Założenia do projektu

1. Temperatura magazynowanego gazu nie większa niż 30º

2. Materiał konstrukcyjny - stal węglowa zwykłej jakości.

3. Dno spawane z częścią walcową i pokrywą połączona kołnierzem

4. Zbiornik posiada trzy króćce:

• Wlotowy o średnicy D=0,1 ;

• Wylotowy o średnicy D=0,1

• Króciec do zaworu bezpieczeństwa o średnicy d _z = 38 mm

Dane do projektowania

1. Ciśnienie gazu p=1,4 [Mpa]

2. Objętość nominalna V_n= 3,2 [m³]

3. Materiał zbiornika - St 3 S

4. Kształt dna - elipsoidalne

5. Kształt pokrywy - elipsoidalna o małej wypukłości

6. Położenie zbiornika i rodzaj podpór - poziomy.

Obliczenia wytrzymałościowe

1. Wstępne ustalenie zasadniczych wymiarów zbiornika:

= 1,5 - 2,5

Zakładamy że :

= 2

Dn =

Vn= 3,2 m³

Π = 3,14

Dn =

Dn =1,268m =1268 mm

D_n= D_w dla D
600 mm

Z normy BN-75/2201-01 przyjmuję D_w=1200 mm

2. Dobieram dno i pokrywę :

Vhc=л * r² * hc

dla dna: Vhc=3,14*(0,6 m)² * 0,04m = 0,045m³

dla pokrywy: Vhc=3,14*(0,6 m)² * 0,06m = 0,068m³

● Objętość dna Vd przyjmuję wg normy PN-75/M-35412

Vd= Vw + Vhc

Vd = 0,226 m³+0,045 m³=0,271 m³

● Objętość pokrywy Vp przyjmuję wg normy PN-69/M-35413

Vp =Vw + Vhc

Vp =0,1045 m³+0,068 m³=0,1725 m³

3. Obliczam rzeczywistą objętość i wysokość zbiornika :

- H = 130 mm ; Vk =л*r²*H

- r = 0,6 m ; Vk =3,14*(0,6m)²*0,130 =0,147 m³

- Vn = 3,2 m
; Vc= Vn - Vd - Vp -2Vk

- Vd = 0,271 m
; Vc=3,2-0,271m³-0,1725m³-(2*0,147m³)=2,4 m

- Vp = 0,1725 m
;

- Vk = 0,147 m
;

V_n= Vp + Vd + Vc +2Vk

V_n=0,271m³+0,1725m³+2,4m³+(2*0,147m³)=3,2 m³

- Dw = 1,2 m ; hc=

- Vc = 2,4 m

hc=

hc=2,1 m

Zaokrąglam hc do wartości 2,2 m .

Vc =π*r²*hc

- hc = 2,2 m

Vc =3,14*(0,6m)²*2,2 m

- r = 0,6 m

V_c=2,49 m³

Vrz= Vd + Vp + Vc +2Vk

Vrz =0,271m³+0,1725m³+2,49m³+(2*0,147m³)

Vrz =3,2

Vrz = Vn ±5%

Vrz = 3,04÷3,36

● Obliczam wysokość całkowitą zbiornika

- hc =2,2 m

- hp =0,211m

- hd =0,340 m

- hk =0,130 m

H= hc + hp + hd +2 hk

H=2,2m+0,340m+0,211m+(2*0,130m)

H=3,011 m

=2,3

4. Obliczam nominalną grubość ścianki części cylindrycznej :

● Obliczam naprężenie dopuszczalne K_r

- Re =225 Mpa ; Kr =
125 MPa

- x = 1,8 ;

z = a1 * zdop = 0,8*0,8 = 0,64

- Re = 225 MPa dla St3S wg PN-72/H-84020

● Obliczam grubość ścianki części cylindrycznej

- p = 1,4 Mpa ;

=9,2 mm,

● Obliczam nominalną grubość ścianki części cylindrycznej

- C2 = 0,75mm ;

- C3 = 1 mm ;

- go = 9,2 mm ;

8mm - g - 20mm
=0,8 mm

5.Obliczam grubość scianki dna i pokrywy

● dno elipsoidalne

Hz = 304mm ;

Dz = 1224mm ;

d=0,1*Dw _; ω=

Dz =1224mm ;

= 4mm ;

