Obliczenia ZBIORNIK CILsNIENIOWY


Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Elblągu

Projekt zbiornika ciśnieniowego

Wykonał:

Paweł Szymkowiak

III rok OŚ

Prowadzący:

mgr inż. Z. Gadomski

SPIS TREŚCI

I. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

1. Symbolika.

2. Wstęp do projektu.

Przedmiotem projektu jest zbiornik ciśnieniowy na gaz. Czynnikiem, który będzie przechowywany w zbiorniku będzie ARGON pod ciśnieniem po = 0,35 MPa. W projekcie wykorzystano książkę Leonida Kurmaza „Podstawy konstrukcji maszyn. Projektowanie”, w której przedstawiono tok obliczeń dla zbiorników ciśnieniowych, na podstawie którego wykonano projekt.

Założeniem jest, że zbiornik będzie w położeniu poziomym w pomieszczeniu. W projekcie przyjęto temperaturę krytyczną w otoczeniu zbiornika 50°C. Otoczenie nie jest zbyt agresywne dla zaprojektowanego urządzenia, ponieważ nie działają na nie niekorzystne warunki atmosferyczne, środowisko kwaśne itp. Za okres eksploatacji zbiornika przyjęto 30 lat. Oznaczenia tablic w obliczeniach pochodzą z książki L. Kurmaza.

3. Założenia projektowe

II. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

DANE

OBLICZENIA

WYNIK

t0 = 50°C

p= 0,35 MPa

I. Klasa zbiornika

Odczytuję z tab. 3.3.2 dla

0x01 graphic

oraz

0x01 graphic

- klasa „A”

Klasa zbiornika - A

Dw = 1200mm

Lw = 2400mm

υ = 10m/s (dla powietrza)

t = 15min

v = 2,5m3

II. Wymiary zbiornika

1. Średnica króćców

0x01 graphic

0x01 graphic

2. Średnica włazu

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla stali St3S:

Rmmin=380-470 MPa

Remin=240MPa

A5min=25%

X=1,65

p= 0,35 MPa

t0 = 50°C

Dw = 1200mm

III. Grubość ścianki płaszcza (króćca)

1. Grubość obliczeniowa

a) dla płaszcza

Przyjmuję stal St3S (Maszynoznawstwo chemiczne, W. M. Lewandowski tab. 11 s.63)

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję Zdop = 0,8 oraz α = 1 dla β<=1,4

0x01 graphic
z tab. 3.3.7

0x01 graphic

b) dla króćca

0x01 graphic

0x01 graphic

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

2. Grubość ścianki wymagana

0x01 graphic

0x01 graphic

a) dla płaszcza

0x01 graphic

b) dla króćca

0x01 graphic

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

3. Grubość nominalna wyrobu hutniczego

0x01 graphic

C1 = 0,4 mm z tab. 3.3.8

  1. dla płaszcza

0x01 graphic

  1. dla króćca

0x01 graphic

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

C1 = 0,4 mm

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

4. Rzeczywista nominalna grubość ścianki

0x01 graphic

    1. dla płaszcza

0x01 graphic
przyjmuję 5 mm

    1. dla króćca

0x01 graphic

a)

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

d = 18mm

X = 1,40

Dz=1209,24mm

p= 0,35 MPa

Re(to)=232,68MPa

IV. Wymiary dna

Z tab. 3.3.5:

Hw = 300 mm

Vdn = 0,226 m3

Hc = 40 mm - długość walcowej części dna

Masa dna 55 kg.

1. Obliczeniowa grubość części wypukłej dna

0x01 graphic

Współczynnik wytrzymałościowy 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Z tab. 3.3.9 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

C1 = 0,4 mm

C2 = 3 mm

2. Grubość nominalna

0x01 graphic

0x01 graphic
(grubość nominalna płaszcza)

0x01 graphic

0x01 graphic

C1 = 0,4 mm

3. Rzeczywista najmniejsza grubość ścianki dna

0x01 graphic
przyjmuję 5,1 mm

0x01 graphic

Hz = 217,6 mm

0x01 graphic

Dz=1209,24mm

4. Sprawdzam wymiary profilu dna

0x01 graphic

Rw 0x01 graphic
Dz

rw 0x01 graphic
0,1 Dz = 0,1 · 1209,24 = 120,9 mm

0x01 graphic

0x01 graphic

rw = 130,82 mm > 0,1 Dz - warunek spełniony

0x01 graphic

0x01 graphic
Rw = 1185,98 mm < Dz - warunek spełniony

rw = 130,82 mm 0x01 graphic
0,1 Dz - warunek spełniony

Rw = 1185,98 mm 0x01 graphic
Dz - warunek spełniony

V = 2,5 m3

V. Wymiary arkuszy blach

Z tab. 3.3.5 objętość elipsoidalnej części dna wynosi:

