Σχεδιασμός δοχείου υπό πίεση | Είναι σημαντικά γεγονότα και 5 παράμετροι.

Πρωτογενείς και δευτερογενείς τάσεις στα δοχεία πίεσης | Ανάλυση τάσης δοχείου πίεσης | Διαδικασία σχεδιασμού δοχείου πίεσης:


Το πρώτο βήμα στο σχεδιασμό ενός σκάφους είναι ο σκοπός της εφαρμογής και των προδιαγραφών που λειτουργούν τα χαρακτηριστικά του δοχείου. Το περιβάλλον και η φύση των υγρών και των αερίων είναι άλλοι σημαντικοί παράγοντες.
Οι παράμετροι περιλαμβάνουν στο σχεδιασμό:

  • Η θερμοκρασία και η πίεση (μέγιστη ασφάλεια).
  • Παράγοντας ασφάλειας.
  • Η ικανότητα να περιέχει τον όγκο.
  • Επίδομα διάβρωσης
  • Θερμοκρασία σχεδιασμού.


Σφαιρικό δοχείο:


Μ = \ frac {3} {2} PV \ frac {\ rho} {\ sigma}
όπου,
M = μάζα, (kg)
P = διαφορά πίεσης (η πίεση του μετρητή), (Pa)
V = όγκος,
Ρο = Η πυκνότητα του υλικού του σκάφους, (kg / m3)
\ σίγμα = Η μέγιστη πίεση εργασίας που μπορεί να ανεχθεί το υλικό. (Pa)

Κυλινδρικό δοχείο με ημισφαιρικά άκρα:


M = 2 \ pi R ^ {2} (R + W) P \ frac {\ rho} {\ sigma}
όπου,
R = ακτίνα
W = πλάτος μεσαίου κυλίνδρου
συνολικό πλάτος = (W + 2R)
Άγχος σε δοχεία πίεσης με λεπτά τοιχώματα:
\ sigma _ {\ Theta} = \ sigma long = \ frac {Pr} {2t}
τάση στον διαμήκη άξονα

το p είναι εσωτερική πίεση μετρητή,
r είναι η εσωτερική ακτίνα της σφαίρας,
Το πάχος του σφαιρικού τοιχώματος δηλώνεται με t.

Εξισώσεις δοχείων πίεσης για τάση | Εξισώσεις δοχείων πίεσης | Τύπος δοχείου πίεσης | δοχείο πίεσης διαμήκους πίεσης:

\ sigma _ {\ Theta} = \ frac {Pr} {t}
\ sigma long = \ frac {Pr} {2t}
sigma = άγχος κατά τη διαμήκη κατεύθυνση, p είναι πίεση εσωτερικού εύρους και sigma = άγχος κατά τη διαμήκη κατεύθυνση
r είναι η εσωτερική ακτίνα της σφαίρας,
Το πάχος του σφαιρικού τοιχώματος δηλώνεται με t.

σχεδιασμός δοχείου πίεσης
σχεδιασμός δοχείου πίεσης
Πιστωτικά Εικόνα: CdangΔοχείο κυλινδρικής σόγιας με πίεσηCC BY-SA 3.0

Μηχανικός σχεδιασμός δοχείου πίεσης | Σχεδιασμός δοχείου υπό πίεση | υπολογισμοί δοχείου πίεσης | πώς να σχεδιάσετε δοχείο πίεσης | διαστάσεις δοχείου πίεσης

δημιουργήστε το περίγραμμα του σχεδιασμού:
Σχεδιάστε και δημιουργήστε τις απαιτήσεις του σκάφους χρησιμοποιώντας τις διαστάσεις.
Συμπεριλάβετε διαστάσεις όπως σχήμα, διάμετρος, μήκος, πίεση, θερμοκρασία και δομικό υλικό.
Μάθετε μηχανική αντοχή:
Μάθετε μηχανικούς υπολογισμούς χρησιμοποιώντας το λογισμικό.
Το λογισμικό παρέχει σχέδια 2D ή 3D:
σχέδιο σχεδίασης δοχείου πίεσης:

