Металеві резервуари для води
Резервуари для води складаються з циліндричної частини, днища та покрівлі. Їх встановлюють на водонапірних баштах. Днища резервуара бувають різної форми (рис. 1.6). Плоскі днища найбільш прості для виготовлення, працюють на згин при опиранні на балки і тому мають товщину листів більшу, ніж днища іншої форми. Рис. 1.6. Схеми резервуарів водонапірних башт: а, б – з плоскими днищами; в – з конічним днищем; г, д, е – зі сферичними днищами; є, ж – днища з циліндричних пелюстків або підків; з, и – днища системи Інтце
Конічні днища (1.6, в) простіші для виготовлення, ніж сферичні, їх зручно очищати від осадів. За витратою металу конічні днища менш економічні порівняно зі сферичними. Сферичні днища застосовують двох видів (1.6, г, д): у вигляді сферичного сегмента висотою 1/6 діаметра резервуара; у вигляді напівсфери. Загальний недолік сферичного днища – складність згину листа по поверхні сфери, чого неможливо виконати на звичайних вальцях. Днища із циліндричних пелюстків або підків (1.6, є, ж) не мають цього недоліку, але потребують підвищеної точності при виготовленні пелюстків. При значних діаметрах резервуара застосовують днища системи Інтце, які виконують з конічної та сферичної частин (1.6, з, и). Кути нахилу конічної частини та дотичної до сферичної частини мають бути однаковими, близько 45°. Днище при цьому працює на напруження стиску і не створює розпору, тобто на опорне кільце передається тільки вертикальний тиск, якщо
де Магістральні трубопроводи, резервуари спеціального призначення, кожухи доменних печей, повітронагрівачі виготовляють зі спеціальних сталей. У резервуарах для кислот й інших агресивних рідин доцільно застосовувати алюмінієві сплави або біметали – сталеві листи, плаковані з боку агресивного середовища нержавіючою сталлю. і Для захисту від корозії зовнішню поверхню резервуарів або газгольдерів покривають лакофарбовою плівкою. З точки зору розрахунку листові конструкції – це тонкостінні оболонки, які здебільшого розраховують за безмоментною теорією. З цього випливає, що напруження розтягу й стиску по товщині оболонки розподіляється рівномірно, а згинальний момент досягає значної величини і тільки в місцях зміни контуру, наприклад, у місці з’єднання оболонки з плоским днищем. Основи розрахунку. Для оболонки подвійної кривизни залежність між нормальними напруженнями
де
звідки товщина стінки
Товщину стінки за існуючим методом граничних умов визначаємо за формулою
де У резервуарах зі стінками змінної товщини товщина листів кожного яруса визначається за величиною тиску в нижньому його краї. Найменшу товщину стінки приймають рівною 4 мм. Рис. 1.7. Розрахункова схема резервуара У сферичному днищі (рис. 1.7) виникають як меридіальні напруження
де
Для визначення кільцевого напруження
Легко пересвідчитися, що
тобто напруження вдвічі менше, ніж для циліндра того ж радіуса. Товщину сферичного днища постійної товщини визначають за формулою
У резервуарах великого діаметра для економії металу застосовують для днища листи різної товщини. Позначивши місця стиків листів, визначають товщину листів за формулою
Розрахунок опорних кілець. Зусилля в кільці на одиницю довжини визначають за формулою
Опорне кільце навантажене рівномірно розподіленими радіальними силами, які діють на ділянці з’єднання днища зі стінкою у вигляді горизонтальної складової від напружень
Відповідно для цього зусилля вибирають переріз кільця як центрово-стисненого елемента.
![]()
Додатково стиснене кільце перевіряють на стійкість за формулою
де Надійність стійкості кільця визначають за формулою
Крім горизонтальної складової напружень
Якщо кільце опирається по всій довжині на цегляні або залізобетонні стіни башт, то воно не працює на згин, а в ньому виникають невеликі напруження стиску. Якщо опорне кільце опирається на окремі стояки (колони) башт, то воно працює на згин та стиск і розраховується за формулою
де Опорне кільце резервуара виконують з кутників, листів, швелерів (рис. 1.9). У розрахунковий переріз кільця входить горизонтальний лист, зовнішній пояс і частина циліндричної стінки резервуара по Рис. 1.9. Конструкції опорних кілець із кутиків (а); з листів (б); з швелерів (в); з кутиків і листів (г)
|