مخازن تحت فشار استوانه ای

مخازن تحت فشار استوانه ای

تعداد بازدید: 9344
کد مطلب: 678
تاریخ انتشار: 10:25 16 آذر 1390

مخازن تحت فشار استوانه ای

 
 

مخازن تحت فشار استوانه ای یکی از انواع مخازن تحت فشار می باشند که در دو صورت عمودی و افقی به بازار عرضه می گردند.

می توان گفت پرکاربرد ترین نوع از انواع مخازنِ تحت فشار هایِ زیر 10 bar می باشند و برای نگه داری مایعات، گاز ها و در ساخت فیلتر های شنی، سختی گیر، بویلر ها، دی اریتور ها و ... کاربرد دارد.

 

 
 
  • پوسته (Shell)
  • عدسی یا کلاهک (Head)
  • پایه (Leg)
  • دریچه بازدید (MANHOLE)
  • بازوی لنگری شکل (DAVIT ARM)
  • لوله های ورودی و خروجی (INLET & OUTLET)
  • Stand pipe
  • خروجی هوا (Vent)
  • لوله تخلیه (DRAIN)
  • سر ریز (OVER FLOW)
  • قلاب مخصوص حمل و نقل (LIFTING LUG)
  • Stand pipe

 

پوسته (Shell)

یکی از مهمترین اجزا مخزن،shell  یا همان پوسته مخزن است که بسته به نوع ماده موجود در مخزن، و همچنین فضای موجود جهت نگهداری و حجم مورد نیاز و همچنین شرایط منطقه، در اشکال مختلف (مکعب مستطیل ، استوانه ای) و باجنس های مختلف طراحی می شود. عمدتاً جنس مورد استفاده توسط طراح در طراحی  Shell  و به طور کلی در  کلیهplate  های مورد استفاده در طراحی عمدتاً از جنس کربن استیل هستند اما از فیبر کربن، آلومینیوم، استینلس استیل، گالوانیزه، پلاستیک، پلی اتیلن و ... نیز در ساخت پوسته استفاده می شود.

برای انتخاب جنس اجزا مخزن از استاندارد ASTM (American Society of testing &material)  استفاده می شود.

فشار وارده به پوسته از دو نوع  داخلی یا خارجی است. برای تحمل فشار  داخلی یا خارجی باید ضخامت مناسب و همچنین فشار نهایی توسط طراح محاسبه شود.

برای محاسبه موارد بالا از روابط موجود در کتاب (Pressure vessel handbook)  استفاده می شود .

عدسی یا کلاهک (Head)

یکی دیگر از اجزای اصلی مخزن  Head  است. این بخش در دو طرف پوسته قرار می گیرد. جنس مورد استفاده در طراحیHead  مشابه جنس مورد استفاده در طراحی پوسته است. برای تحمل فشار های متفاوت،Head  های متفاوت با اشکال مختلف وجود دارد که نمونه هایی از آنها  عبارتند از:

 

برای اتصال سرپوش هایی با هندسه دایره یا بیضی و غیره، به پوسته از جوش استفاده می شود ولی برای سرپوش های تخت ازBlind Flange  و پیچ و مهره استفاده می شود .

برای محاسبه فشار و ضخامت بدنه سرپوش ها از روابط موجود در کتاب (Pressure vessel handbook) و یا کد های ASME استفاده می شود.

دریچه بازدید (MANHOLE)

در تمامی مخازن تحت فشار بخشی به نامMANHOLE  در نظر گرفته می شود . این بخش به منظور ورود انسان به داخل مخزن جهت  بازرسی و تعمیرات  مورد استفاده قرار می گیرد. در مخازن کوچکتر بخشی به نام (HAND HOLE) یا همان دریچه دست رو نیز وجود دارد.

بازوی لنگری شکل (DAVIT ARM)

این بخش جهت جا به جا  کردن دریچه آدم رو مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که دریچه بازرسی دارای وزن زیادی است، بنابراین امکان جا به جا کردن آن به صورت عادی وجود ندارد.

 با قرار دادن لولای بازویی شکل برای این دریچه، عمل باز وبسته کردن آن به سادگی امکان پذیر است.

لوله های ورودی و خروجی ( INLET & OUTLET)

این لوله ها به همراه نازل هایی که در ابتدا و انتهای آنها نسب می شود جهت ورود و خروج سیال به مخزن مورد استفاده قرار می گیرد و بسته به محل قرار گیری مخزن ، این لوله ها می توانند در بالا ، کنار ، و یا در پایین مخزن قرار گیرند .

