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;
Rpсв - 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;
Dср – 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.
ЗАДАНИЕ №4
Выбрать наиболее рациональный тип вагона для перевозки 400т зерна.
РЕШЕНИЕ
Выбор наиболее рационального типа вагона для перевозки заданного, груза производится на основе анализа технико-эксплуатационных показателей, рассчитываемых для каждого типа определенных выше вагонов. Этими показателями являются: статическая нагрузка вагона Pст, коэффициент использования грузоподъемности технический Кт и погрузочный Кп коэффициенты тары, длина вагона lв, годовая потребность вагонов Nгод для перевозки заданного груза.
|
|
Результаты расчетов удобно привести в виде табл. 4.1.
Таблица 4.1.
Технико-экономические показатели вагонов при загрузке заданным грузом
Наименование груза | Тип вагона | Стати-ческая нагрузка Рст(Ртн), т | Коэффици-ент использования груза | Техниче-ский коэффи-циент | Погрузоч-ный коэффици-ент | Длина вагона по осям сцепления авто-сцепок lв, м | Годо-вая потреб-ность вагонов | Отметка о наиболее экономичном вагоне |
Зерно | Крытый 4-осный =106м3 | 65 | 1,01 | 0,36 | 0,35 | 14,730 | 7 | |
Крытый 4-осный =120м3 | 66 | 1,01 | 0,34 | 0,33 | 14,370 | 6 | более эконо-мичен |
В формулах, приведенных в табл. 4.I:
Ртн - техническая норма загрузки вагона ( 2т от грузоподъёмности вагона)
Ргп - грузоподъемность вагона, т; прил. 3
Qв - тара вагона, т.
При выборе типа вагона следует учесть возможность увеличения массы брутто состава поезда из этих вагонов, которую можно определить по формуле
(4.1)
где lc - длина состава поезда, исходя из длины приемоотправочных путей на станциях железнодорожного направления без учета длины локомотива (можно принять lc= 800 м);
|
|
Pбp - масса одного вагона брутто, т:
(4.2)
Увеличение массы состава поезда способствует увеличению провозной способности железнодорожного направления.
ЗАДАНИЕ №5
Для выбора экономически целесообразного способа налива необходимо произвести расчет потерь нефтепродуктов от испарения.
Налив цистерн может производиться следующими способами:
¾ сверху открытой струей (патрубок опущен на некоторую часть диаметра котла цистерны);
¾ сверху закрытой струей (конец патрубка находится на расстоянии 0,1 м от нижней образующей котла);
¾ снизу (через универсальный прибор цистерны).
(5.1)
где Vц - объем налитого продукта;
PS - давление насыщенных паров нефтепродукта, зависящее от температуры;
Рг - давление в газовом пространстве. Дня транспортных емкостей давление в газовом пространстве приблизительно равно атмосферному;
- плотность паров нефтепродуктов;
К - коэффициент, учитывающий условия налива.
Коэффициент, учитывающий условия налива, определяется:
при наливе открытой струей
(5.2)
при наливе закрытой струей
(5.3)
где - время налива, ч;
D -диаметр котла цистерны, м.
Время налива рассчитывается в зависимости от производительности наливной эстакады и может изменяться в пределах от 9 мин до I часа. Диаметр цистерны принимается согласно ее этапу.
Давление насыщенных паров нефтепродуктов при температуре налива, во многих случаях равной температуре окружающего воздуха, определяется по формуле
(5.4)
где tн - температура налива, °С;
Р38 - паспортное давление насыщенных паров при tH -38°.
Плотность паров нефтепродуктов определяется из соотношения
(5.5)
где М - молекулярный вес нефтепродуктов, зависящий от их химического состава;
- универсальная газовая постоянная, = 8314;
Тг - абсолютная температура газового пространства, °К.
ЗАДАНИЕ №6
Коэффициент грузовой устойчивости рассчитывается по следующей формуле:
(6.1)
Где Мв – восстанавливающий момент, Н*м;
Мопр – опрокидывающий момент, Н*м;
Восстанавливающий момент определяется по формуле:
(6.2)
Где - сила тяжести, Н;
в - расстояние от центра тяжести погрузчика до передней оси, м;
h - расстояние от центра тяжести погрузчика до уровня поля, м;
Wв - ветровая нагрузка на электропогрузчик, Н;
т - плечо ветровой нагрузки, м
Опрокидывающий момент определяется по следующей формуле:
(6.3)
Qг - сила тяжести поднимаемого груза, Н;
а - расстояние от центра тяжести груза до передней оси, м;
Н - высота подъема груза, м
Ветровую нагрузку рассчитываем по следующей формуле:
(6.4)
Где Р - расчетное давление ветра, Н/м2 ;
Sв - надветренная площадь погрузчика вместе с поднятым грузом, м2.