Πρότυπα σχεδίασης:
Ο σκοπός της εφαρμογής του σκάφους.
Πίεση και θερμοκρασία λειτουργίας
Υλικά για την κατασκευή
Τύπος κεφαλής σκάφους
Προσανατολισμός: Οριζόντιος ή κάθετος
Διαστάσεις
Ανοίγματα και συνδέσεις
Απαιτήσεις για θέρμανση και ψύξη
Η επιφάνεια τελειώνει
Εξωτερικοί παράγοντες
Οι σχεδιαστικές τάσεις προσαρμόζονται χρησιμοποιώντας παράγοντες ασφαλείας που εφαρμόζονται στις ιδιότητες των υλικών, όπως:
Αντοχή απόδοσης (θερμοκρασία σχεδιασμού)
Απόλυτη αντοχή εφελκυσμού (θερμοκρασία δωματίου)
Αντοχή ερπυσμού (θερμοκρασία σχεδιασμού)

Σχεδιασμός φλάντζας για δοχείο πίεσης:

Ένα παρέμβυσμα έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε οι φλάντζες να μπορούν να δημιουργούν τη συγκεκριμένη ποσότητα συμπιεστικού φορτίου στην επιφάνεια του δοχείου. Δημιούργησε μια σφραγίδα χωρίς πίεση. Το παρέμβυσμα πρέπει να είναι προσαρτημένο στις επιφάνειες της φλάντζας και να συμπιέζεται για τη μείωση των εσωτερικών κενών και διαστημάτων.


Σχεδιασμός ενός μη κυκλικού δοχείου πίεσης:

Λόγω της γεωμετρίας του κυλινδρικού σχήματος, οι περισσότερες φλάντζες δοχείου πίεσης και σωλήνων έχουν κυκλική διατομή. Ωστόσο, υπάρχουν μερικά δοχεία πίεσης ή αγωγοί πίεσης όπου απαιτείται ορθογώνιο ή άλλο μη κυκλικό σχήμα, είτε για λόγους χώρου ή διεργασίας.


Σχεδιασμός δοχείου πίεσης νερού:

υδροστατική δοκιμή
Σχεδιασμός δοχείου πίεσης νερού
Πιστωτικά Εικόνα: Πίτερ ΣάουγουντΥδροστατική δοκιμήCC BY-SA 4.0


Υδροστατική δοκιμή χρησιμοποιεί νερό για τη δοκιμή.
Είναι μια μέθοδος που περιλαμβάνει συστήματα αγωγών, φιάλες αερίου, λέβητες και δοχείο πίεσης. Αυτά τα εξαρτήματα ελέγχονται για να ελέγξουν την αντοχή και κάθε είδους διαρροή από το σύστημα.
Απαιτούνται υδραυλικές δοκιμές για την επισκευή και αντικατάσταση του εξοπλισμού που θα λειτουργεί υπό τις επιθυμητές συνθήκες.
Η υδροστατική δοκιμή είναι ο τύπος της δοκιμής πίεσης που μπορεί να λειτουργήσει χρησιμοποιώντας το νερό και γεμίζοντας νερό στα εξαρτήματα που αφαιρεί τον αέρα που περιέχεται στο σύστημα. και συμπιέζει το σύστημα με έως και 1.5 φορές την πίεση σχεδιασμού.

Πώς να υπολογίσετε τη στατική κεφαλή στο δοχείο πίεσης:


Σχεδιασμός ακραίου καλύμματος δοχείου πίεσης (κεφαλές):
Η πίεση σχεδιασμού του σκάφους περιλαμβάνει:
Στατική κεφαλή = Πίεση που προκύπτει από το βάρος του υγρού
Ενεργώντας στο εσωτερικό της πίεσης.
Το υψηλότερο ύψος υγρού οδηγεί σε υψηλότερη πίεση.
Η πίεση στατικού υγρού είναι ανεξάρτητη από τη μορφή του υγρού, τη συνολική μάζα ή την επιφάνεια.
πίεση = βάρος / περιοχή = mg / A

Σχεδιασμός φούστας δοχείου πίεσης:


Γενικά, η υποστήριξη φούστα παρέχεται στις ψηλές στήλες.
Ο κατακόρυφος προσανατολισμός του δοχείου υποστηρίζεται από το στήριγμα φούστας στα δοχεία πίεσης. Το πλεονέκτημα της χρήσης στηρίξεων με φούστα είναι ότι μειώνει το άγχος στα στηρίγματα.
Η φούστα είναι μια κυλινδρική στήλη κελύφους με διάμετρο ίση ή μεγαλύτερη από την εξωτερική διάμετρο του δοχείου.
Η φούστα συγκολλάται στο κάτω μέρος του δοχείου και κάθεται πάνω από την πλάκα έδρασης.
Η πλάκα έδρασης βρίσκεται πάνω από το σύστημα θεμελίωσης σκυροδέματος.

