Обоснование необходимости строительства дополнительных резервуаров при увеличении производительности нефтепровода, страница 10

           q R_ц                                       Q_п + Q_к

s₁ =------------       или    s₁ =  -   ----------------           (2.7)

           2 h_ц                                                                       h_ц

где q – равномерно распределённая расчётная нагрузка, действующая на кровлю, с учётом её собственной массы.

Критическое меридиональное напряжение зависит от отношения радиуса срединной поверхности стенки резервуара к толщине стенки. Известно ,что при R_ц  /  h_ц  ³ 500 критическое напряжение

s_1кр = с Е h_ц  / R_ц,          (2.8)                 

где с – коэффициент, зависящий от отношения радиуса стенки резервуара к толщине стенки.

            При совместном воздействии осевого сжатия и внешнего, равномерного давления устойчивость стенки находят по формуле:

s₁ / s _1кр + s₂ / s_2кр  £ 1

                                                         s₁ £ s_1кр,  s₂ £ s_2кр

С учётом выражения для продольных и кольцевых напряжений

                                                  s₁ = q R_ц / 2 h_ц             (2.9)                    

                                                                            R b K Q_в

                                          s₂ = -  ----------------------               (2.10)  

h_ц

   Знак "минус" говорит о том, что в оболочке корпуса резервуара действуют сжимающие напряжения.

s_1кр = - с Е hц / Rц     (2.12)

          (2.13)

При совместном воздействии осевого сжатия и внешнего равномерного давления устойчивость стенки находят по формуле:

                 Н_ц

Так как  -------- = 0,55,    то 0,5 £ 0,55 £ 10

                 R_ц

 

Проверим условие устойчивости стенки резервуара с плавающей крышей:

 

Условие устойчивости соблюдается.

2.7. Расчёт резервуара на прочность по безмоментной теории

Стенка резервуара представляет собой цилиндрическую оболочку, воспринимающую в качестве основной нагрузки гидростатическое давление жидкости. Давление действующее на стенку резервуара на высоте х от днища

р_х = g (Н – х) + р_,

где g - удельный вес нефтепродукта,

Н – высота резервуара,

р _и  - избыточное давление в газовом пространстве.

Предполагаем, что стенка отделена от днища. Ввиду симметрии нагрузки в стенке резервуара возникают усилия безмоментной группы (N1 и N2)/ Меридиональное усилие N₁, возникающее от массы покрытия Qп, собственной массы стенки Qк и снеговой нагрузки определяется поформуле

Кольцевое усилие

Прочность стенки резервуара будет обеспечиваться в том случае, если соблюдается условие:

Условие прочности выполняется.

Расчёт узла сопряжения стенки резервуара с днищем с учётом краевого эффекта

В узле сопряжения стенки резервуара с днищем при заделке, приложении рабочих нагрузок, возникает краевой эффект – быстро затухающее по высоте резервуара моментное напряженное состояние. Краевой эффект связан с тем, что нижний край стенки резервуара не может свободно перемещаться, ибо жёстко связан с днищем.

В зонах примыкания стенки к днищу возникают усилия краевого эффекта – изгибающий момент М₀ или Х₁ и поперечная сила Q₀ или Х₂,перераспределяющие усилия безмоментного сосотояния. При расчёте резервуаров большой вместимости, опирающихся на бетонное фундаментное кольцо, принимают,что нижняя кромка стенки резервуара защемлена полностью.

Рассчитаем изгибающий момент и поперечную силу

Определим фиктивный коэффициент постели

(2.13)

h_ц – толщина стенки резервуара  28 мм,

Е – модуль упругости =2х10⁶

Определим характеристику гибкости цилиндрической стенки

Условие прочности:

94.2 МПа  £  98.2 МПа  £ 360. Условие прочности выполняются.

2.8. Техническая характеристика резервуара

Резервуар двустенный предназначен для производства операций по приёму, хранению и отпуску нефти плотностью до 0,89 т/м³, температурой застывания ниже 0 ^оС, температурой хранения не более 60 ^оС.

Характеристика резервуара: