Politechnika Rzeszowska

Katedra Inżynierii

Chemicznej i Procesowej

PROJEKT ZBIORNIKA CIŚNIENIOWEGO

Nr projektu: 44

Natalia Pasierb

Patryk Stasiak

Klaudia Strzępek

Angelika Szewczyk

Rzeszów, 20.05.2013 r.

Treść zadania projektowego:

Oblicz wymiary elementów składowych pionowego zbiornika ciśnieniowego przeznaczonego do magazynowania substancji ciekłej (medium) o masie m_s, pod ciśnieniem p_r i w temperaturze t_r. Obliczenia należy przeprowadzić przyjmując następujące założenia:

1. Stosunek długości całkowitej aparatu do jego średnicy zewnętrznej powinien mieścić się w granicach od 0 do 7.

2. Czas eksploatacji zbiornika wynosi co najmniej 10 lat.

3. Maksymalny poziom górny cieczy nie może przekraczać miejsca łączenia powłoki walcowej z górnym dnem.

4. Dno górne jest zaopatrzone w króciec spustowy, umożliwiający napełnienie i opróżnienie zbiornika w najkrótszym możliwym czasie, bez możliwości wzmacniania otworów.

5. Dno górne jest połączone powłoką walcową poprze kołnierz kryzowy.

Lp.	SUBSTANCJA	MASA [kg]	CIŚNIENIE [bar]	TEMPERATURA [°C]
44	Kwas fosforowy 20%	1050	6	35

Dane	Obliczenia	Wyniki
ms = 1050 kg ρs = 1108,45 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ wg [1] Vs = 0,947 m^3 tr = 35 °C PS = 6 • 10^5 Pa Vzb = 0,96 m^3 s1 = 2 s2 = 6 D1 = 0,849 m D2 = 0,588 m	I. Obliczenie przybliżonej objętości zbiornika. Obliczam objętość magazynowanej substancji: Vs = $\frac{m_{s}}{\rho_{s}}$ =$\frac{1050\ kg}{1108,45\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}}\ $= 0,947 m^3 Przyjmuję przybliżoną objętość zbiornika: Vzb = 0,96 m^3 II. Ustalenie temperatury obliczeniowej: Wg warunków WUDT [2] przyjmuję: to= 35 °C III. Ustalenie ciśnienia obliczeniowego: Przyjmuję ciśnienie podczas próby ciśnieniowej PT wg [2]: PT = 1,43PS = 1,43 • 6 • 10^5 Pa ≅ 9 • 10^5 Pa Wyznaczam ciśnienie hydrostatyczne cieczy. W tym celu obliczam przybliżoną średnicę aparatu: D1 = $\sqrt[3]{\frac{4V_{\text{zb}}}{\pi s_{1}}}$ = $\sqrt[3]{\frac{4 \times 0,96m^{3}}{\pi \times 2}}$ = 0,849 m D2 = $\sqrt[3]{\frac{4V_{\text{zb}}}{\pi s_{2}}}$ = $\sqrt[3]{\frac{4 \times 0,96m^{3}}{\pi \times 6}}$ = 0,588 m W oparciu o normę PN-75/M-35412 [3] dobieram średnicę nominalną aparatu w przedziale (D1, D2): Dw= 700 mm= 0,7 m oraz pozostałe wymiary dna: hw = 175 mm = 0,175 m gn^D= 4 mm = 0,004 m hc = 40 mm =0,04 m	Vs = 0,947 m^3 Vzb = 0,96 m^3 to= 35 °C PT= 9 • 10^5 Pa D1 = 0,849 m D2 = 0,588 m Dw= 700 mm

Dane	Obliczenia	Wyniki
Dw = 0,7  m hc = 0,04 m Vs = 0,947 m^3 VD = 0, 06 m^3 Dw= 0, 7 m hw = 0,175 m hc = 0,04 m Hc = 2, 52 m ρs = 1108,45 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ $g = 9,81\frac{m}{s^{2}}$ ph= 2,7• 10^4 Pa PS = 6 • 10^5 Pa PT= 9 • 10^5 Pa Rp0.2 = 210 MPa x = 1,65 wg[2]	Obliczam objętość dna aparatu: VD = VDE + VDW VDE = $\frac{\pi}{24}{(D_{w})}^{3}$ , VDW = $\frac{\pi}{4}{{(D}_{w})}^{2}h_{c}$ VD = $\frac{\pi}{24}{(0,7)}^{3} + \ \frac{\pi}{4}{(0,7)}^{2} \bullet 0,04 = 0,06\ m^{3}$ Obliczam maksymalną wysokość słupa cieczy w zbiorniku: Hc = $\frac{4(V_{s} - V_{D})}{\pi{{(D}_{w})}^{2}} + \ h_{c} + \ h_{w}$ Hc = $\frac{4(0,947 - 0,06)}{\pi{(0,7)}^{2}} + 0,04\ + \ 0,175 = 2,52\ m$ Obliczam ciśnienie hydrostatyczne cieczy: ph = Hc ρs g = 2,52•1108,45•9,81 = 2,7• 10^4 Pa Sprawdzam udział ciśnienia hydrostatycznego w ciśnieniu roboczym: $$\frac{p_{h}}{\text{PS}} \bullet 100\% = \ \frac{2,7\ \bullet \ 10^{4}}{6\ \bullet 10^{5}}\ \bullet 100\% = 4,5\ \%\ < 5\%$$ Nie uwzględniam ciśnienia hydrostatycznego w ustalaniu wartości ciśnienia obliczeniowego: po = PT = 9 •10^5 = 0, 9 MPa IV. Obliczenie grubości nominalnej ścianki powłoki walcowej W oparciu o tablice korozyjne [4] dobieram materiał konstrukcyjny na powłokę walcową - stal stopową austenityczną 1.4301 (X5CrNi18-10) należącą do grupy stali 18-10, dla której umowna granica plastyczności wg oraz normy PN-EN 10028-7 [5] w temp. 35 °C wynosi Rp0.2 = 210 MPa Obliczam naprężenie dopuszczalne w ściankach powłoki walcowej: $k = \frac{R_{p0.2}}{x}$ = $\frac{210\ MPa}{1,65} = 127,3\ MPa$	VD = 0, 06 m^3 Hc = 2, 52 m ph= 2,7• 10^4 Pa po =0, 9 MPa Rp0.2 = 210 MPa k = 127, 3 MPa

Dane	Obliczenia	Wyniki
po = 0,9 MPa TS = 35 °C po = 0,9 MPa Dw= 700 mm  α  = 1 k = 127, 3 MPa z = 0,85 $$s_{\text{cor}} = \frac{0,1mm}{\text{rok}}$$ wg [4] τ = 10 lat	Zakładam wartość współczynnika β  ≤ 1, 4 stad  α  = 1 Zgodnie z warunkami WUDT [2] przyjmuję wartość współczynnika wytrzymałościowego z = zb Wartość współczynnika zb przyjmuję w oparciu o warunki WUDT [2] dla ciśnienia obliczeniowego po i temperatury dopuszczalnej TS: po=0,9 MPa, TS = 35 °C z = zb = 0,85 Obliczam grubość obliczeniową ścianki powłoki walcowej wg [2]: $$g_{0} = \frac{p_{o}D_{w}}{\frac{2,3}{\alpha}kz - p_{o}}$$ $$g_{0} = \frac{0,9MPa \bullet 700\ mm}{\frac{2,3}{1}127,3\ MPa \bullet 0,85 - 0,9MPa}$$ g0= 2,54 mm Obliczam naddatki grubości ścianki: Eksploatacyjny naddatek grubości ścianki obliczam uwzględniając szybkość korozji materiału konstrukcyjnego: c2 = scorτ $$c_{2} = 0,1\frac{\text{mm}}{\text{rok}} \bullet 10\ lat = 1mm$$ Przyjmuję wartość naddatku ze względu na obecność dodatkowych naprężeń: c3 = 0	α  = 1 z = 0,85 g0 = 2,54 mm c2 = 1mm c3 = 0

Dane	Obliczenia	Wyniki
g0 = 2,54 mm c2 = 1mm c3 = 0 gn = 4 mm g = 3, 54 mm c1 = 0, 4 mm gn = 4 mm c1 = 0, 4 mm Dw = 700  mm gn = 4 mm	Obliczam najmniejszą wymaganą grubość ścianki powłoki walcowej wg [2]: g = go +  c2 +  c3 g = 2, 54 +  1 = 3, 54 mm Dobieramy arkusz blachy wg katalogu Quarto Plate Europe firmy Outokumpu na powłokę walcową zbiornika, ze stali 1.4301 o wymiarach: 4x2200x2300 mm. Grubość nominalna blachy: gn = 4 mm W oparciu o normę PN-EN 10029 [7] ustalam wartość technologicznego naddatku grubości ścianki c1 równego: c1 = 0, 4 mm Sprawdzam warunek prawidłowego doboru grubości nominalnej gn ≥ g +  c1 4mm  ≥ 3, 54 + 0, 4 mm 4mm  ≥ 3, 94 mm Grubość nominalna została dobrana prawidłowo. Obliczam grubość rzeczywistą ścianki powłoki walcowej: grz = gn − c1 grz = 4mm −  0, 4 mm = 3, 6 mm Obliczam średnicę zewnętrzną aparatu: Dz = Dw + 2gn = 700mm + 2 • 4mm = 708 mm	g = 3, 54 mm gn = 4 mm c1 = 0, 4 mm grz = 3, 6 mm Dz = 708  mm

Dane	Obliczenia	Wyniki
Dw = 700  mm Dz = 708  mm Rp0.2^D = 210 MPa xD = 1, 4 wg [2] Dw^D = 700 mm gn^D = 4 mm gn^D = 4 mm c1 = 0,4 mm	Sprawdzam założoną wartość współczynnika β : $$\beta = \frac{D_{z}}{D_{w}} = \frac{708mm}{700\ mm} = 1,011 \leq 1,4$$ V. Obliczenie grubości nominalnej ścianki den elipsoidalnych. W oparciu o tablice korozyjne [4] oraz normę PN-EN 10028-7 [5] dobieram stal stopową austenityczną 1.4301 (X5CrNi18-10) należącą do grupy stali 18-10, dla której umowna granica plastyczności w temp. 35 °C wynosi Rp0.2^D = 210 MPa Wstępnie dobieram dno elipsoidalne stalowe wg PN 75/M-35412 [3] o następujących wymiarach: Dw^D = 700 mm hw = 175 mm gn^D = 4 mm hc = 40 mm Obliczam naprężenie dopuszczalne w ściankach dna elipsoidalnego: $$k^{D} = \frac{R_{p0.2}}{x_{D}} = \frac{210\ MPa}{1,4} = 150\ MPa$$   Obliczam średnicę zewnętrzną dna elipsoidalnego: Dz^D = Dw^D + 2gn^D Dz^D = 700mm + 2 • 4mm = 708 mm W oparciu o normę PN-EN 10029 [7] ustalam wartość technologicznego naddatku grubości ścianki c1: c1 = 0,4 mm Obliczam grubość rzeczywistą ścianki dna elipsoidalnego: grz^D = gn^D − c1 grz^D = 4mm − 0, 4mm = 3, 6 mm	Rp0.2^D = 210 MPa Dw^D = 700 mm hw = 175 mm gn^D = 4 mm hc = 40 mm k^D = 150 MPa Dz^D = 708 m c1 = 0,4 mm grz^D= 3, 6 mm

Dane	Obliczenia	Wyniki
po =0, 9 MPa Dw^D = 700 mm grz^D= 3, 6 mm c2 = 1 mm k^D = 150 MPa α = 1 zrz = 0, 705 Dz^D = 708 mm dz^k = 57 mm ddw  = 59 mm grz^D= 3, 6 mm Dz^D = 708 mm hw = 175 mm gn^D= 4 mm	Obliczam średnicę otworu nie wymagającego wzmocnienia: $$z_{\text{rz}} = \frac{p_{o}\left( D_{w}^{D} + \ g_{\text{rz}}^{D} - c_{2} \right)}{\frac{2,3}{\alpha}k^{D}\left( g_{\text{rz}}^{D} - c_{2} \right)}\ $$ $$z_{\text{rz}} = \frac{0,9(700 + 3,6 - 1)}{\frac{2,3}{1} \bullet 150(3,6 - 1)} = 0,705$$ $$d_{1} = 8,1\sqrt[3]{D_{w}^{D}\left( g_{\text{rz}}^{D} - c_{2} \right)\left( 1 - z_{\text{rz}} \right)}$$ $$d_{1} = 8,1\sqrt[3]{700 \bullet \left( 3,6 - 1 \right)\left( 1 - 0,705 \right)} = 65,8\ mm$$ d2 = 0, 35Dz^D = 0, 35 • 708 = 247, 8 mm d3 = 200 mm Średnica otworu bez wzmocnienia nie może przekraczać najmniejszej z obliczonych wartości, czyli d1 = 65, 8 mm Dobieram średnicę zewnętrzną króćca wg PN ISO 1127 [9]: dz^k = 57 mm Przyjmuję średnicę otworu pod krócieć z 2mm luzem: ddw  = 57 mm + 2 mm = 59 mm Obliczam wartość współczynnika ω: $$\omega = \frac{d_{\text{dw}}}{\sqrt{D_{z}^{D} \bullet g_{\text{rz}}^{D}}} = \frac{59}{\sqrt{708 \bullet 3,6}} = 1,17$$ Obliczam wartość stosunku $\frac{H_{z}^{D}}{D_{z}^{\text{D\ }}}$: $$\frac{H_{z}^{D}}{D_{z}^{D}} = \frac{h_{w} + \ g_{n}^{D}}{D_{z}^{D}} = \frac{175 + 4}{708} = 0,253$$	zrz = 0, 705 d1 = 65, 8 mm d2 = 247, 8 mm d3 = 200 mm dz^k = 57 mm ω = 1, 17 $$\frac{H_{z}^{D}}{D_{z}^{D}} = 0,253$$

Dane	Obliczenia	Wyniki
ω = 1, 17 $$\frac{H_{z}^{D}}{D_{z}^{D}} = 0,253$$ Dz^D = 708 mm po =0, 9 MPa k^D = 150 MPa yw = 2, 43 go^D = 2, 58mm c2 = 1mm c3 = 0 mm gn^D = 4 mm g^D = 3, 58mm c1 = 0,4 mm	Obliczam wartość współczynnika konstrukcyjnego dna yw w oparciu o WUDT [2] stosując podwójną interpolację dla uzyskanych wartości współczynnika ω i stosunku $\frac{H_{z}^{D}}{D_{z}^{D}}$: $$y_{w,0.25} = \frac{3,21 - 2,30}{2,00 - 1,00}\left( 1,17 - 1 \right) + 2,3 = 2,43$$ $$y_{w,0.3} = \frac{2,92 - 2,00}{2,00 - 1,00}\left( 1,17 - 1 \right) + 2,00 = 2,16$$ $$y_{w} = \frac{2,16 - 2,45}{0,30 - 0,25}\left( 0,254 - 0,25 \right) + \ 2,45 = 2,43$$ Obliczam grubość obliczeniową ścianki dna elipsoidalnego: $$g_{o}^{D} = \frac{D_{z}^{D}p_{o}y_{w}}{4k^{D}}$$ $$g_{o}^{D} = \frac{708 \bullet 0,9 \bullet 2,43}{4 \bullet 150} = 2,58\ mm$$ Obliczam najmniejszą wymaganą grubość ścianki dna elipsoidalnego: g^D = go^D +  c2 + c3 g^D = 2, 58 mm + 1mm = 3, 58 mm Sprawdzam warunek prawidłowego doboru grubości nominalnej dna elipsoidalnego: gn^D ≥  g^D +  c1 4mm  ≥ 3, 58 mm + 0, 4 mm 4mm  ≥ 3, 98 mm Grubość nominalna dna została dobrana prawidłowo.	yw = 2, 43 go^D = 2, 58mm g^D = 3, 58mm

