1. Obliczanie podstawowych gabarytów aparatu typu zbiornikowego
1) Wybór typu aparatu. W pierwszej kolejności, o ile nie zostało to sprecyzowane w temacie projektu, należy
zakwalifikować zbiornik, będący tematem projektu, do jednego z następujących typu aparatów, np.: reaktor, płuczka,
dozownik, skruber, kolumna destylacyjna, kolumna rektyfikacyjna, mieszalnik, zbiornik magazynowy, odstojnik itd.
Od typu aparatu zależy bowiem kształt jego powłoki. I tak np.: w kolumnach, płuczkach, skruberach stosunek
wysokości do średnicy aparatu H/D >> 1. W reaktorach pionowych o działaniu okresowym stosunek H/D jest zbliżony
do 1.5. W pionowych krystalizatorach, odstojnikach, zbiornikach magazynowych, stosunek ten może być mniejszy od
jedności. Typy zbiorników stosowanych w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym i pokrewnych
podaje norma BN-65/2220-01. Podstawowe parametry pionowych aparatów z urządzeniami mieszającymi o
pojemności do 50 [m3] zawarte są w normie PN-85/2225-19-1 (dno i pokrywa elipsoidalna), - 2 (dno stożkowe 90o,
pokrywa płaska), - 3 (dno elipsoidalne, pokrywa płaska), - 4 (dno stożkowe 120o, pokrywa płaska), -5 (dno i pokrywa
płaska).
2) Wybór objętości nominalnej. Następnie trzeba zastanowić się, czy podana w temacie projektu objętość
dotyczy objętości nominalnej, rzeczywistej, czy użytecznej aparatu. Pojemności nominalne (Vnom) nie uwzględniają
objętości zajmowanej przez wymurówki, wykładziny, wężownice i inne wewnętrzne elementy zbiorników. Zgodnie z
normÄ… BN-64/220102 wynoszÄ… one: Vnom = 0.1, (0.125), 0.16, (0.2), 0.25, (0.320), 0.4, (0.5), 0.63, (0.8), 1.0, 1.25, 1.6,
2.0, 2.5, 3.2, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10.0, 12.5, 16, 20.0, 25.0, 32.0, 40.0, 50.0, 63.0, 80.0, 100, 125, 160, 200 i 250 [m3].
Objętości w nawiasach mogą być stosowane do zbiorników ze stali stopowych lub metali kolorowych.
3) Wybór średnicy. Zalecane gabaryty i główne wymiary zbiorników cylindrycznych poziomych i pionowych
w przemyśle chemicznym podaje wyciąg z normy BN-75/2221-21 (Zamieszczony w Materiałach Pomocniczych na
Stronie Katedry Rozdz. 4. Część Obliczeniowa, pozycja 2. [4.2]).
Zalecane wartości średnic wewnętrznych wynoszą Dw = 0.6, 0.7, 0.8, (0.9), 1.0, (1.1), 1.2, (1.3), 1.4, (1.5), 1.6,
(1.7), 1.8, (1.9), 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.6, 4.0 dla zbiorników oraz: 4.5, 5.0, 6.3, 8.0 i 10.0 [m] dla
kolumn natomiast zewnętrznych Dz = 0.219, 0.273, 0.324, 0.356, 0.406, 0.457 i 0.508 [m] (wartości w nawiasach
dotyczą płaszczy grzejnych).
W przeciwieństwie do średnic, których wymiary Dw lub Dz są ściśle określone normą np.: BN-64/2201-01,
długości lub wysokości zbiorników można modyfikować.
Obliczanie gabarytów zbiornika
Przykład I Tematem projektu jest cylindryczny, pionowy i bezciśnieniowy zbiornik przeznaczony do magazynowania
2 ton oleju opałowego. Zbiornik ma być umieszczony 2.5 [m] nad poziomem gruntu, na zewnątrz.
Dane/Założenia: Wyniki:
Obliczenia:
1. Gabaryty zbiornika
1.1. Wybór typu zbiornika
Typ zbiornika, jako magazynowy, został już sprecyzowany w temacie
projektu. Mieszadło w zbiorniku nie jest
potrzebne, podobnie jak i system grzania i
chłodzenia.
Ponieważ zbiornik jest bezciśnieniowy, więc
może mieć płaskie dno i płaską pokrywę. Z
materiałów pomocniczych  typy zbiorników
można wybrać np.: zbiornik z płaską pokrywą i
wypukłym dnem typu B1-S lub B1-Z, dla
którego norma RN-52/Ch/A3-0001 [4.1] podaje
zakresy zalecanych objętości nominalnych,
średnic zewnętrznych i ciśnień: Vnom = 0.2 
12.5 [m3], Dz = 0.5  2.0 [m] i pn do 0.07 [MPa].
