Projekt zbiornika ciśnieniowego.

Parametry zadane:

Pozycja pracy: pionowa

Pojemność zbiornika V=12 m³

Ciśnienie obliczeniowe p=4 atm

Czas opróżniania 3 min

DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
p0=0,4 [MPa] to=200 [^◦C]	Klasa dokładności zbiornika po=4 atm≈0,4 [MPa] Dobieram klasę dokładności zbiornika według tabeli, w moim przypadku jest to klasa: A	Klasa zbiornika A
V=12m^3 V=12m^3 t=3 min ϑ=2m/s Dw = Dwd Dwd = 2000 mm	Wstępne wymiary zbiornika i jego elementów Wstępna średnica wewnętrzna Dw i długość Lw zbiornika w mm Średnicę wewnętrzną Dw oraz Lw dobieram według( tab 18.2.1) Dw=2000 [mm] Lw=4580 [mm] Wstępna średnica króćca wlotowego (wylotowego),mm ϑ^-prędkość czynnika na wlocie (wylocie) ϑ=2m/s dla wody t- czasn opróżniania zbiornika t≤(15…20) 2.3. Średnica włazu. Jeśli Dw 1500mm to Dwł=0,35Dw [mm] Dwł = 0,352000 Dwł = 700mm Komentarz: niema potrzeby stosować tak dużego włazu, dlatego przyjmuje właz o średnicy 600mm.	Dw=2000 [mm] Lw=4580 [mm] dw=206 mm Dwł = 600mm
Dw = Dwd Dwd = 2000mm Re=235 MPa p0=0,4 [MPa] g0 = 4mm c2 = 0,45mm c3 = 0mm g = 4,45mm c1 = 0,4mm gn=5mm c1 = 0,4mm	Grubość ścianki płaszcza 3.1Grubość obliczeniowa, mm k -naprężenia dopuszczalne MPa x-współczynnik bezpieczeństwa x=1.65 z- obliczeniowy współczynnik wytrzymałościowy - najmniejsza gwarantowana granica plastyczności [MPa] A=1,019-0,18-0,072=0,767 [MPa] [MPa] Komentarz: przyjmuje gt = 4mm Komentarz: przyjmuje g0 = 4 mm Naddatki c1 = 0,4mm ( tabl 18.2.6) c2 = ST S = 0,020,1mm/rok S = 0,03 T = 15 lat c2 = 0,03 15 = 0,45 mm c3 = 0mm [założenia projektowe.] c = c1 +c2 + c3 c =0,4 + 0,45 = 0,85mm Komentarz: wartość ścienienia przyjąłem 0,03mm/rok Założyłem że zbiornik będzie użytkowany przez 15 lat. 3.2 Najmniejsza wymagana grubość ścianki płaszcza. 3.3 Grubość nominalna wyrobu hutniczego Komentarz: przyjmuję gn=5mm 3.4 Rzeczywista najmniejsza grubość ścianki płaszcza. Komentarz: przyjmuję grz=5 mm	A=0,767 Re(t0)=180MPa k=109,24 MPa gt=4mm Dz=2008mm g0 = 4 mm T = 15 lat S = 0,03 c1 = 0,4mm c2 = 0,45mm c3 = 0mm c = 0,85mm g = 4,45mm gn=5mm grz=5mm
Dw=2000mm Dz=2008mm Hz=Hw Hw = 500 mm Vdn = 1,05 m ^3 Hc = 40 mm grz=5mm Dz=2008mm po=0,4MPa X=1,4 Re(t0)=180MPa Hw=500 grz=6mm c1=0,4 c2=0,45 c3=0 gn=4mm c1=0,4	Wymiary dna Wymiary dna przyjmuję wg tabl( 18.2.5) dla średnicy Dw Hw = 500 mm Vdn = 1,05 m^3 Hc = 40 mm – długość walcowej części dna Masa dna 147 kg. 4.1 Sprawdzenie wymiarów profilu dna Muszą być spełnione następujące warunki: 1. Hz 0,18Dz 2. Rw Dz 3. rw 0,1Dz Hz 0,18Dz Hz=500mm 0,18*2008=361,44 warunek został spełniony Rw Dz 1823warunek został spełniony rw 0,1Dz 0,1*2008=200,8 warunek został spełniony 4.2 Obliczeniowa grubość części wypukłej dna 4.3 Grubość nominalna Komentarz: przyjmuje 4mm 4.4Rzeczywista najmniejsza grubość ścianki dna. grz = gn – c1 grz = 4 – 0,4= 3,6mm	Rw=1823 rw=340 k=134,28 =0,25 yw=2 g0=2,99 gn=3,84 grz=3,6