Dane	Obliczenia	Wyniki
Rp0.2^k = 195MPa x^k = 1,65 wg [2] po =0, 9 MPa dz^k = 57 mm k^k = 118MPa α = 1 z^k = 1 go^k =  0, 19mm c2 = 1 mm c3 = 0 mm	V. Obliczenie rozmiarów króćców – wlotowego i wylotowego. W oparciu o tablice korozyjne [4] oraz normę PN-EN 10216-5 [8] dobieram stal stopową 1.4301 (X5CrNi18-10 dla której umowna granica plastyczności wynosi Rp0.2^k = 195 MPa Obliczam naprężenie dopuszczalne w ściankach króćców: $$k^{k} = \frac{R_{p0.2}^{k}}{x^{k}} = \frac{195\ MPa}{1,65} = 118\ MPa$$ Zakładam wartość współczynnika β ≤ 1, 4 , stąd α = 1 Zgodnie z warunkami UDT [2] przyjmuję wartość współczynnika wytrzymałościowego z^k = 1 Obliczam grubość obliczeniową ścianki króćca górnego wg [2]: $$g_{o}^{k} = \frac{p_{o}d_{z}^{k}}{\frac{2,3}{\alpha}k^{k}z^{k} + p_{o}}$$ $$g_{o}^{k} = \ \frac{0,9 \bullet 57}{\frac{2,3}{1} \bullet 118,2 \bullet 1 + 0,9} = 0,19mm$$ Naddatki grubości ścianki przyjmuję jak dla powłoki walcowej i dna. c2 = 1 mm c3 = 0 mm Obliczam najmniejszą wymaganą grubość ścianki króćców: g^k = go^k + c2  +  c3 g^k = 0, 19mm + 1mm = 1, 19 mm W oparciu o normę PN ISO 1127 [9] dobieram grubość nominalną ścianki króćców: gn^k = 2 mm	Rp0.2^k = 195MPa k^k = 118MPa α = 1 z^k = 1 go^k =  0, 19mm c2 = 1 mm c3 = 0 mm g^k = 1, 19mm gn^k = 2 mm

Dane	Obliczenia	Wyniki
g^k = 1, 19mm gn^k = 2 mm c1^k = 0, 6 mm dz^k = 57 mm gn^k = 2 mm dz^k = 57 mm dw^k = 53 mm dz^k = 57 mm 0, 947m^3 dw^k = 53 mm $$w = \ 1\ \frac{m}{s}$$	W oparciu o normę PN ISO 1127 [9] ustalam wartość technologicznego naddatku grubości ścianki c1^k równego: c1^k = 0, 6 mm Sprawdzam warunek prawidłowego doboru grubości nominalnej: gn^k ≥ g^k +  c1^k 2mm  ≥ 1, 19 mm + 0, 6 mm 2mm  ≥ 1, 79 mm Grubość nominalna została dobrana prawidłowo. Obliczam średnicę wewnętrzną króćców: dw^k = dz^k − 2gn^k dw^k = 57mm − 2 • 2mm = 53 mm Sprawdzam założoną wartość współczynnika β : $$\beta = \frac{d_{z}^{k}}{d_{w}^{k}} = \frac{57mm}{53mm} = 1,08 \leq 1,4$$ Przyjmuję długość króćców: L^k = 2dz^k = 2 • 57mm = 114 mm Obliczam czas napełniania zbiornika z założoną prędkością w = 1 m/s: $$\tau = \frac{4V_{s}}{\pi{{(d}_{w}^{k})}^{2}w} = \frac{4 \bullet 0,947}{\pi \bullet {(0,053)}^{2} \bullet 1} = 429\ s$$ VI. Ustalanie rozmiarów kołnierzy do łączenia powłoki walcowej z górnym dnem oraz kołnierzy króćców. Dobieram materiał na kołnierze: stal 1.4301 Dobieram kołnierz do połączenia powłoki walcowej z górnym dnem: kołnierz płaski do przyspawania typ 01 dla PN 10 według PN EN 1092-1 [10] o rozmiarach:	c1^k = 0, 6 mm dw^k = 53 mm τ = 429 s

Dane	Obliczenia	Wyniki
Vs = 0, 947 m^3 VD = 0, 06m^3 Dw = 0, 7m Dz = 0, 708m Lw = 2, 3m ρst = 7900 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$	Średnica zewnętrzna: D^p = 895mm Średnica podziałowa otworów na śruby: K^p = 840mm Średnica otworów na śruby: L^p = 30mm Liczba śrub: n^p = 24 Rozmiar śrub: M27 Średnica otworu w kołnierzu: B1^p = 712mm  Grubość kołnierza: C1^p = 50mm Dobieram kołnierz króćców: kołnierz płaski do przyspawania typ 01 dla PN 10 według PN EN 1092-1 [10] o rozmiarach: Średnica zewnętrzna: D ^k = 165mm Średnica podziałowa otworów na śruby: K^k = 125mm Średnica otworów na śruby: L^k  = 18mm Liczba śrub: n^k = 4 Rozmiar śrub: M16 Średnica otworu w kołnierzu: B1^k = 61, 5mm Grubość kołnierza: C1^k = 20mm VII. Obliczenie masy i ciężaru aparatu. Obliczam długość części walcowej zbiornika: $$L_{w} = \frac{4(V_{s} - V_{D})}{\pi D_{w}^{2}}$$ $$L_{w} = \frac{4(0,947 - 0,06)m^{3}}{\pi {0,7}^{2}m^{2}} = 2,3m$$ Obliczam masę części walcowej zbiornika: $$m_{w} = \frac{\pi}{4}(D_{z}^{2} - D_{w}^{2})L_{w}\rho_{\text{st}}$$ $$m_{w} = \frac{\pi}{4} \bullet (\left( 0,708m \right)^{2} - \left( 0,7m \right)^{2} \bullet 2,3m \bullet 7900\frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ mw = 160, 74	D^p = 895mm K^p = 840mm L^p = 30mm n^p = 24 B1^p = 712mm  C1^p = 50mm D ^k = 165mm K^k = 125mm L^k  = 18mm n^k = 4 B1^k = 61, 5mm C1^k = 20mm Lw = 2, 3m mw = 160, 74 kg

Dane	Obliczenia	Wyniki
Dz = 0, 708m Dw = 0, 7m ρst = 7900 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ hc = 0, 04m dz^k = 57mm dz^k = 57mm dw^k = 53mm L^k = 114mm ρst = 7900 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ D^p = 895mm L^p = 30mm n^p = 24 B1^p = 712mm C1^p = 50mm ρst = 7900$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ D ^k = 165mm L^k  = 18mm n^k = 4 B1^k = 61, 5mm C1^k = 20mm	Obliczam masę dna elipsoidalnego: $$m_{D} = \frac{\pi}{24}\left( D_{z}^{3} - D_{w}^{3} \right)\rho_{\text{st}} + \frac{\pi}{4}(D_{z}^{2} - D_{w}^{2})h_{c}\rho_{\text{st}}$$ $m_{D} = \frac{\pi}{24} \bullet (({0,708m)}^{3} - \left( 0,7m \right)^{3}) \bullet 7900\frac{\text{kg}}{m^{3}} + \frac{\pi}{4} \bullet (\left( 0,708m \right)^{2} - \left( 0,7m \right)^{2}) \bullet 0,04m \bullet 7900\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ = 15,1kg Przyjmuję długość króćca: L^k = 2dz^k L^k = 2 • 57mm = 114mm Obliczam masę króćca: $$m_{k} = \frac{\pi}{4}(\left( d_{z}^{k} \right)^{2} - {{(d}_{w}^{k})}^{2})L^{k}\rho_{\text{st}}$$ $m_{k} = \frac{\pi}{4} \bullet (\left( 0,057m \right)^{2} - ({0,053m)}^{2}) \bullet 0,114m \bullet 7900\frac{\text{kg}}{m^{3}}$= 0,31kg Obliczam masę kołnierza do połączenia powłoki walcowej z dnem: $$m_{p} = \frac{\pi}{4}C_{1}^{p}\rho_{\text{st}}\lbrack\left( D^{p^{2}} - {B_{1}^{p}}^{2} \right) - n^{p}L^{p^{2}}\rbrack$$ $$m_{p} = \frac{\pi}{4} \bullet 0,05m \bullet 7900\frac{\text{kg}}{m^{3}} \bullet \lbrack{(\left( 0,895m \right)}^{2} - \left( 0,712m \right)^{2}) - 24 \bullet \left( 0,03m \right)^{2}\rbrack = 84,53kg$$ Obliczam masę kołnierzy króćców: $$m_{\text{kk}} = \frac{\pi}{4}C_{1}^{k}\rho_{\text{st}}\left\lbrack {(D}^{k^{2}} - B_{1}^{k^{2}} \right) - n^{k}L^{k^{2}}\rbrack$$ $$m_{\text{kk}} = \frac{\pi}{4} \bullet 0.02m \bullet 7900\frac{\text{kg}}{m^{3}} \bullet \lbrack(({0,165m)}^{2} - \left( {0,0615m)}^{2} \right) - 4 \bullet \left( {0,018m)}^{2} \right\rbrack = 2,75kg$$	mD = 15, 1kg L^k = 114mm mk = 0, 31kg mp= 84, 53kg mkk = 2, 75kg

