§ 4. Сферические и каплевидные резервуары

В целях экономного использования металла в различных отраслях химической промышленности строят резервуары в виде сфер различных диаметров. Сферические резервуары применяют для хранения сжиженных газов или газов под давлением 2—6 атм (рис I9-10, а). У нас часто применяются сферические резервуары объемом 600 и 2000 m^z, однако экономически целе­сообразнее использовать более крупные. За рубежом такие кон­струкции достигают 30 000 м³ и более. В сферических резервуа-

Рис. 19-8. К примеру расчета ре­зервуара

527

тн

а.

а.

а

о я

и. а

о а.

и га

8»

о.«

■в* о» и

§£ £|

Н Щ

О fef X К

о га

о

а

<7(Т№

pyx лепестки соединяются встык, их толщина обычно составляет [0—30 мм и, как правило, не превышает 40 мм. Это ограничение толщины диктуется отсутствием термообработки конструкции после сварки.

Напряжения в стенке сферического резервуара определяют по формуле

-=-3£Ч (Ш5>

где Ro — радиус сферы; so — толщина стенок.

Напряжение в сферическом резервуаре в 2 раза меньше,. нежели в цилиндрическом, при одинаковых радиусах и толщи­нах стенок. Поэтому вес сферических резервуаров меньше ци­линдрических, но изготовление сложнее. За рубежом сфериче­скими выполняют конструкции атомных реакторов.

Для устранения потерь продуктов создаются резервуары каплевидной формы емкостью до нескольких десятков тысяч кубометров, способные выдерживать избыточное давление газов, вызванное повышением температуры Т. Пример конструкции каплевидного резервуара приведен на рис. 19-10,6. Вследствие некоторой сложности изготовления эти конструкции широкого-распространения в строительстве не получили.

§ 5. Цистерны

Листовые конструкции цистерн применяют в железнодорож­ном и автомобильном транспорте, для стационарных установок при хранении воды и других жидкостей и т. п. Расчет па проч­ность цистерн производят аналогично резервуарам; при этом определяют напряжения, действующие по касательной к окруж­ности.

Так как давление р от веса жидкости, как правило, очень мало, то определение толщины стенок на основании формулы (19.5) приводит к очень малой величине толщины s. Такие ци­стерны не обладают достаточной жесткостью. Поэтому расчет­ные давления определяют согласно специальным техническим указаниям.

Помимо напряжений, действующих по касательной к окруж­ности (в продольных сечениях) и определяемых формулой

PR s '

а цистернах под давлением р образуются напряжения, направ­ленные параллельно образующим (в кольцевых швах). Эти на­пряжения равны

М 823

529

Напряжение Ci в 2 раза меньше, чем ет.

На рис. 19-11 приведен пример горизонтальной стационарной цистерны из стали марки МСт. 3 емкостью 75 Л1³, диаметром 3,242 м, длиной 9,838 м. Цилиндрическая часть имеет продоль­ные швы, расположенные вразбежку, и кольцевые, сваренные внахлестку. Толщина стенок цилиндрической части и днищ 5 = 4 мм. Днища сварены из нескольких листов встык и имеют форму сфер с jR₀=3,242 м. Сопряжения цилиндра с днищем плавные (для устранения изгиба).

В некоторых случаях днищам цистерн придают другие фор­мы, например с радиусом, равным радиусу цилиндра. Днища делают иногда коническими и даже плоскими. Последняя форма

гШ

Рис. 19-11. Сварная горизонтальная Цистерна

проста в технологическом отношении, но при этом в ней образу­ются значительные напряжения от изгиба и, как правило, пла­стические деформации,