Vdn = 0,226 m3

1. Objętość części walcowej

Vwalc = V - 2 Vdn = 2,5 - 2 · 0,226 = 2,048 m3

Vwalc = 2,048 m3

Vwalc = 2,048 m3

Dw = 1200 mm

2. Długość walcowej części dna

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Hc = 40 mm

3. Szerokość arkusza blachy dla walczaka

0x01 graphic

B=1731,8 mm

Dz=1209,24mm

Dw = 1200 mm

4. Długość arkusza blachy dla walczaka

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

5. Wycięcie arkusza blachy

Wg tab. 3.3.11 arkusza o wymiarach L x B nie można wyciąć z jednego kawałka, przyjmuję więc 2 kawałki o wymiarach:

B1 = 865,9 mm L = 3781,5 mm

B2 = 865,9 mm

B1 = 865,9mm

B2=865,9 mm

L=3781,5 mm

Dz=1209,24mm

VI. Maksymalna średnica otworu w części walcowej zbiornika

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

VII. Dobieram właz

Wg BN - 83/2211-24.01

Typ włazu PZ - właz z kołnierzem płaskim z przylgą zgrubną.

Wymiary włazu rodzaju PZ z tab. 18.3.1 (Projektowanie węzłów i części maszyn rozdział 18 - zbiorniki ciśnieniowe L. O. Kurmaz):

Dnom = 600 mm

pom = 1,0 MPa

Śruba M20 x 95, liczba - 20

Uszczelka:

d = 600 mm

D = 668 mm

Wymiary króćców włazu PZ:

Rura:

dz = 612 mm

g = 6 mm

l = 300 mm

Kołnierz:

Dz = 730 mm

g1 = 40 mm

D0 = 690 mm

d0 = 22 mm

D1 = 660 mm

D2 = 620 mm

D3 = 647 mm

D4 = 617 mm

D7 = 648 mm

Wymiary pokrywy włazu PZ:

Dz = 730 mm

g1 = 30 mm

g2 = 34 mm

D0 = 690 mm

d0 = 22 mm

D1 = 660 mm

D5 = 645 mm

D6 = 619 mm

Właz - PZ

Dw = 1200 mm

Dz=1209,24mm

0x01 graphic

C2 = 3 mm

p= 0,35 MPa

0x01 graphic

α = 1

VIII. Średnica otworu w płaszczu niewymagająca wzmocnienia

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

lub

d = 0,35 Dz = 0,35 · 1209,24 = 423,23 mm

lub

d = 200 mm

Przyjmuję najniższą z możliwych średnic.

0x01 graphic

dwkr=600mm

gkr=3,81mm

gwz=1· gkr

C2 = 3mm

IX. Wzmocnienie ścianek elementów walcowych osłabionych otworami

Swzm 0x01 graphic
Sstr

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Swzm 0x01 graphic
Sstr - warunek spełniony

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Swzm 0x01 graphic
Sstr - warunek spełniony

X. Dobór parametrów króćców

Wymiary z tab. 3.3.12:

  • Średnica rury dla króćca dkr = 21,3 mm

  • Grubość ścianki króćca gkr = 4 mm

  • Długość króćca lkr = 140 mm

dkr = 21,3 mm

gkr = 4 mm

lkr = 140 mm

XI. Dobór innych parametrów króćców

1. Rodzaj kołnierza

Przyjmuję kołnierz okrągły płaski (kryzowy) (PN - 87/H - 74731).

Z tab. 3.5.2:

Średnica nominalna 15 mm

Rura: dz = 21,3 mm

Kołnierz:

  • Dz = 80 mm

  • Dw = 22,5 mm

  • g1 = 10 mm

  • Do = 55 mm

  • do = 11 mm

  • D1 = 40 mm

  • f = 2mm

  • Śruby 4 sztuki gwint M10

2. Wymiary uszczelek

Z tab. 3.3.13 dla średnicy nominalnej kołnierza DN = 15 mm oraz dla ciśnienia nominalnego pnom = 0,63 MPa:

    • d = 22 mm

    • D = 44 mm

    • S = 2 mm

3. Spawanie rury króćca z płaszczem

Z tab. 3.3.15:

Przyspawanie rury do kołnierza płaskiego wg PN - 69/M - 69019

2 g = 8 mm0x01 graphic
g1

dla g1 0x01 graphic
2 g => h = g = 4 mm

p= 0,35 MPa

XII. Obliczanie połączeń kołnierzowo - śrubowych

1. Obliczanie sił naciągu śrub.

    • Wartość siły ruchowego naciągu śrub Fr [N].