Dane	Obliczenia	Wyniki
mw = 160, 74kg mD = 15, 1kg mk = 0, 31kg mp= 84, 53kg mkk = 2, 75kg mzb = 366, 12kg ms = 1050kg mcalk = 1416, 12kg $$g = 9,81\frac{m}{s^{2}}$$ Dw = 0, 7m Lw = 2, 3m VD = 0, 06m^3 Lw = 2, 3m hc = 0, 04m hw = 175 mm gn^D = 4 mm	Obliczam masę pustego zbiornika: mzb = mw + 2mD + 2mk + 2mp + 2mkk mzb = 160, 74kg + 2 • 15, 1kg + 2 • 0, 31kg + 2 • 84, 53kg + 2 • 2, 75kg = 366, 12kg Obliczam masę całkowitą zbiornika: mcalk = ms + mzb mcalk = 1050kg + 366, 12kg = 1416, 12kg Obliczam ciężar zbiornika: G = mcalk •  g $$G = 1416,12kg \bullet 9,81\frac{m}{s^{2}} = 13,9kN$$ Obliczam rzeczywistą objętość zbiornika: $$V_{\text{zb}} = \frac{\pi}{4}D_{w}^{2}L_{w} + 2V_{D}$$ $$V_{\text{zb}} = \frac{\pi}{4} \bullet ({0,7m)}^{2} \bullet 2,3m + 2 \bullet 0,06m^{3} = 1,01m^{3} \approx 1m^{3}$$ Obliczam długość całkowitą zbiornika: Lcalk = Lw + 2(hc + hw + gn^D) Lcalk = 2, 3m + 2(0,04m+0,175m+0,004m) = 2, 738m	mzb = 366, 12kg mcalk = 1416, 12kg G = 13, 9kN Vzb = 1m^3 Lcalk = 2, 738m

Zestawienie najważniejszych wyników:

	Jednostka	Wartość
Objętość całkowita aparatu	m^3	0,96
Ciśnienie obliczeniowe	MPa	0,9
Temperatura obliczeniowa	°C	35
Materiał konstrukcyjny powłoki walcowej	-	Stal 1.4301
Materiał konstrukcyjny dna elipsoidalnego	-	Stal 1.4301
Materiał konstrukcyjny króćców	-	Stal 1.4301
Materiał konstrukcyjny kołnierzy	-	Stal 1.4301
Naprężenie dopuszczalne w ściance powłoki walcowej	MPa	127
Naprężenie dopuszczalne w ściance dna elipsoidalnego	MPa	150
Naprężenie dopuszczalne w ściance króćców	MPa	118
Średnica zewnętrzna powłoki walcowej	mm	708
Grubość nominalna ścianki powłoki walcowej	mm	4
Średnica zewnętrzna dna elipsoidalnego	mm	708
Grubość nominalna ścianki dna elipsoidalnego	mm	4
Średnica otworu w dnie elipsoidalnym	mm	59
Grubość nominalna ścianki króćców	mm	2
Średnica zewnętrzna króćców	mm	57
Grubość nominalna ścianki króćców	mm	2
Długość całkowita aparatu	m	2,738
Masa pustego aparatu	kg	366,12
Masa całkowita aparatu	kg	1416, 12

Literatura:

[1] Praca zbiorowa pod redakcją dr hab. inż. Jana Bandrowskiego – Materiały pomocnicze do ćwiczeń i projektów z inżynierii chemicznej.

[2] Warunki Urzędu Dozoru Technicznego, 2005.

[3] PN-75/M-35412 Dna elipsoidalne stalowe o średnicy wewnętrznej od 600 do 4000 mm.

[4 ] Outokumpu Stainless Corrosion Handbook, 2009.

[5] PN-EN 10028-7 Wyroby płaskie ze stali na urządzenia ciśnieniowe. Część 7: Stale

odporne na korozję.

[6] Katalog blach walcowanych na gorąco Quarto Plate Europe firmy Outokumpu

[7] PN-EN 10029 Blachy stalowe walcowane na gorąco grubości 3mm i większej. Tolerancje wymiarów i kształtu.

[8] PN-EN 10216-5 Rury stalowe bez szwu do zastosowań ciśnieniowych. Warunki

techniczne dostawy. Rury ze stali odpornych na korozję.

[9] PN ISO 1127 Rury ze stali nierdzewnych.

[10] PN-EN 1092-1 Kołnierze i ich połączenia. Kołnierze okrągłe do rur, armatury, kształtek, łączników i osprzętu z oznaczeniem PN. Część 1: Kołnierze stalowe.