Приложение 1
Характеристики вагонов
Тип вагона | Грузоподъёмность, т | Тара, т | Объём кузова, м3 | Площадь пола, м2 | Длина вагона, мм | Внутренняя ширина вагона | Высота по боковой стенке у крытых, высота бортов у открытых вагонов, мм | Технический коэф-фициент тары | Удельная грузоподъёмность, т/м3 | Нагрузка от вагона на путь, т | База вагона, мм | |
внутренняя | по осям сцепления автосцепок | |||||||||||
Четырехосный крытый: |
| |||||||||||
с деревянной обшивкой | 64 | 21,8 | 120,0 | 38,1 | 13800 | 14370 | 2760 | 2791 | 0,341 | 0,533 | 21,45 | 10000 |
то же | 63 | 22,75 | 106,0 | 36,94 | 13430 | 14730 | 2750 | 2402 | 0,361 | 0,594 | 21,44 | 9830 |
цельнометаллический | 64 | 23,0 | 120,0 | 38,3 | 13800 | 14730 | 2769 | 2791 | 0,359 | 0,533 | 21,75 | 10000 |
с деревянной обшивкой | 63 | 22,2 | 90,2 | 36,94 | 13430 | 14730 | 2750 | 2402 | 0,325 | 0,698 | 21,3 | 9830 |
Четырехосная платформа: |
| |||||||||||
с металлическими бортами | 66 | 21,0 | - | 36,8 | 13300 | 14620 | 2770 | 500/400 | 0,315 | 0,56 | 21,7 | 9720 |
с деревянными бортами | 62 | 22,0 | - | 35,66 | 12874 | 14194 | 2770 | 455/305 | 0,354 | 0,575 | 21,0 | 9294 |
Продолжение прил. 1 | ||||||||||||
Четырехосный полувагон |
| |||||||||||
цельнометалли-ческий | 62 | 22,7 | 66,8 | 35,53 | 12004 | 12920 | 2960 | 1880 | 0,33 | 0,93 | 21,2 | 1650 |
цельнометалли-ческий | 65 | 22,1 | 72,5 | 35,4 | 12126 | 13920 | 2878 | 2060 | 0,34 | 0,895 | 21,77 | 8650 |
с деревянной обшивкой | 65 | 21,8 | 70,5 | 34,4 | 12070 | 13920 | 2850 | 2060 | 0,346 | 0,922 | 21,7 | 8650 |
Шестиосный с ку-зовом из алюми-ниевых сплавов | 97 | 29,0 | 102,3 | 42,7 | 14650 | 16400 | 2918 | 2365 | 0,299 | 0,948 | 21,00 | 10440 |
Восьмиосный полувагон цельнометал-лический | 125 | 45,5 | 137,5 | 53,7 | 18770 | 20240 | 2860 | 2502 | 0,364 | 0,909 | 21,3 | 12070 |
Цистерна: |
| |||||||||||
четырёхосная | 62 | 23,1 | 72,7 | - | - | 12020 | - | - | 0,385 | 0,86 | 21,3 | 7800 |
восьмиосная | 120 | 48,8 | 137,2 | - | 20220 | 21120 | - | - | 0,407 | 0,875 | 21,1 | 13790 |
Четырёхосный вагон изотермический | 49 | 32,0 | 82,0 | 41,0 | 16600 | 18474 | 2630 | 2580 | 0,653 | 0,598 | 20,5 | 12300 |
Четырёхосный рефрижератор. автоном. ваг. | 39 | 45,0 | 99,8 | 45,55 | - | 22080 | - | - | 1,154 | 0,391 | 21,0 | - |
Приложение 2
№ п/п | Резервуар | Схема резервуара | Объём резервуара, м3 |
1 | Цилиндрический резервуар с плоским днищем | ||
2 | Цилиндрический вертикальный резервуар со сферическим днищем | ||
3 | Цилиндрический горизонтальный резервуар со сферическими вогнутыми днищами | ||
4 | Цилиндрический горизонтальный резервуар со сферическими выпуклыми днищами | ||
5 | Прямоугольный резервуар | ||
6 | Резервуар конической формы с основанием в виде круга | ||
7 | Резервуар-бочка |
5
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 498; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!