Резервуары с переменной толщиной стенки
Если объем резервуара больше определяемого формулой (9.7), то целесообразно его выполнять из поясов с разными толщинами стенок. При этом верхние пояса общей высотой Н1 выполняются постоянной толщины δ 0, а толщина нижних поясов возрастает по мере увеличения нагрузки.
Теоретическая эпюра толщин стенок представляет собой прямоугольный треугольник (рис. 9.1). Это работающая часть металла. В каждом поясе (hn- принимается одинаковой) имеется неработающая часть металла (незаштрихованная).
Весь объем Vм металла резервуара с переменной толщиной стенки складывается из следующих объемов:
— объема металла днища и кровли (как для резервуара с постоянной δ)
— объема работающего металла, воспринимающего нагрузку от
гидростатического давления продукта
так как то VР = π · R2 · H · =V ·
— объема неработающего метала в верхних поясах с толщиной δ0
из уравнения (9.6)
(9.8)
следовательно,
VHP = π · · α;
— объема неработающего металла в остальных поясах резервуара (сумма объемов тел вращения с треугольным поперечным сечением стк)
(9.9)
где n = (Н - Hl )/ hn — число поясов с переменной толщиной стенки; е - разность толщин листов двух смежных поясов (е = const).
Из подобия Δadf-Δcmk
откуда
(9.10)
Подставив в (9.9) значения n, H1 и е из (9.8) и (9.10), получим
Учитывая, что π · R2 · Н = V, получим
Тогда полный объем металла резервуара
Оптимальную по затратам металла высоту резервуара найдем из условия dVM / dH=0
(9.11)
Уравнение (9.11) можно решить относительно Н методом последовательных приближений. В явном виде приближенно имеем
(9.12)
В левой части уравнения (9.12) — объем металла днища и кровли, в правой - объем работающего металла корпуса резервуара. Следовательно, резервуар с переменной толщиной стенок имеет наименьший объем металла, когда объем металла днища и кровли равен объему работающего металла корпуса. Из выражения (9.12) получим оптимальное значение высоты резервуара
Таким образом, высота резервуара не зависит от объема резервуара, она определяется только конструктивными элементами резервуара (толщиной днища и покрытия), качеством материала (его прочностью) и свойствами продукта (его плотностью).
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1295;