Politechnika Poznańska
Wydział Technologii Chemicznej
Instytut Technologii i Inżynierii
Zakład Inżynierii i aparatury chemicznej



Zbiornik
Projekt wykonany w ramach zajęć z Materiałoznawstwo chemiczne i korozja



Andrzej Sęk

studia inżynierskie 2008/2009
na kierunku Technologia Chemiczna

Temat: Zaprojektować zbiornik na wodę:
V=8m³
T=200^ₒC
p=9 bar

Uwagi:


























1. Charakterystyka techniczna zbiornika
Projektowany zbiornik zbudowany jest z cylindrycznego płaszcza i dwóch den wyoblonych. Woda doprowadzana jest do zbiornika króćcem górnym, króciec dolny służy do opróżniania zbiornika. Dla umożliwienia przeprowadzenia kontroli zbiornika od wewnątrz (głównie połączeń spawanych)zastosowano dodatkowo właz D=0,4 m. Dla umożliwienia oczyszczenia zbiornika z osadzających się zanieczyszczeń dno zbiornika przymocowano przez połączenie kołnierzowe. Zbiornik pracuje w pozycji pionowej, dla stawienia zbiornika na konstrukcji wspornej przyspawano do niego trzy łapy. Wszystkie elementy paratu zostały wykonane ze stali St3S.









































Obliczenia konstrukcyjne i wytrzymałościowe

	1.1 Ustalenie średnicy części cylindrycznej. Przyjmując średnicę znormalizowaną
	1.2 Ustalenie wysokości części cylindrycznej wg. PN-69/M35413 Przyjmujemy wysokość aparatu
	1.3 Obliczanie grubości ścianki części cylindrycznej 1.3.1 Wyznaczenie dopuszczalnego naprężenia na rozerwanie Dla stali St3S dla części walcowej stąd: 1.3.2 Wyznaczam współczynnik wytrzymałości szwu Dla dna z jednostronną pachwiną z ukosowaniem 1.3.3 Wyznaczam ciśnienie obliczeniowe gęstość wody 1000 1.3.4 Wyznaczam współczynnik a to a=1 Obliczeniowa wartość ścianki wynosi: 1.3.5 Wyznaczanie rzeczywistej grubości ścianki Naddatek grubości na minusową odchyłkę blachy: Dla stali węglowej St3S wynosi 0,0005 Naddatek na korozje obliczam ze wzoru: zakładamy że prędkość korozji Naddatek grubości na dodatkowe naprężenia nie pochodzące od ciśnienia: Całkowity naddatek grubości: Rzeczywista grubość ścianki części cylindrycznej: Po znormalizowaniu:
	1.4 Obliczanie grubości ścianki dennicy górnej oraz dolnej wg. PN-69/M35413 Grubość ścinki dennicy oblicza się ze wzoru: Zakładam szacunkowo że Wyznaczenie średnicy zewnętrznej dna: Wyznaczenie wysokości części wyoblonej dennicy: Wyznaczenie współczynnika wytrzymałości wyoblenia dna Wartość współczynnika obliczam ze wzoru: zakładam że otwór w dennicy d=0,135 Przyjmuje Dla tych parametrów Współczynnik z dla dna wyoblonego bez złącz spawanych wynosi Naprężenie dopuszczalne k na rozrywanie obliczam ze wzoru współczynnik przyjmujemy Przyjmuje odchyłkę minusową przy tłoczeniu dna Naddatek na korozje analogicznie do części cylindrycznej Ze wzglądu na brak dodatkowych naprężeń Wyznaczanie grubości ścianki dna: czyli wg. PN-69/M35413
	1.5 Wyznaczanie największej średnicy otworu w dnie zbiornika nie wymagającego wzmocnienia Wyznaczanie współczynnika wytrzymałości powłoki osłabionej otworem Średnica otworu nie wymagającego wzmocnienia w dennicy:
	1.6 Wyznaczenie największej średnicy otworu w płaszczu zbiornika nie wymagającego wzmocnienia Wyznaczanie współczynnika wytrzymałości: Średnica otworu nie wymagającego wzmocnienia w płaszczu:
	1.7 Dobór kołnierza Dennica górna projektowanego zbiornika będzie połączona z częścią cylindryczną przy użyciu kołnierza płaskiego wg PN-67/H-74722 dla o średnicy nominalnej .Podane wymiary są zgodne z normą
	1.8 Wyznaczenie wielkości i parametrów włazu Dla części cylindrycznej aparatu dobrano właz: WŁAZ PWr-1,6/400/200/N/-Polonit 300 zgodnie z normą BN-83/2211	Pokrywa: Króciec włazu:
	1.9 Wyznaczenie wielkości króćców Dla dolnej i górnej dennicy dobrano te same króćce KRÓCIEC S-Z-1,6-100/150-3/N wg BN-76/2211-40
	Dziękuję

Literatura:

[1]- Jerzy Pikoń: Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej, cz.I. wyd.1 ;1979,PWN

[2]- Jerzy Pikoń: Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej, cz.II. wyd.1 ;1979,PWN

[3]- Jerzy Pikoń: Atlas konstrukcji aparatury chemicznej, wyd.1;1981,PWN

[4]- BN-80/22001- „Aparaty typu zbiornikowego. Szereg objętości nominalnych” - Wydawnictwo Normalizacyjne W-wa 1980 r.