0x01 graphic

0x01 graphic
- napór czynnika roboczego na połączenie kołnierzowe

Du = 0,5 (D + d) - średnia średnica uszczelki

Du = 0,5 (44 + 22) = 33 mm

0x01 graphic
- siła nacisku na uszczelkę

ucz = u = 11 mm dla u 0x01 graphic
12 mm

u = 0,5 (D - d)

σr = 5,0 po = 1, 75 MPa z tab. 3.3.19

b - dla temperatury 50 °C z interpolacji - 1,225 z tab. 3.3.18

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

    • Wartość siły montażowego naciągu śrub Fm [N].

0x01 graphic

σm - naprężenia ściskające w uszczelce z tab. 3.3.19 - 21MPa

0x01 graphic

0x01 graphic

C - współczynnik uwzględniający naciąg montażowy śrub na uszczelkę = 1,2 dla Du 0x01 graphic
500 mm

0x01 graphic

Przyjmuję siłę 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

n = 4

X1 = 1,1

X2 = 1,5

2. Średnica rdzenia śruby.

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla zgrubnego ( C ) wykonania śrub i nakrętek ψ = 0,50

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Wewnętrzna średnica gwintu metrycznego d3 0x01 graphic
8,45 mm

d3 0x01 graphic
8,45 mm

Dz = 80 mm

g1 = 10 mm

Do = 55 mm

do = 11 mm

Dw = 22,5 mm

g = 4 mm

0x01 graphic
0x01 graphic

3. Obliczanie kołnierzy.

Kołnierz kryzowy.

Wartość naprężeń zastępczych w kryzie.

Dla montażowego naciągu śrub 0x01 graphic

Dla ruchowego naciągu śrub 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Warunek został spełniony.

0x01 graphic

0x01 graphic

XIII. Podpory (łapy zbiornika).

Na podstawie punktu 3.6.1 wg BN - 64/2212-04

Podpory zbiornika poziomego, odmiana A.

  • Dw = 1200 mm

  • a = 1080 mm

  • b = 200 mm

  • m = 1050 mm

  • n = 360 mm

  • h = 440 mm

  • h1 = 120 mm

  • Żebro nie występuje

  • g = 8 mm

  • e1 = 950 mm

  • e2 = 140 mm

  • d0 = 18 mm

Podpory odmiany A

XIV. Uchwyty

Obliczenie ciężaru zbiornika:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Gęstość argonu na m3 wynosi 1,784 kg.

0x01 graphic

Q = G · g = 243,6 · 9,81 = 2389,7 N = 2,3897 kN

Na podstawie punktu 3.7 wg PN - M - 71071:1995

Przyjmuję uchwyt odmiany A - zaokrąglony (2 sztuki)

Z tab. 3.7.1 dobieram wymiary uchwytów:

  • Wielkość uchwytu 0

  • b = 80 mm

  • d = 25 mm

  • h = 40 mm

  • s = 6 mm

  • t = 20 mm

  • s1min = 4 mm

  • amin = 3 mm

Dla 2 uchwytów z tab. 3.7.2 dobieram obciążenie dopuszczalne:

β = 30 - 45° => dopuszczalne obciążenie 7,0 kN.

G = 243,6 kg

Uchwyt odmiany A

υ = 10m/s

dkr = 21,3 mm

XV. Zawór bezpieczeństwa.

Przepustowość na wlocie do zbiornika.

0x01 graphic

ρ - gęstość czynnika - 1,03 kg/m3

υ - prędkość czynnika na wlocie - 10 m/s

0x01 graphic

0x01 graphic

Przepustowość zaworów bezpieczeństwa

0x01 graphic

α - dla zaworów rodzaju Si570l = 0,50

ψmax = 0,484 (dla powietrza)

0x01 graphic

0x01 graphic

p1 = 1,1 p0 = 0,385 MPa

V1 = 0,97 m3/kg

ρ1 = ρ = 1,03 kg/m3

0x01 graphic

Z tab. 3.8.2.1 dobieram wymiary zaworu bezpieczeństwa Si570l:

  • d0 = 16 mm

  • d1 x d2 = 20 x 32 mm

  • D1 = 105 mm

  • D2 = 140 mm

  • S1 = 85 mm

  • S2 = 95 mm

  • H = 345 mm

0x01 graphic

0x01 graphic

Zawór bezpieczeństwa Si570l 20 x 32/ 0,385

XVI. Osprzęt zbiornika (p. 3.8)

  1. Ciśnieniomierz rodzaju M (manometr) o wymiarze D = 100 mm, odmiany R (z króćcem promieniowym), o klasie dokładności dla manometrów 4, o zakresie wskazań 0 - 1,6 MPa.

