Задание №3 Расчёт вертикальных резервуаров

У вертикальных резервуаров рассчитывается покрытие и стенка. Покрытие резервуара воспринимает нагрузки от массы конструкции покрытия, внутреннего избыточного давления паров, вакуума, возникающего при быстром охлаждении паров, отсасывающего действия ветра и снеговую нагрузку.

Расчетные усилия в элементах покрытия определяют при двух комбинациях нагрузок:

1. масса рассчитываемого элемента, снеговая нагрузка и вакуум;

2. масса рассчитываемого элемента, внутреннее давление паров и ветровой относ.

Стенка резервуара испытывает растяжение от давления жидкости и от давления паров (рис. 3.1)

Рис.3.1 Растяжения, воспринимаемые стенками резервуара от давления жидкости и от давления паров

На глубине х , от уровня поверхности жидкости расчетное давление на полосу шириной I см

(3.1)

где - плотность жидкости;

Р – избыточное давление паров;

п₁ =1,1 и п₂ =1,2 – коэффициенты перегрузки.

Из условия равновесия половины кольца

, (3.2)

Откуда

(3.3)

где D - диаметр резервуара.

Усилия в стенке резервуара толщиной

(3.4)

Требуемая толщина стенки при соединении листов швами встык

(3.5)

где т = 0,8 - коэффициент условий работы;

R_p^св - допустимые напряжения (сопротивление) сварного шва на разрыв.

Если толщина стенки постоянна, то ее определяют для низа резервуара. При переменной толщине стенки рассчитывают отдельные полосы высотой 2-3 м.

Если резервуар приподнят над землей (например, на башню), то днище его выполняют в форме эллипсоида, полусферы или корпуса. Толщину днища в этом случае при соединении его элементов швами встык определяют по формулам:

Сферического:

; (3.6)

Конического:

(3.7)

где Н - высота цилиндрической части резервуара;

r - радиус кривизны днища;

m – высота дна.

Объём резервуара рассчитываем согласно приложению 2.

Расчёт горизонтальных резервуаров

Усилие в стенке, вызываемое действием внутреннего давления

(3.8)

(3.9)

где Р - избыточное давление;

D - диаметр резервуара;

- толщина стенок резервуара.

Усилие от изгиба:

(3.10)

где М - изгибающий момент;

D_ср – средний диаметр резервуара

При проверке прочности стенки Т₂ и T₃ суммируются.

Если листы корпуса резервуара соединяются сварными швами встык, то толщина стенки определяется из условий

; (3.11)

(3.12)

Если обечайки корпуса резервуара соединяются внахлестку, то толщина стенки определяется из условий

(3.13)

(3.14)

где Rр - допустимое сопротивление разрыву прокатной стали.