Σχέδιο στήριξης φούστας δοχείου πίεσης:

  1. Το νεκρό βάρος του σκάφους.
  2. Το βάρος λειτουργίας του σκάφους.
  3. Πλευρικά φορτία
  4. φορτίο ανέμου
  5. Σεισμικό φορτίο

Οι φούστες είναι τα στηρίγματα που χρησιμοποιούνται στα κάθετα δοχεία πίεσης. Δεν παίρνουν φορτίο από την πίεση του υγρού μέσα στο δοχείο.
Το βάρος του δοχείου και του υγρού στο εσωτερικό και τα περιβαλλοντικά φορτία συνολικά λαμβάνονται υπόψη για το σχεδιασμό του στηρίγματος της φούστας.
Η φούστα δίνει το λιγότερο ακριβό σχέδιο για τη στήριξη των ψηλότερων δοχείων πίεσης.
W + Fw + Ew = Συνολικό φορτίο.

Σχεδιασμός δοχείου υπό πίεση:

Ένα δοχείο με επένδυση είναι ένα δοχείο σχεδιασμένο για να ελέγχει τη θερμοκρασία του περιεχομένου του περικυκλώνοντας το δοχείο με ένα «χιτώνιο» ψύξης ή θέρμανσης μέσω του οποίου κυκλοφορεί ένα ψυκτικό ή θερμαντικό υγρό.
Ένα μπουφάν είναι μια εξωτερική κοιλότητα που παρέχει μια συνεπή ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του υγρού που κινείται μέσα σε αυτό και των τοιχωμάτων του δοχείου.
Τα σύνθετα δοχεία πίεσης χωρίς επένδυση (CPV), επίσης γνωστά ως δεξαμενές τύπου 5 (τύπος V) σε ορισμένους τομείς, είναι τα πιο αποτελεσματικά δοχεία σύνθετης πίεσης (πίεση έκρηξης x όγκος / βάρος).

Σχεδιασμός δοχείου υπό κενό:

Ο σχεδιασμός δοχείου πίεσης κενού χρησιμοποιεί μια πίεση σχεδιασμού η οποία είναι σύμφωνη με το πλήρες κενό της κατάστασης του δοχείου ότι η εσωτερική πίεση είναι κενό και η εξωτερική πίεση γίνεται 100kpa που είναι ατμοσφαιρική πίεση.


Υπολογισμοί κόπωσης δοχείου πίεσης:

Η ζωή κόπωσης του υλικού καθορίζεται πρώτα. Η κόπωση του υλικού προσδιορίζεται με τη δοκιμή πολλών δειγμάτων για τον έλεγχο της αστοχίας του υλικού.
Σε κάθε επίπεδο πίεσης, ο αριθμός κύκλων πρέπει να μπορεί να υπολογιστεί. Τα δοκιμαστικά δείγματα είναι πολύ στιλβωμένες στρογγυλές ράβδους που είναι τόσο κοντά όσο οι κατασκευαστές μπορούν να τα φτιάξουν. Μια δοκιμαστική ράβδος περιστρέφεται με ένα φορτίο που εφαρμόζεται έτσι ώστε μια ίνα στην επιφάνεια της ράβδου να είναι σε ένταση και στη συνέχεια σε συμπίεση καθώς η ράβδος περιστρέφεται, με αποτέλεσμα την πλήρη αντιστροφή τάσης όπως φαίνεται.

Υπάρχουν αρκετοί κύκλοι πίεσης, ο καθένας με διαφορετικό μέγεθος πίεσης και αριθμό κύκλων. Η ζημιά από την κόπωση από κάθε κύκλο πίεσης αυξάνεται, οπότε πρέπει να υπολογιστεί η συνολική επίδραση όλων των κύκλων πίεσης. Ο κανόνας του ανθρακωρύχου:

Σχήματα δοχείων πίεσης:


Αν και τα δοχεία πίεσης μπορούν ενδεχομένως να είναι οποιουδήποτε σχήματος, η πλειονότητα αποτελείται από τμήματα σφαιρών, κυλίνδρων και κώνων.
Ένα δημοφιλές σχέδιο είναι ένας κύλινδρος με ακραία καλύμματα που ονομάζονται κεφαλές. Οι πιο συχνές μορφές κεφαλής είναι ημισφαιρικές ή πιάτες.