X = 1,55 ;

Odczytuje z tabeli yw =2,3

- Obliczam grubość ścianki w części wypukłej ;

Dz = 1224mm ;

- Obliczam nominalną grubość ścianki w części wypukłej ;

● pokrywa elipsoidalna o małej wypukłości

Hz =155mm ;

Dz = 1224mm ;

d=0,1*Dw _; ω=

Dz =1224mm ;

= 4mm ;

X = 1,55 ;

Odczytuje z tabeli yw =3,37

- Obliczam grubość ścianki w części wypukłej ;

Dz = 1224mm ;

- Obliczam nominalną grubość ścianki w części wypukłej ;

6.Dobieram kołnierz w zależności od ciśnienia w zbiorniku:

● Kołnierz dobrałam dla p=1,4 MPa

Dz = 1485mm do = 48mm f = 5mm

Do = 1390mm dz =1220mm s = 16mm

D1 = 1325mm g = 48mm H = 130mm

R = 16mm D2 = 1262mm

Liczba śrub w kołnierzu -28

Rozmiar gwintu śrub - M45

7. Obliczenia dotyczące połączenia kołnierzowo śrubowego :

● Średnia średnica uszczelki

D1 =1325mm ;

Dwk =1200mm ;

● Rzeczywista szerokość uszczelki:

D1 =1325mm ;

Dwk =1200mm ;

● Czynna szerokość uszczelki

u=62,5mm

● Współczynnik c

c=1.4 dla Du >500 mm

● Naprężenie ściskające w uszczelce

б_m =40MPa

● Naprężenie ściskające w uszczelce przyjmuję dla uszczelki azbestowej o

grubości 1mm

- p =1,4 Mpa ; б_r =6,4*p

б_r =6,4*1,4MPa

б_r =8,96 MPa

● Napór płynu na połączenie:

Du =1262,5 mm ;

● Nacisk na uszczelke dla wywołania б_r

- Du =1,262 m ;

- ucz = 27,43 m ; S=π*D_n*u_cz* б_r

S=3,14*1,262m*0,027433m*8960000 Pa

S=972853,8 N

● Współczynnik b=1.6

● Obliczam naciąg rurowy :

- b = 1,6 ;

- S = 972853,8N ;

- P = 17503,2 N ;

Nr =P+b*S

Nr = 17503,2+1,6+972853,8

Nr =1574069,3 N

● Naciąg montażowy

N'_m= π*Dn*ucz* б_m

- Du = 1,2625m ; N'_m=3,14*1,262m*0,0274m*40000000Pa

- ucz = 0,0274 m ; N'_m=4279692 N

● Powierzchnia czynna uszczelki

- D1 = 1,325 m ;
- Dwk = 1,2 m ;

● Warunek wytrzymałości

- Nr = 1574069,3N ; б_cz =
б_m

- Fcz = 0,25 m
; б_cz =

б_cz =6296277,2Pa = 6,3 MPa

б_cz
б_m

6,3 MPa
40MPa

Warunek wytrzymałościowy został spełniony .

8. Obliczam średnice rdzenia śruby :

● Współczynnik wytrzymałościowy
gwintu śrub :

Dla p ≥ 1,0 MPa współczynnik
= 1

● Naprężenie dopuszczalne k1 :

- Re dla stali St3S = 225 MPa; wg PN-72/H-84020 k1=

- X = 1,2 ;

k1 =

k1 = 187,5MPa

● Naprężenia dopuszczalne k2 :

- Re = 225 MPa; k2 =

-X = 1,65;

k2 =

k2 = 136,4MPa

● Średnica rdzenia śruby :

- Nm= 4343097,28 N ;

-
= 1

- i = 28 ;

- k1 = 187500000 Pa ;

Przyjmuję wg PN-60/M-02013 normy średnicę rdzenia śruby na :

● Obliczam długość rdzenia śruby :

l = 2* gk + gu + gpod + w

l = 2*48 mm + 1mm + 7mm + 7mm + 36mm

l = 147 mm

Przyjmuję wg normy długość rdzenia śruby na : l = 150 mm

Wymiary śruby odczytałam z normy : PN-78/M-82005 :

Śruba M 45

9. Dobór króćców

● Obliczam króćce : wlotowy i wylotowy :

a1 = 0,8 ; z = a1* zdop

zdop = 0,8 ; z = 0,8*0,8 = 0,64

p = 1,4MPa ;

Dwkr = 120 mm ;

kr = 125 MPa ;

z = 0,64 ;

go = 0,92 mm ; g = go + c2 + c3

c2 = 0,75mm ; g = 0,92mm + 0,75mm + 1mm

c3 = 1mm ;

g = 2,67mm

g = 2,67mm ; gn
g + c1

c1 = 0,8mm; gn
2,67mm + 0,8mm

gn
3,5 mm

Nominalną grubość ścianki dla króćców : wlotowego i wylotowego

przyjmuję wg normy PN-74/H-74209 i wynosi ona :

gn = 4mm

Długość króćców : wylotowego ,wlotowego l = 100mm wg BN-63/2210-02

Średnicę króćców wylotowego i wlotowego na rysunku przyjmuję zgodnie

z normą PN-74/H-74209 Dz = 114,3 mm

● Obliczam króciec bezpieczeństwa :

dz = 38mm ;

p = 1,4 MPa ;

z = 0,64 ;

kr = 125 MPa ;

mm

c2 = 0,75 mm; g = go + c2 + c3

c3 = 1 mm; g = 0,29mm + 0,75mm + 1mm

go = 0,29mm ;

g = 2,04mm

c1 = 0,8mm; gn
g + c1

g = 2,04mm ; gn
2,04mm + 0,8mm

gn
2,84mm

Nominalną grubość ścianki króćca bezpieczeństwa przyjmuję wg normy

PN-74/H-74209 , wynosi ona :

gn = 2,9mm

Długość króćca bezpieczeństwa l = 80 mm wg BN-63/2210-02

10. Obliczanie ciężaru całkowitego zbiornika :

- masa części cylindrycznej:

hc = 220cm ; V = hc * l * gn

l =376,8cm ;

gn = 0,7 cm ; V = 220 * 376,8 * 0,7

V = 58027,2 cm

V = 58027,2 cm

mc= 7,85 * 58027,2

mc = 455,51 kg

- masa pokrywy elipsoidalnej wg normy : PN-75/M-35412 wynosi :

mp = 110 kg

- masa dna elipsoidalnego wg normy : PN-75/M-35412 wynosi :

md = 110 kg

- masa kołnierzy wg normy : PN-67/H-74723 wynosi :

mk = 176kg * 2(sztuki)

mk = 352 kg

- masa śrub M 36
3 wg normy : PN-58/M-82109 wynosi :

mś = 1430kg/1000 szt. * 32

mś = 45,76 kg

- masa nakrętek M 36 odczytałem z normy :PN-58/M-82144 wynosi:

mn = 354kg/1000 szt. * 32

mn = 11,32 kg

- masa podkładek wg normy PN-65/M-82029 wynosi :

- podkładki pod nakrętke grubości 8mm ;

mp = 70kg/1000 szt. * 32

mp = 2,24 kg

- podkładki pod łeb śruby grubości 5mm ;

średnica wewnętrzna 37 mm

średnica zewnętrzna 66 mm

mp = 92kg/1000 szt. * 32

mp = 2,944 kg

- masa króćców wlotowego i wylotowego wg normy : PN-74/H-74209

wynosi :

l = 100mm ; mkrw = 11kg/m * 0,10m *2(sztuki)

mkrw = 11 kg/m

mkrw = 2,2 kg

- masa króćca bezpieczeństwa wg normy PN-74/H-74209 wynosi :

l = 80mm ; mkb = 2,29kg/m * 0,08m

mkb = 2,29 kg/m ;

mkb = 0,183 kg

- masa zbiornika :

Mzb = mc + mp + md + mk + ms + mn +mpod + mkrw + mkb

Mzb = 1092,16 kg

- próba wody :

Mw = 3287 kg

- Masa całkowita :

Mc = Mzb + Mw

Mc = 1092,16kg + 3287kg

Mc = 4379,16 kg

11. Dobór podpór

Przyjmuję podporę wg normy : BN-64/2212-04 i jej wymiary wynoszą:

a=1080 mm; b=200 mm; m=1050 mm; n=360 mm;

h=440 mm; c=96 mm; g=8 mm; e1=950 mm;

e2=140 mm;

Masa podpory = 56 kg

15

---