Расчет стенки вертикального резервуара

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Расчет конструкций резервуара и, в частности, определение толщины его стенки по поясам ведется по предельному состоянию. Поскольку стенка резервуара работает главным образом на растяжение, то расчет последнего по предельному состоянию сводится в основном к введению в расчетные формулы дифференцированных коэффициентов безопасности (коэффициентов запаса), т. е. коэффициента перегрузки n и коэффициента условий работы m. Введение этих коэффициентов (различных для разных элементов конструкции) позволяет увеличивать или уменьшать запас прочности того или иного элемента в зависимости от его назначения и вида действующей на него нагрузки. Это, в свою очередь, позволяет более рационально использовать материала и его несущую способность и, следовательно, более экономично его расходовать.

Напряжения в цилиндрической оболочке определяют по формуле

Σ = r×

Толщина стенки

δ = р ×

Если использовать запись не в напряжениях, а в усилиях, то получим

N_p ≤ N_пр, (1)

где N_p -расчетное усилие в оболочке,

N_p ₌ р∙ r

N_пр - предельное усилие в оболочке,

N_{пр =} δ∙σ

Расшифруем значения усилий: давление р складывается из гидростатического давления и избыточного давления в газовом пространстве резервуара. Таким образом, с учетом коэффициентов перегрузки

р = n ₁ × r × g × ( H – x )+ n ₂ × p _изб ,.

где p _изб — избыточное давление.

Расчетное усилие:

N_p=[n₁ × r × (H–x)+n₂ × p _изб ] × r,

где r- радиус резервуара.

Величина предельного (или предельно допустимого) усилия

N _пр = m × R × d _i

где m - коэффициент условий работы (для стенки резервуара m = 0,8); R— расчетное сопротивление материала стенки; d _i — толщина рассчитываемого пояса.

Подставив значение усилий в выражение (1), получим:

[n₁ × r × (H–x)+n₂ × p _изб ]∙r ≤ m × R × d _i

или

d _i ≥ (2)

Значение х в формуле (2) обычно берут для первого пояса - 30 см, для остальных поясов - равным высоте всех поясов, предшествующих рассчитываемому (снизу).

Данные для расчета: H = 18000, d = 60700 мм, материал стенки 09Г2С, расчетное сопротивление стали R=290 МПа, коэффициент условий работы m = 0,8, стенка состоит из восьми поясов, высота пояса 2250 мм, r = 0,0009 кг/см³, r _изб = 0.

Решение

Поскольку нижний край стенки упруго защемлен (сварен) с днищем, то для первого пояса x = 30 см, а не 0, как можно было предположить. Подставим данные для первого пояса в формулу (2). Величину g принимаем равной 10.

d = [1,1´9´10²´10(18,00–0,30)+1,2´2´10³]´30,35/0,8´290´10⁶=0,0232 м или d = 2,32 см

Аналогично этому подсчитываем толщину остальных поясов. Результаты расчета стенки для всех поясов сведены в таблицу, в которой принимаемые величины толщин поясов получены округлением результатов расчета. Толщины поясов имеют завышенную величину для обеспечения запаса устойчивости.

Таблица 6.1 - Результаты расчета стенки резервуара по поясам

Пояса	Высота, мм	Толщина стенки, мм		Кольцевое усилие N₁, H/см	Радиальное перемещение ∆ r, мм
Пояса	Высота, мм	расчетная	принятая	Кольцевое усилие N₁, H/см	Радиальное перемещение ∆ r, мм
I	17700	23,2	28	14560	7,7
II	15750	20,7	24	16360	10,0
III	13500	17,8	20	15725	11,6
IV	11250	14,9	18	14473	11,8
V	9000	12,0	18	11547	9,5
VI	6750	9,1	16	8815,0	8,1
VII	4500	6,1	12	6108,3	7,5
VIII	2250	3,2	12	3982,6	4,9

6.4.2 Расчет нижнего узла резервуара объемом 50000 м³

Исходные данные: толщина первого пояса стенки =28 мм, толщина окрайков днища _окр=16 мм; масса стенки G _ст = 506,421 т; плотность нефтепродукта =9×10^-4кг/см³.