V=12m^3 Vdn=1,05 m^3 Vwalc=9,9m^3 Dw=2000 Lwakc=3152 [mm] Hc=40mm Dw=2000mm Dz=2008mm B=3,1 L=6,30	5.Dobór arkuszy blach na część walcową zbiornika 5.1 Objętość walcowanej części 5.2 Długość walcowej części dna 5.3 Szerokość arkusza blachy dla walczaka B = Lwalc – 2Hc B = 3152 – 240 = 3072mm 5.4 Długość arkusza blachy dla walczaka L = 0,5(Dz + Dw) – (1…2) L = 0,53,14(2008 + 2000) – 2 = 6290mm 5.5 Dobór arkusza blachy dla walczaka. Blacha 462903072 St3S szt. 1 PN- 88/H- 84020 5.6 Półfabrykaty na część walcową zbiornika. Komentarz: płaszcz będzie wykonany z 2 arkuszy blach walcowanych o wymiarach 460001600mm St3S Ppp = B L = 3,1 6,300 = 19,530 m^2 Mblachy = 31,4 kg/m^2 Gpłaszcza = 31,4 19,530 = 613,2kg	Vwalc=9,9m^3 Lwakc=3152 [mm] B=3072 mm L=6290mm Ppp =19,530m^2 Gpłaszcza=613,2 kg
	5.7 Przygotowanie brzegów do spawania oznaczenie spoin wzdłużnych i obwodowych płaszcza Komentarz: elementy łącze za pomocą spoiny typu V zgodnie z PN- 75/M- 69014 L0 200mm Przyjmuje L0 = 220mm
Dz=2008mm	6.Maksymalna średnica otworu w części walcowej zbiornika dotw. max = 0,35*Dz dla Dz1500mm dotw. max = 0,35 2008 500 dotw. max = 702,8 Komentarz: pomimo iż wynik jest większy przyjmuje dotw. max = 600mm ponieważ trzeba spełnić warunek.	dotw. max = 600mm
	7. Dobór włazu. 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 Dnom = 600 mm pom = 1,0 MPa Śruba M20 x 95, liczba – 20 Uszczelka: d = 600 mm D = 668 mm
Dz= 2008mm Dw=2000mm C2=0,45 grz=3,6	8. Maksymalna średnica otworu w płaszczu Przyjmujemy najmniejszą z tych trzech wartości: Komentarz: otwór pod właz musi być wzmocniony.	d=72,4mm d=702,8 mm d=200mm
g=4mm C2=0,45 DN=600mm g0=2,3mm Dwl=600mm gwzm= g k=128,57 z=0,8	9.Obliczenie wzmocnienia ścianek elementów walcowanych 9.1 Wzmocnienie dla włazu pole powierzchni przekroju materiału traconego - pole powierzchni przekroju materiału wzmacniającego Prostokąt wzmocnienia ABCE 12201≤1287,63 Komentarz: Sstr≤ Swzm warunek został spełniony Wymiary wzmocnienia dla króćca:	Sstr=1220,61 Swzm=1287,63mm^2
=0,4 MPa	10. Dobór parametrów króćców Komentarz: przyjmuje wg. Tab 18,2.12 grubość = 2,3mm średnica zew. = 18 + 2g^kr = 22,6mm Komentarz: przyjmuje wg. Tab 18.2.12 pierwszą większą śr. dz^kr = 26,9mm l^kr = 130mm	dz^kr = 26,9 mm gkr=2,3 mm l^kr = 130 mm
dz=26,9	11. Dobór innych parametrów króćców 1. Rodzaj kołnierza Przyjmuję kołnierz okrągły płaski (kryzowy) (PN – 87/H74731) Średnica nominalna 15mm Rura dz=26,9 Kołnierz: Dz=80mm Dw=22,5mm g1=10mm Do=55mm do=11mm D1=40mm f=2 śruby 4 sztuki gwint M10 11.2Wymiary uszczelek Z tab 18.2.15 dla średnicy nominalnej kołnierza DN=15mm oraz dla ciśnienia nominalnego pnom=0,3 MPa d=22mm D=44mm S=2mm 11.3 Spawanie rury króćca z płaszczem Z tab. 18.2.17 Przyspawanie rury do kołnierza płaskiego wg PN-69/M-69019 2g=8mm≤g1 Dla g1≥2g=h h=g=4mm	d=22mm D=44mm S=2mm
Fm1 =23936,2N Fr =2742,7N n=4 X1=1,1 X2=1,5 Dz = 80 mm g1 = 10 mm Do = 55 mm do = 11 mm Dw = 22,5 mm g = 4 mm Fm1 =23936,2N Fr =2580N	12.Obliczanie połączeń kołnierzowo-śrubowych Fr = P + b F gdzie: P = π * Du^2 * po / 4 –napór czynnika roboczego na połączenie kołnierzowe Du = 0,5 (D + d) średnia średnica uszczelki Du = 0,5 (44 +22) = 33mm P = 3,14 33^2 0,35 / 4 = 299,2N F = π Du Ucz σr, - siła nacisku na uszczelkę gdzie: Ucz = u=11mm dla u ≤ 12mm u = 0,5 (D – d) σr = 5 po b- dla temperatury 50^◦C z interpolacji -1,225 σr = 5 0,4 = 2 MPa F = 3,14 33 11 2 = 2279,6 N Fr = 299,2 + 1,225 2279,6 = 2580N Wartość siły montażowego naciągu śrub Fm [N] Fm1 = π Du Ucz σm gdzie: σm = 21Mpa Fm1 = 3,14 33 11 21 = 23936,2N Fm2 = C Fr C = 1,2 dla Du≤500mm Fm2 = 1,2 2580 = 3096,24N Komentarz: Przyjmuję Fm = 23936,2N Średnica rdzenia śruby Komentarz: przyjmuje się większą z dwóch wartości. dśm = 1,13 mm gdzie: = 0,50 - dla zgrubnego wykonanie śrub i nakrętek n = 4 k1 = Re / X1 Re = 235 X1 = 1,1 k1 = 235 / 1,1 = 213,6 MPa dśm = 1,13 = 8,45mm dśr = 1,13 mm gdzie: k2 = Re / X2 X2 = 1,5 k2 = 232,68 / 1,5 = 155,12 MPa dśr = 1,13 = 3,36mm Komentarz: Wewnętrzna średnica gwintu metrycznego d3≥8,45mm Obliczanie kołnierzy Kołnierz kryzowy Wartość naprężęń zastępczych w kryzie Dla montażowego naciągu śrub σkm ≤kg, MPa Dla rozruchowego naciągu śrub σkr≤ kg, MPa Komentarz: warunek został spełniony	Du=33mm P=299.4N Ucz=11mm F=2279,6N Fr =2580N Fm1 =23936,2N Fm2=3096,24N σ ≤ k g σ ≤ k g
Dw=2000mm kdop=95 MPa G=1567,6kg Dz=2008 mm gc=8 mm e=0,2 m H=0,395 m	13.Podpory zbiornika Sposób zamocowania łap do scian aparatu: bezpośrednio Dobieram podpory według tabelki 18.5.2 σa=(0,36*G*e*Dz)/(H*(Dz+2H)*gc^2) ≤ kdop σa ≤ kdop warunek został spełniony Wielkość łapy : 250 mm W:250 mm H:395 mm s:210 mm m:250 mm e:200 mm g:20 mm	σa=3,2
	14.Uchwyty Obliczenie ciężaru zbiornika: G = Go + Gczynika gdzie: Go = 1,15(Gpłaszcza + 2Gdna) Go = 1,15(613,2 + 2 147) = 1327,6kg Gęstość pary przegrzanej na m^3 wynosi 15km/m^3 Przymuję uchwyt odmiany A-zaokrąglony (2 sztuki) Wielkości uchwytu 1 b=120 d=38 h=55 s=10 t=30 s1min=8 amin=5 Dla 2 uchwytów z tab 18.6.1 dobieram obciążenie dopuszczalne β = 30 - 45° => dopuszczalne obciążenie 35KN	Go =1327,6kg G=1567,6kg Q=15,38KN
	15. Dobór zaworu bezpieczeństwa Przepustowość na wlocie do zbiornika Przepustowośc zaworów bezpieczeństwa Z tabl 18.7.1 dobieram wymiary zaworu 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 16. Osprzęt zbiornika 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 2. 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 3. Łącznik gwintowany typu A, wielkości 3 (M20 x 1,5). Łącznik A/3 PN – 82/M – 42306 4. 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 17. 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	Wwl=421,25 kg/godz F=201mm^2 W=292,35 kg/godz Zawór bezpieczeństwa Si701 20x32/0,385