 ро)r/ γсRωy    

   Расчет поясов стенки сведе н в табл. 1.                                                                                            

Табл. 1.

% пояса

Расстояние от верха резервуара, мм

Значение  (х1-340) до расчет. уровня, мм

Внутреннее усилие на пояс (γf1ρх+ γf2 ро)r, Н/см

Расчетная толщина пояса, мм                  при Rωy, МПа

Принятая толщина листов t, мм

Напряжение в поясе σ, МПа

До низа пояса

До расчет. уровня

240

204

8

1520

1220

880

1794,9

0,9

1,1

5

35,8

7

2980

2680

2340

4150,9

2,1

2,5

5

83,0

6

4400

4140

3800

6506,9

3,3

3,9

5

130,1

5

5890

5590

5250

8846,8

4,6

5,4

5

176,9

4

7340

7040

6700

11186,6

5,8

6,8

7

159,8

3

8840

8540

8200

13607,2

7,0

8,3

9

151,19

2

10340

10040

9700

16027,7

8,3

9,8

10

160,2

1

11840

11540

11200

18073,4

9,4

11,0

11

164,3

Для первого пояса (нижнего) расчет толщины листов для полосы в 1,1 см выполнен следующим образом:

при Rωy =240 МПа

t=[(γf1ρх+ γf2 ро)r]/ γсRωy=[1,1*0,0009 (10)*1120+1,15*0,002 (100)]1630/0,8*240 (100)=9,4 см

r=Dо/2=3260/2≈1630 см при Rωy =204 МПа толщина пояса будет t=11 мм

Аналогично выполнен расчет других поясов. Принятые в табл. 1 толщины поясов для конструирования резервуара соответствуют Rωy =204 МПа, т. е. Для случая полуавтоматической сварки. Для пояса 5-8 назначена толщина листов t=5 мм по конструктивным соображениям.

Проверяем напряжение в нижнем поясе стенки резервуара с учетом действия краевого момента М1.     

σ =(Т1/t+6М1/ t2) ≤γсRу;

М1=0,1(1,1ρh+1.15 ро)rt.

Значение момента М1 максимально на расстоянии х2=πs/ 4 от днища, где s=0,78.

S=0,78√1630*1,1=33,02 см

Для этого сечения усилие Т1:

Т1=(γf1ρх+ γf2 ро)r=(1,1*0,0009 (10)*1127,6+1,15*0,002 (100))1630=18570,59 Н/ см;

Расчетный краевой момент равен при упругом защемлении стенки

М1=0,1(1,1*0,0009 (10)*1127,6+1,15*0,002 (100))1630 *1,1=2042,76 Н·см;

Напряжение в поясе

σ =Т1/t+6М1/ t2=18570,59/1,1+6*2042,76/1,12=185

Похожие материалы

Информация о работе