Σχεδιασμός κάθετης στήριξης δοχείου πίεσης:


Έχουν καλύτερη κατανομή πίεσης, καθιστώντας τα πιο ασφαλή.
Χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια επειδή η βαρύτητα επιτρέπει στο περιεχόμενό τους να ρέει εύκολα και αβίαστα.
Απαιτούν λιγότερο χώρο στο έδαφος για την κατοικία τους.

Μέθοδος αποζημίωσης περιοχής στο δοχείο πίεσης:


Η ενίσχυση ακροφυσίων είναι η μέθοδος αντιστάθμισης περιοχής.
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν υπάρχει άνοιγμα στο τμήμα κοπής του δοχείου πίεσης.

Μια περιοχή αφαιρείται από το κέλυφος και το κεφάλι. Η αφαιρεθείσα περιοχή πρέπει να είναι ίση με την προστιθέμενη περιοχή και θα πρέπει να ενισχυθεί με ίση ποσότητα περιοχής κοντά στο άνοιγμα.


ανάλυση σύνθετου δοχείου πίεσης:


Ο στόχος της ανάλυσης του σύνθετου συστήματος δοχείου πίεσης είναι ότι θα αυξήσει την ικανότητα αποθήκευσης του συστήματος στο συγκεκριμένο επίπεδο. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιώντας το χαλύβδινο δοχείο, θα πρέπει να εκτελείται λεπτομερής ανάλυση του σχεδιασμού του δοχείου σύμφωνα με τις πολυαξονικές τάσεις που προκύπτουν από το σύστημα σχεδιασμού δεξαμενών στην περιοχή μετάβασης του κυλίνδρου και της κεφαλής.

Ελάχιστο πάχος τοιχώματος για δοχείο πίεσης:


1/16 ίντσες είναι το ελάχιστο πάχος τοιχώματος που χρησιμοποιείται για τα δοχεία πίεσης.
τύπος όγκου δοχείου πίεσης:

όπου,
V = όγκος,
r = ακτίνα της εσωτερικής επιφάνειας
a = περιοχή του σκάφους
I = στιγμή αδράνειας.

Το κύριο δοχείο πίεσης τονίζει:


Υπάρχουν δύο κύριες τάσεις στο δοχείο πίεσης.
Στρες στεφάνης
διαμήκη πίεση
Αυτό δείχνει ότι η τάση κατά μήκος της επιφάνειας του δοχείου θα πρέπει να έχει ως αποτέλεσμα να εξισορροπεί την εσωτερική πίεση.

Συχνές ερωτήσεις / σύντομες σημειώσεις:


Ποιος είναι ο σκοπός ενός δοχείου πίεσης:


Τα αέρια και τα υγρά συγκρατούνται σε υψηλές πιέσεις εντός των δοχείων πίεσης.
Τα δοχεία πίεσης χρησιμοποιούνται μεταξύ άλλων σε λέβητες, δεξαμενές, πνευματικούς κυλίνδρους υψηλής πίεσης και βιομηχανικές χρήσεις.


Πώς λειτουργούν τα δοχεία πίεσης:


Λειτουργεί σε υψηλότερη πίεση ή αυξανόμενες πιέσεις. Φτάνει στην πίεση που κάνει τη λειτουργία της εφαρμογής να λειτουργεί έτσι ώστε να συγκρατεί τα αέρια ή τα υγρά στις δεξαμενές αποθήκευσης.
Παρέχει την πίεση μέσω των βαλβίδων ή μέσω της μεταφοράς θερμότητας.


Ποιοι είναι οι τύποι των δοχείων πίεσης:

Οι τύποι δοχείων υπό πίεση εξαρτώνται από το σχεδιασμό των δοχείων για τη λειτουργικότητα των εφαρμογών στις βιομηχανίες. Κυρίως τα δοχεία πίεσης μπορούν να χωριστούν σε τύπους ανάλογα με το σκοπό τους για τις εφαρμογές. Σύμφωνα με τους παραπάνω παράγοντες, κυρίως τα δοχεία πίεσης έχουν τρεις τύπους:


Δοχεία αποθήκευσης:

Αυτές οι δεξαμενές είναι κυρίως χρήσιμες για τις βιομηχανικές εφαρμογές. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως με οριζόντιο ή κατακόρυφο τρόπο. Αποθηκεύει υγρά και αέρια όπως λάδι, χλώριο και φυσικά αέρια. Μπορεί να είναι διαθέσιμο σε οποιοδήποτε εύρος μεγεθών. Διατίθεται σε διάφορα σχήματα όπως κυλινδρικά ή σφαιρικά για κάθετους ή οριζόντιους τρόπους. Το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του τύπου του προϊόντος είναι άνθρακας από χάλυβα λαμβάνοντας υπόψη το εξωτερικό περιβάλλον.
Τέτοια δοχεία χρειάζονται προσεκτική κατασκευή, καθώς οι εσωτερικές ουσίες μπορεί να είναι κακές χωρίς σωστή συντήρηση.
Σκάφη επεξεργασίας:

Τα δοχεία επεξεργασίας έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής, ενώ η κατασκευή τους πληροί τις απαιτούμενες προδιαγραφές. Μπορούν να πραγματοποιηθούν διάφορες διεργασίες σε δοχεία πίεσης.
Τα δοχεία πίεσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με άλλα προϊόντα ανάλογα με την εφαρμογή. Έτσι, το κατασκευαστικό υλικό που απαιτείται για τέτοια εξαρτήματα δοχείων μπορεί να είναι μοναδικού υλικού ή πολλαπλών διαφορετικών υλικών.
Αυτή η πίεση απαιτεί τους ακόλουθους σημαντικούς παράγοντες:
Ο σωστός σχεδιασμός
Η σωστή επιλογή υλικού εξαρτάται από τις ιδιότητες που πληροί τις απαιτήσεις εφαρμογών.
Προσεκτική και σωστή κατασκευή σύμφωνα με τις προδιαγραφές.


Ποια είναι η διάκριση μεταξύ ενός αυτόκλειστου και ενός δοχείου πίεσης:


Ένα αυτόκλειστο είναι ένας τύπος δοχείου πίεσης.
Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι τα αυτόκλειστα είναι ο τύπος των δοχείων πίεσης που χρησιμοποιούν υψηλή πίεση και υψηλές θερμοκρασίες, το σώμα πρέπει να είναι ικανό να διατηρεί τέτοιες υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις.

Το Pressure Vessel Design είναι ένα τεράστιο θέμα, θα συνεχίσουμε να δημοσιεύουμε άρθρο Δοχείο πίεσης. Για περισσότερα άρθρα, Κάνε κλικ εδώ.

Σχετικά με τη Sulochana Dorve

Είμαι ο Sulochana. Είμαι Μηχανολόγος Μηχανικός Σχεδιασμού - Μ. Τεχνολογία στο σχεδιασμό Μηχανικών, B.tech στη Μηχανολογία. Έχω εργαστεί ως ασκούμενος στο Hindustan Aeronautics με περιορισμένο σχεδιασμό στο τμήμα εξοπλισμού. Έχω εμπειρία στην Ε & Α και το σχεδιασμό. Είμαι ειδικευμένος στο CAD / CAM / CAE: CATIA | ΚΡΕΟ | ANSYS Apdl | Πάγκος εργασίας ANSYS | HYPER MESH | Nastran Patran καθώς και στις γλώσσες προγραμματισμού Python, MATLAB και SQL.
Έχω εμπειρία στην Ανάλυση Πεπερασμένων Στοιχείων, Σχεδιασμός Κατασκευής και Συναρμολόγηση (DFMEA), Βελτιστοποίηση, Προηγμένες Δονήσεις, Μηχανική Σύνθετων Υλικών, Σχεδίαση με Υπολογιστή.
Είμαι παθιασμένος με τη δουλειά και έναν έντονο μαθητή. Ο σκοπός μου στη ζωή είναι να αποκτήσω μια ζωή σκοπού και πιστεύω στη σκληρή δουλειά. Είμαι εδώ για να ξεχωρίσω στον τομέα της Μηχανικής δουλεύοντας σε ένα προκλητικό, ευχάριστο και επαγγελματικά φωτεινό περιβάλλον όπου μπορώ να χρησιμοποιήσω πλήρως τις τεχνικές και λογικές μου δεξιότητες, να αναβαθμίζω συνεχώς τον εαυτό μου και να συγκρίνω το καλύτερο.
Ανυπομονώ να σας συνδέσω μέσω του LinkedIn -
https://www.linkedin.com/in/sulochana-dorve-a80a0bab/

Lambda Geeks