Ciśnieniomierz M 100 R 4/0 - 1,6 PN - 88/M - 42304

  1. Uszczelka rodzaju P (płaska) dla największego ciśnienia roboczego 1,6 MPa i o średnicy D = 17 mm.

Uszczelka płaska P - 1,6 - 17 PN - 74/M - 42302

  1. Łącznik gwintowany typu A, wielkości 3 (M20 x 1,5).

Łącznik A/3 PN - 82/M - 42306

  1. Rurka syfonowa typu UB, odmiany 2, o średnicy zewnętrznej 20 mm, grubości ścianki 4 mm, ze stali R35.

Rurka syfonowa UB 2 - 20 x 4 R35 PN - 83/M - 42308

XVII. Śruby i nakrętki w połączeniach kołnierzowych

Śruby w połączeniach kołnierzowych:

wg PN - 85/M-82101 (PN - 85/M-82105).

Nakrętki w połączeniach kołnierzowych:

wg PN - 86/M - 82144

kr = 141,018 

MPa

D =1209,24 mm

p = 0,35 MPa

g = 5 mm

XVIII. Wartości naprężeń w powłoce zbiornika

Naprężenia promieniowe:

0x01 graphic
, gdzie:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Naprężenia promieniowe są mniejsze niż naprężenia dopuszczalne 42,32 MPa << 141,018 MPa.

Naprężenia osiowe:

0x01 graphic
, gdzie:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Naprężenia osiowe są mniejsze niż naprężenia dopuszczalne 21,16 MPa << 141,018 MPa.

σr < kr

σl < kr

III. WYKAZ TABLIC

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

IV. BIBLIOGRAFIA

  1. L. Kurmaz „Projektowanie części maszyn”.

  2. L. O. Kurmaz „Projektowanie węzłów i części maszyn”.

  3. M. Lewandowska „Maszynoznawstwo chemiczne”.

  4. T. Wilczewski „Pomoce projektowe z podstaw maszynoznawstwa chemicznego”.

  5. M. E. i T. Niezgodzińscy „Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe”.

  6. Urząd Dozoru Technicznego - przepisy dozoru technicznego.

26



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
W13 Obliczenia zbiornikow cienkosciennych
8 8, OBLICZENIE SIECI PIER˙CIENIOWEJ ZE ZBIORNIKIEM PRZEP˙YWOWYM METOD˙ CROSSA
obliczeniasd, OBLICZENIE POJEMNO˙CI U˙YTKOWEJ ZBIORNIKA WYR˙WNAWCZEGO
crossppoż, OBLICZENIE SIECI PIER˙CIENIOWEJ ZE ZBIORNIKIEM PRZEP˙YWOWYM METOD˙ CROSSA
Obliczenie zamulenia zbiornika, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Studia, ROK V, m
13316 Wyp. eksp. zbiorników - Ciśnieniowy zawór zrówn. denny, Zbiorniki normy obliczenia UDT ADR
12493 projektowanie i wytwarzanie cystern do LPG, Zbiorniki normy obliczenia UDT ADR
13094 konstr. i bub. zbiorników o ciś. rob. poniżej 0, Zbiorniki normy obliczenia UDT ADR
13308 Wyp. eksp. zbiorników - Bezciśnieniowy zawór zrówn. denny, Zbiorniki normy obliczenia UDT ADR
heim projekt zbiornika Obliczenia, inżynieria ochrony środowiska kalisz, z mix inżynieria środowiska
12252 wyposażenie i osprzęt do cystern LPG, Zbiorniki normy obliczenia UDT ADR
13530-2 A1 Zbiorniki kriogeniczne - Duże zbiorniki przenośne izolowanepl, Zbiorniki normy obliczenia
14595 Wyp. eksp. cystern - Ciśnieniowe i podciśnieniow, Zbiorniki normy obliczenia UDT ADR
obliczeniaab, OBLICZENIE POJEMNO˙CI U˙YTKOWEJ ZBIORNIKA WYR˙WNAWCZEGO
Projekt zbiornika obliczenia
Projekt zbiornika wodociągowego obliczenia
Program do obliczania podstawowych wymiarów zbiorników ciśnieniowych
Prezentacja JMichalska PSP w obliczu zagrozen cywilizacyjn 10 2007
3 ANALITYCZNE METODY OBLICZANIA PŁYWÓW

więcej podobnych podstron