[5]- BN-75/2221-21- „Zbiorniki cylindryczne poziome i pionowe z dnami o małej wypukłości” - Wydawnictwo normalizacyjne W-wa 1976r.

[6]- BN-83/221-25- „ Zbiorniki i aparaty ze stali węglowej. Włazy z pokrywa z dnem płaskim na ciśnienia nominalne 1,6; 2,0; 2,5 i 4,0 MPa” - Wydawnictwo Normalizacyjne „Alfa” 1983r.

[7]- BN-75/221-34- „Króćce ze stali węglowej z pokryciem z wykładziny chemoodpornej na ciśnienia nominalne 0,25; 0,6; 1,6 MPa”

[8]- PN-67/H-74722- „Kołnierze okrągłe przyspawne z szyjką p_nom<10 bar, t_r,300°C ”

[9]- PN-69/M-35413- „Dna o małej wypukłości, stalowe, tłoczone o średnicach wewnętrznych od 600 do 3200 mm”

[10]-
Dobór łap i blachy wzmacniającej pod łapy.

Wykaz oznaczeń i jednostek:

symbol	opis	jednostka
	czas pracy aparatu.	[lat]
	gęstość medium (wody).	[g/ml]
	orientacyjna gęstość stali.	[kg/m^2]
	współczynnik osłabiania.	-
	współczynnik poprawkowy.	-
a	współczynnik	-
C	naddatki grubości blachy.	[m]
C1	naddatek grubości ze wg. na minusową odchyłkę blachy.	[m]
C2	naddatek grubości ze wg. na korozje.	[m]
C3	naddatek ze wg. na dodatkowe naprężenia.	[m]
d	10% z średnicy wewnętrznej.	[m]
d1, d2, d3	obliczeniowe maksymalne otwory nie wymagające wzmocnienia.	[m]
dD	maksymalny otwór nie wymagający wzmocnienia dla dennicy.	[m]
dP	maksymalny otwór nie wymagający wzmocnienia dla płaszcza.	[m]
Dw	średnica wewnętrzna zbiornika.	[m]
Dz	średnica zewnętrzna płaszcza zbiornika.	[m]
DzD	średnica zewnętrzna dennicy.	[m]
g0	grubość obliczeniowa blachy.	[m]
gd	grubość blachy dennicy.	[m]
grz g	grubość rzeczywista blachy.	[m]
gsz	grubość blachy ze wg. na sztywność powłoki pionowej.	[m]
gz	przyśpieszenie grawitacyjne ziemi.	[m]
H	wysokość części cylindrycznej aparatu.	[m]
hc	wysokość części wyoblonej dennicy.	[m]
Hcyl	wysokość cieczy w części cylindrycznej.	[m]
HD	wysokość dennicy.	[m]
Hkol	wysokość kołnierza.	[m]
Hkr	wysokość króćca.	[m]
hw	wysokość części prostej dennicy.	[m]
Hz	wysokość dennicy.	[m]
Hzb	wysokość aparatu.	[m]
kD	współczynnik naprężeń dopuszczalnych dla dennic.	[N/m^2]
kP	współczynnik naprężeń dopuszczalnych dla płaszcza.	[N/m^2]
m kol	masa kołnierza.	[kg]
mD	masa dennicy.	[kg]
mkr	masa króćca.	[kg]
mp	masa pierścienia stanowiącego płaszcz.	[kg]
mw	masa włazu.	[kg]
mzE	masa aparatu pustego.	[kg]
mzF	masa zbiornika zalanego .	[kg]
ph	ciśnienie hydrostatyczne.	[Pa]
pow	ciśnienie obliczeniowe.	[Pa]
prw	ciśnienie robocze.	[Pa]
Rm	granica płynności stali.	[N/m^2]
s	współczynnik podatności na korozje.	[m/rok]
Vc	objętość medium w części cylindrycznej.	[m^3]
Vnom	objętość nominalna zbiornika.	[m^3]
Vrz	objętość rzeczywista zbiornika.	[m^3]
Vst	objętość pierścienia stanowiącego płaszcz.	[m^3]
Vzad	objętość zadaniowa medium (wody).	[m^3]
XeD	współczynnik bezpieczeństwa dla dennic.	-
XeP	współczynnik bezpieczeństwa dla płaszcza.	-
y w	współczynnik wyoblania.	-
z	współczynnik wytrzymałości szwu.	-
ZrD	współczynnik wytrzymałości dla powłok osłabionych otworem dennicy.	-
ZrP	współczynnik wytrzymałości dla powłok osłabionych otworem płaszcza.	-

Spis treści:
1. Charakterystyka techniczna zbiornika 1
2. Obliczenia konstrukcyjne i wytrzymałościowe 2
2.1 Ustalenie średnicy części cylindrycznej 2
2.2 Ustalenie wysokości części cylindrycznej 2
2.3 Obliczanie grubości ścianki części cylindrycznej 2
2.4 Obliczanie grubości ścianki dennicy górnej oraz dolnej 3
2.5 Wyznaczanie największej średnicy otworu w dnie 3
2.6 Wyznaczenie największej średnicy otworu w płaszczu 4
2.7 Dobór kołnierza 4
2.8 Wyznaczenie wielkości i parametrów włazu 4
2.9 Wyznaczenie wielkości króćców 5
3. Literatura 6
4. Spis oznaczeń 7
5. Spis treści 9
6. Rysunek ofertowy

---