Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

ul. Częstochowska 140

62-811 Kalisz

Inżynieria Ochrony Środowiska

Grupa

Studia dzienne

Semestr II

ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU:

1. Temperatura magazynowanego gazu max. T= 30°C.

2. Materiał konstrukcyjny - stal węglowa zwykłej

jakości, dno spawane z częścią walcową, pokrywa

połączona kołnierzem.

3. Zbiornik zaopatrzony jest w 3 króćce:

- wlotowy, wylotowy o średnicy 0,1D

- króciec zaworu bezpieczeństwa o średnicy d_z=38mm.

OBLICZENIA

1.Wstępne ustalenie zasadniczych wymiarów zbiornika:

D³ =

D=1267mm

Z normy BN-64/2201-01 dobieramy
=1200mm.

2. Dobór dna i pokrywy - dobieramy objętość pokrywy i dna z normy PN-75/M-35412:

V_p = 226 dm³ = 0,226 m³

V_d = 226 dm³ = 0,226 m³

Objętość walca: V_w = π · r² · h_c

r=600mm

h_c=40mm (dobrane z normy PN-75/M-354120

V_w=3,14 · (600mm)² · 40mm

V_w=0,045216m³

V_pc= V_p + V_w V_dc= V_p + V_w

V_pc= 0,226m³+0,045216m³ V_dc= 0,226m³+0,045216m³

V_pc= 0,271216m³ V_dc= 0,271216m³

3.Obliczanie rzeczywistej objętości i wysokości zbiornika:

V_k= π · r² · h_k h_k= 115mm (Przyjęte z normy PN-67/H-74722)

V_k= 3,14 · 360000mm² · 115mm

V_k= 0,129996m³

V_c= V_n - 2V_pc=pd - 2V_k

V_c= 3,2m³-0,542432m³-0,259992m³

V_c= 2397576000mm³= 2,397576m³

h_c=
=2120,997mm Przyjmujemy h_c=2,2m.

V_c= π · r² · h_c

V_c= 3,14 · 0,36m² · 2,2m

V_c= 2,48688m³

V_rz= V_c + 2V_pc=pd + 2V_k

V_rz= 2,48688m³ + 0,542432m³ + 0,259992m³

V_rz= 3,289304m³

4. Obliczenie minimalnej grubości ścianki:

٭część cylindryczna:

kr =
x=1,8

kr =
R_e=225MPa (Dla stali St3S dobrane z normy PN-72/H-84020)

kr = 125000000Pa

٭obliczenie grubości ścianki części cylindrycznej:

z = a₁ · z_d

a₁ = 0,8

z_d = 0,8

z = 0,8 · 0,8

z = 0,64

g_o =

g_o =

g_o = 2,614mm

٭grubość ścianki:

c₁ = 1mm

c₂ = a₂ · τ

c₂ = 0,025 mm/rok · 30 lat = 0,75 mm

g = g_o + c₂ + c₃

g = 2,614mm+0,75mm+1mm

g = 4,364mm

g_n
g + c₁

c₁ dla g≤5mm => c₁ = 0,5mm

g_n
4,364mm+0,5mm

g_n
4,864mm

g_n = 5mm (przyjęte z normy PN-65/2202-02)

ad.3

٭obliczenie całkowitej wysokości zbiornika:

h_w = 300mm (przyjęte z normy PN-75/M-35412)

h_c = 40mm

g_n = 5mm

h_pc=pd = h_w + h_c + g_n = H_z

H_z = 300mm + 40mm + 5mm = 345mm

H = h_c + 2H_z + 2h_k

H = 2120,997mm + 690mm + 230mm

H = 3040,997mm

٭warunek:

5. Obliczenie grubości ścianki dna i pokrywy:

٭dla dna elipsoidalnego:

kr =
x=1,55

kr =
R_e=225MPa (Dla stali St3S dobrane z normy PN-72/H-84020)

kr = 145161290,322Pa

D_z = 2g_n + D_w = 1210mm

g_o =

ω = =
_1/2

d = 0,1D_w = 120mm

g_rz = 4mm (przyjęte z normy PN-69/M-35413)

