Расчет тонкостенных сосудов и резервуаров
Описание реакций фрагмента тонкостенного резервуара в напряженном состоянии. Характеристика основного уравнения Лапласа, связывающего напряжения и для тонкостенных сосудов вращения. Равновесие нижнего фрагмента в случае гидростатической нагрузки.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | лекция |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.07.2013 |
Размер файла | 76,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет тонкостенных сосудов и резервуаров
Если толщина стенок цилиндра мала по сравнению с радиусами и , то известное выражение для тангенциальных напряжений приобретает вид
т. е. величину, определенную нами раньше (§ 34).
Для тонкостенных резервуаров, имеющих форму поверхностей вращения и находящихся под внутренним давлением р, распределенным симметрично относительно оси вращения, можно вывести общую формулу для вычисления напряжений.
Выделим (Рис.1) из рассматриваемого резервуара элемент двумя смежными меридиональными сечениями и двумя сечениями, нормальными к меридиану.
Рис.1. Фрагмент тонкостенного резервуара и его напряженное состояние
Размеры элемента по меридиану и по перпендикулярному к нему направлению обозначим соответственно и , радиусы кривизны меридиана и перпендикулярного к нему сечения обозначим и , толщину стенки назовем t.
По симметрии по граням выделенного элемента будут действовать только нормальные напряжения в меридиальном направления и в направлении, перпендикулярном к меридиану. Соответствующие усилия, приложенные к граням элемента, будут и . Так как тонкая оболочка сопротивляется только растяжению, подобно гибкой нити, то эти усилия будут направлены по касательной к меридиану и к сечению, нормальному к меридиану.
Усилия (Рис.2) дадут в нормальном к поверхности элемента направлении равнодействующую ab, равную
Рис.2. Равновесие элемента тонкостенного резервуара
Подобным же образом усилия дадут в том же направлении равнодействующую Сумма этих усилий уравновешивает нормальное давление, приложенное к элементу
Отсюда
Это основное уравнение, связывающее напряжения и для тонкостенных сосудов вращения, дано Лапласом.
Так как мы задались распределением (равномерным) напряжений по толщине стенки, то задача статически определима; второе уравнение равновесия получится, если мы рассмотрим равновесие нижней, отрезанной каким-либо параллельным кругом, части резервуара.
Рассмотрим случай гидростатической нагрузки (рис.3). Меридиональную кривую отнесем к осям х и у с началом координат в вершине кривой. Сечение проведем на уровне у от точки О. Радиус соответствующего параллельного круга будет х.
Рис.3. Равновесие нижнего фрагмента тонкостенного резервуара.
Каждая пара усилий , действующих на диаметрально противоположные элементы проведенного сечения, дает вертикальную равнодействующую bс, равную
сумма этих усилий, действующих по всей окружности проведенного сечения, будет равна ; она будет уравновешивать давление жидкости на этом уровне плюс вес жидкости в отрезанной части сосуда .
Отсюда
Зная уравнение меридиональной кривой, можно найти , х и для каждого значения у, и стало быть, найти , а из уравнения Лапласа и
Например, для конического резервуара с углом при вершине , наполненного жидкостью с объемным весом у на высоту h, будем иметь:
Тогда
Для сферического сосуда радиусом , находящегося под внутренним давлением , по симметрии ; тогда из уравнения (Лапласа), так как
и
тонкостенный сосуд напряжение
Если меридиональная кривая будет иметь переломы с разрывом непрерывности угла , то равновесие тонкой оболочки у места перелома может быть обеспечено лишь наличием реакций, приложенных к оболочке по окружности в этом месте. Появление таких реакций обеспечивается устройством специальных колец, способных брать на себя усилия, возникающие в них в связи с неуравновешенностью напряжений по обе стороны точки перелома.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет стенки цилиндрических вертикальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Определение устойчивости кольцевого напряжения 2 в резервуарах со стационарной крышей. Поверочный расчет на прочность и на устойчивость для каждого пояса стенки резервуара.
контрольная работа [135,7 K], добавлен 17.12.2013Анализ состояния вопроса автоматизированного проектирования резервуара обеззараживания воды. Применение ультразвукового и ультрафиолетового излучений. Гидравлические процессы в рабочей емкости резервуара. Прочностные свойства компонентов. Расчет сосудов.
дипломная работа [5,1 M], добавлен 27.10.2017Классификация и оборудование резервуаров. Элементы и технологическая характеристика вертикального стального резервуара. Принцип работы технологического и товарного резервуаров, уровнемера Ерошкина, радарного уровнемера. Средства пожаротушения резервуара.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.05.2015Изучение конструктивных особенностей вертикальных цилиндрических резервуаров низкого давления для нефти и нефтепродуктов. Характеристика метода наращивания поясов резервуара. Расчёт стенки резервуара на прочность. Технология сварочных и монтажных работ.
курсовая работа [199,5 K], добавлен 06.03.2016Изучение стандартизации, норм и правил сооружения резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов. Основы проектирования площадки и заложение фундамента вертикального стального резервуара. Сооружение стенки и крыши емкости и основного оборудования.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.04.2014Характеристика резервуарного парка. Виды потерь от испарения при технологических операциях. Расчет потерь нефти от испарения из резервуара РВС-5000 от "малых дыханий". Метод уменьшения газового пространства резервуара. Дыхательная арматура резервуаров.
курсовая работа [213,7 K], добавлен 08.08.2013Характеристика Выксунского металлургического завода. Обоснование целесообразности модернизации цеха. Оборудование и технология производства. Настройка агрегатов линии подготовки, формовки и калибровки. Расчет калибровки валков формовочного стана.
дипломная работа [682,6 K], добавлен 19.12.2012Материалы, применяемые для изготовления химического оборудования. Теория тонкостенных оболочек. Общие требования к сосудам, работающим под давлением. Конструкции и расчет фланцевых соединений. Расчет элементов аппаратов, нагруженных наружным давлением.
курс лекций [5,9 M], добавлен 24.05.2010Общая характеристика сферического резервуара, технология сборки и сварки сферического резервуара. Выбор и характеристики сварочного материала, описание способа сварки. Характеристика стыковых многослойных швов, расчет объема и площади поверхности сферы.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 16.11.2009Назначение нефтеперекачивающей станции, ее внутреннее устройство, элементы, основное технологическое оборудование, характеристика резервуара и резервуарных парков. Обслуживание, периодический и капитальный ремонт вертикального стального резервуара.
курсовая работа [437,6 K], добавлен 16.10.2014