1
 1.2. Wyznaczenie objętości nominalnej
G = 2 [ton] Masie 2 ton oleju opałowego El odpowiada jego objętość:
Gęstość oleju El
G 2000
V = = = 2.325 [m3]
wg.DIN 51603 w
Á 860
temp.15 [oC] wy-
Przy 75% napełnieniu zbiornika otrzymuje się jego użyteczną objętość:
nosi:
Vuż = V . 1.25 = 2.325 . 1.25 = 2.91 [m3]
Á15=860 [kg/m3]
Najbliższa znormalizowana objętość nominalna zgodnie z normą BN-
Vnom = 3.2 [m3]
[1]
64/220102 wynosi: Vnom = 3.2 [m3]
Vnom = 3.2 [m3] 1.3. Wyznaczenie średnicy zbiornika
W oparciu o normÄ™ BN-75/2221-21
[4.2], która dotyczy wprawdzie zbiorników
Dw
z dnami o małej wypukłości, można tak-
że oszacować wartość średnicy wew-
nętrznej zbiornika, będącego tematem
lz
projektu:
Wartości Vnom = 3.2 [m3] odpowia-
dają trzy zalecane średnice:
Dw = 1.2, 1.4 i 1.6 [m],
którym przyporządkowane są trzy
h
orientacyjne wysokości zbiornika:
lz H" 3.4, 2.45 i 2.05 [m].
Na podstawie analizy kształtu zbiorni- Dw = 1.6 [m]
ków w kontekście ich ustawienia na wy-
sokości h = 2.5 [m] (rysunek obok) wybrano wariant III, dla którego: Dw = lz H" 2.05 [m]
1.6 [m] i lz H" 2.05 [m].
Przykład II Tematem projektu jest cylindryczny, poziomy zbiornik o pojemności V = 4.5 [m3], ciśnieniu p = 15 [at] i
temperaturze t = 15 - 50 [oC] przeznaczony do magazynowania amoniaku. Zbiornik ma być umieszczony w
pomieszczeniu piwnicznym o wysokości 3 [m], skąd przetłaczany jest amoniak na wysokość 4 [m] do hali
sprężarek .
Dane/Założenia: Wyniki:
Obliczenia:
1. Gabaryty zbiornika
1.1. Wybór typu zbiornika
Zbiornik poziomy typu magazynowego, w przypadku amoniaku, nie
musi posiadać mieszadła w zbiorniku i zdejmowanej pokrywy. Wymagany
jest natomiast system termostatowania (płaszcz lub wężownica).
Ze względu na ciśnienie zbiornik powinien posiadać dennice sferyczne.
W materiałach pomocniczych  typy zbiorników podany jest tylko jeden
przykład zbiornika poziomego typu
C1-P, dla którego norma RN-
52/Ch/A3-0001 [4.1] podaje zakresy
zalecanych objętości nominalnych,
średnic zewnętrznych i ciśnień: Vnom
= 0.4  45 [m3], Dz = 0.5  1.6 [m]
dla pn od 1.0 do 1.6 [MPa].
2
V = 4.5 [m3] 1.2. Wyznaczenie objętości nominalnej
Najbliższe znormalizowane objętości nominalne, zgodnie z normą BN-
64/220102 wynoszą: Vnom = 4 i 5 [m3]. Mając na uwadze wężownicę, która
zajmie ok. 10 [%] objętości zdecydowano się wybrać wartość większą Vnom = 5 [m3]
1.3. Wyznaczenie objętości użytecznej amoniaku
Vnom = 5 [m3],
W temp. 20 [oC] i
Przy założeniu 75% napełnieniu zbiornika cieczą, z uwzględnieniem
przy p = 1.5[MPa] ciekłego NH3
objętości zajmowanej przez wężownicę, otrzymuje się jego użyteczną
amoniak jest cieczą Vuż =3.75 [m3]
objętość ciekłego amoniaku i jego ciężar
G = 2250 [kG]
o Á20H"600[kg/m3] a
Vuż = Vnom . 0.75 = 5 . 0.75 = 3.75 [m3] G = Vuż . Á = 3.75 . 600 = 2250 [kG]
w temp. 50 [oC]
gazowego NH3
gazem o gęstości
Dla gazowego amoniaku, przy założeniu, że wężownica zajmie ok. 10
Vuż =4.5 [m3]
Á50H"300[kg/m3] [2] [%] objÄ™toÅ›ci, otrzymuje siÄ™ odpowiednio:
G = 1350 [kG]
Vuż = Vnom . 0.90 = 5 . 0.90 = 4.5 [m3] G = Vuż . Á = 4.5 . 300 = 1350 [kG]
Vnom = 5 [m3] 1.4. Wyznaczenie średnicy zbiornika
Z normy BN-75/2221-21 wynika, że wartości Vnom = 5 [m3]
przyporządkowane są trzy średnice: Dw = 1.4, 1.6 i 1.8 [m], którym
odpowiadają trzy orientacyjne długości zbiornika: lz H" 3.45, 2.8 i 2.3 [m].
Na podstawie analizy kształtu zbiorników przy uwzględnieniu
wysokości pomieszczenia H = 3 [m] i konstrukcji nośnej h H" 1 [m]
(rysunek poniżej)
H
Dw
Dw = 1.6 [m]
lz
lz H" 2.8 [m]
wybrano wariant II, dla dla którego: Dw = 1.6 [m] i lz H" 2.8 [m].
Literatura (wykaz należy zamieścić na końcu części obliczeniowej projektu)
[1] WWW.isanit.pl
[2] K, Ra~
njevi
, Tablice cieplne z wykresami, WNT Warszawa 1966,
3