ω = 1,72

y_w = 2,92 (przyjęte z normy)

g_o =

g_o = 2,433mm

g = g_o + c₂ + c₃

g = 2,433mm+1mm+0,75mm

g = 4,183mm

g_n
g + c₁

c₁ dla g≤5mm => c₁ = 0,5mm

g_n
4,183mm+0,5mm

g_n
4,683

g_n = 5mm (przyjęte z normy PN-65/2202-02)

6.Dobór kołnierza:

Dobieram dane z normy PN-67/H-74722

d_z = 1220mm

D_z = 1455mm

g = 38mm

D_o = 1330mm

D_o = 40mm

Szyjka: D_z = 1255mm ; H = 115mm ; S = 11mm ; r = 16mm ; D₁ = 1325mm ;

f = 5mm ; G = 176kg

Śuby: i = 32 ; M36

7.Obliczenia dotyczące połączenia kołnierzowo-śrubowego:

٭średnia średnica uszczelki:

D_u =

٭rzeczywista szerokość uszczelki:

٭czynna szerokość uszczelki:

u_cz = 3,47
= 27,43mm = 0,02743m

٭naprężenia ściskające w uszczelce azbestowo-kauczukowej:

_m = 40MPa

٭współczynnik c = 1,4 dla D_u>500mm

٭naprężenia ściskające w uszczelce:

= 6,4 · p = 2,56MPa = 2560000Pa

٭napór płynu na połączenie:

P =

٭nacisk na uszczelkę dla wywołania
:

S = π·D_u·u_cz·

S = 3,14·1,2625m·0,02743m·2560000Pa

S = 278372,8064N

٭współczynnik b = 1,6

٭naciag ruchowy:

N_r = P+b·S

N_r = 500486,4N+1,6·278372,8064N

N_r = 945882,89N

٭naciąg montażowy:

N_m= π·D_u·u_cz·
_m

N_m=3,14·1,2625m·0,02743m·40000000Pa

N_m= 4349575,1N

N_m``= C · N_r

N_m``= 1,4·945882,89N

N_m``= 1324236,046N

Dla dalszych obliczeń przyjmujemy N_m= 4349575,1N

٭powierzchnia czynna uszczelki:

F_cz =

٭warunek wytrzymałościowy:

_cz =
≤
_m

1,81783MPa≤40MPa

Warunek spełniony.

8.Obliczenie średnicy rdzenia śruby:

Ψ = 1,0 p ≥ 1,0MPa

Przyjmujemy Ψ = 0,75

٭naprężenia dopuszczalne:

Zmieniam stal z St3S na stal St5 o R_e = 275MPa, R_e przyjmuję z normy PN-EN 10025:2002.

x₁ = 1,2

k₁=

k₁ = 229166666,666Pa

٭naprężenia dopuszczalne:

x₂ = 1,65

k₂ =

k₂ = 166666666,666Pa

٭średnica rdzenia śruby:

Przyjmujemy rdzeń śruby M36.

Dobieramy śrubę z normy PN-60/M-02013

M36x3

9.Dbór króćców:

٭króciec wlotowy i wylotowy:

g = g_o + c₂ + c₃ = 2,011mm c₁ = 0,5 dla g < 5mm

g_n
g + c₁

g_n
2,011+0,5 = 2,511mm

g_n = 4mm

(g_n przyjęte z normy PN-74/H-74209)

Długość króćców - wlotowego i wylotowego przyjęta z normy BN-63/2210-02

L = 100mm.

Średnica zewnętrzna króćca wlotowego i wylotowego d_z = 114,3mm przyjęta z normy PN-74/H-74210.

٭króciec bezpieczeństwa:

d_z = 38mm (przyjęte z normy PN-74/H-74209)

g = g_o + c₂ + c₃ = 1,832mm c₁ = 0,5 dla g < 5mm

g_n
g + c₁

g_n
1,832mm+0,5mm=2,332mm

g_n = 2,6mm

(g_n przyjęte z normy PN-74/H-74209)

Długość króćca bezpieczeństwa przyjęta z normy BN-63/2210-02

L = 80mm.

10.Obliczenie ciężaru całkowitego zbiornika:

٭masa części cylindrycznej:

l = π · D_z

l = 3,14 · 1210mm = 3799,4mm = 379,94cm

V = h_c· l · g_n

V = 220cm·379,94cm·0,5cm = 41793,4cm³

M_cyl = ς _st · V = 7,85 g / cm³ · 41793,4cm³

M_cyl = 328,07819kg

٭masa króćca wlotowego i wylotowego:

L=100mm·2=200mm

M_k=11kg/m (dobrana z normy PN-74/H-74209)

M_k=0,2m·11kg/m=2,2kg

Masa kołnierzy z przylgą zgróbną na króciec wlotowy i wylotowy:

1K=2,03kg (dobrane z normy PN-70/H74731)

M_kk=2·2,03kg=4,06kg

M_kc=2,2kg+4,06kg=6,26kg

٭masa króćca bezpieczeństwa:

L=80mm

M_k=2,29kg/m (dobrana z normy PN-74/H-74209)

M_k=0,08m·2,29kg/m=0,1832kg

Masa kołnierza przylgą zgróbną na króciec bezpieczeństwa:

K=0,79kg (dobrana z normy PN-74/H-74209)

M_kcb=0,1832kg+0,79kg=0,9732kg

٭masa nakrętek:

M_n=402kg/1000szt. (masa przyjęta z normy PN-86/M-82144)

M_cn=32·0,402kg=12,864kg

٭masa podkładek:

-masa podkładek okrągłych zgróbnych:

M_pz=92kg/1000szt. (masa przyjęta z normy PN-78/M82005)

M_pz=32·0,092kg=2,944kg

-masa podkładek sprężystych zwykłych:

M_ps=70kg/1000szt. (masa przyjęta z normy PN-65/M-82029)

M_pz=32·0,07kg=2,24kg

M_PC=2,944kg+2,24kg=5,184kg

٭masa kołnierza z przylgą zgróbną:

M_kz=176kg/1szt. (masa przyjęta z normy PN-67/H-74722)

M_kz=2·176kg=352kg

٭masa pokrywy i dna:

M_p=M_d=69kg (masa przyjęta z normy PN-75/M-35412)

M_pd=2·69kg=138kg

٭masa śrób:

dł _śróby=2xgr.kołnieża+gr.uszczelki+gr.podkładki płaskiej+gr. Podkładki sprężystej+wysokość nakrętki

l_śróby=2·38mm+8mm+5mm+31mm+1mm=121mm

M_32śr=32·1,344kg=43,008kg

٭masa całkowita zbiornika:

M_całk = M_cyl+M_kc+M_kcb+M_cn+M_PC+M_kz+M_pd+M_32śr.=886,363kg

٭próba wodna:

M_w=ς _H2O·V_rz

M_w=1kg/dm³·3289,304dm³

M_w=3289,304kg

٭ciężar całkowity:

G_max=M_całk+M_w

G_max=886,363kg+3289,304kg

G_max=4175,667kg

11.Dobór podpór:

Podpory dobrano wg.normy BN-64/2212-04

a=1080mm

b=200mm

m=1050mm

n=360mm

h=440mm

c=96mm

g=8mm

e₁=950mm

e₂=140mm

M_p=56kg

POLOŻENIE ZBIORNIKA I RODZAJ PODPÓR - ZBIORNIK POZIOMY

KSZTAŁT POKRYWY - ELIPSOIDALNY

KSZTAŁT DNA -ELIPSOIDALNY

MATERIAŁ ZBIORNIKA - St3S

OBJĘTOŚĆ NOMINALNA

V_n = 3,2 m³

CIŚNIENIE GAZU p=0,4MPa

DANE DO PROJEKTU

---