Stand pipe

این  لوله وسیله ای است که در کنار مخزن قرار می گیرد و با توجه به قانون ظروف مرتبطه هر پارامتری که در مخزن داشته باشیم در این لوله نیز به همان اندازه قایل ملاحظه است.(از قبیل تغییر ارتفاع یا افت فشار و ...) بنابراین به جای اینکه تجهیزات مستقیماً بر روی مخزن نصب شود، بر روی این وسیله نصب می شوند. در بسیاری از مخازن این لوله را برای جلوگیری از ایجاد تعداد خروجی های بیشمار بر روی مخازن جهت اندازه گیری پارامتر ها قرار می دهند.

خروجی هوا (Vent)

این لوله جهت خروج بخار یا گازهی اضافی در بالای مخزن نصب می شود تا در هنگام افزایش بیش از حد فشار به دلیل وجود بخار ، آن را به محیط بیرون هدایت کرده و فشار مخزن را کنترل کند. برای مثال در دی اریتور (اکسیژن زدایی در بویلر ها) برای خروج اکسژن از آب این خروجی را قرار می دهند.

لوله تخلیه (DRAIN)

این لوله جهت خروج  مواد ضائد از داخل مخزن مورد استفاده می گیرد و در پایین ترن قسمت  مخزن نصب می شود .

سر ریز (OVER FLOW)

در صورتی که کنترلر های مخزن دچار مشکل شوند و سیال بیش از حد ممکن وارد مخزن شود برای جلوگیری از بالا رفتن فشار داخل، سیال اضافی از بالای مخزن به بیرون تخلیه می شوند. گاهی اوقات نیز به جای سرریز از شیر اطمینان استفاده می شود.

قلاب مخصوص حمل و نقل (LIFTING LUG)

 این قسمت جهت بلند کردن و جابه جا کردن مخزن، روی آن قرار می گیرد.

نردبان (LADDER)

از آنجایی که در محل نصب مخازن تحت فشار، دسترسی به بالای آنها به سادگی امکان پذیر نیست از وسیله ای به نام LADDER  یا نردبان استفاده می شود. همچنین باید در نظر داشت گاهی در پالایشگا ها ارتفاع مخازن تحت فشار بیش از 10 متر است که نیاز به نردبان حتمی است.

پایه (Leg)

برای استقرار مخازن تحت فشار در محل مورد استفاده، بنابر هندسه ی آنها پایه های مناسب را انتخاب می کنند.

 SADDLE یک نوع پایه است که در مخازن افقی به کار می رود .

در بعضی از موارد بسته به شرایط طرح میتوان برای  SUPPORTEمخزن، به جای استفاده از Leg یا SADDLE از یک صفحه فلزی به نام SKIRT استفاده کرد.

حلقه تقویت کننده (Stiffener Ring)

این حلقه ها برای جلوگیری از وارد آمدن فشار خارجی به SHELL مورد استفاده قرار می گیرند و دور تا دور مخزن قرار می گیرند . این نوع از حلقه ها به دو نوع تقسیم بندی می شوند.

در حالت اول حلقه کاملاً به دور مخزن قرار  میگیرد  ولی در حالت دوم حلقه روی اتصال پایه و بدنه قرار می گیرد.

مخلوط کننده (MIXER)

گاهی از اوقات جهت اختلاط بهتر مواد در مخزن، از یک mixer  استفاده می شود.

این مخلوط کننده در بالا مخازن تحت فشار قرار می گیرند. برای مثال در تولید فلز روی، مواد شیمیایی لازم در یک مخزن با محلول دارای روی دائما در حال اختلاط است.

شیر اطمینان (SAFETY VALVE)

شیر اطمینان یک نوع وسیله ی کنترل فشار به صورت مکانیکی می باشد که با تنظیم آن روی فشار مجاز مخزن تحت فشار، در صورت بالاتر رفتن فشار از فشار مجاز، از انفجار مخزن جلوگیری کرده و با خروج سیال تحت فشار از مخزن، فشار سیستم را کاهش می دهد.

 

 
 

تنش نرمال وارده به دیواره ی مخزن با فشار و قطر مخزن رابطه مستقیم دارد. بدین معنا که هرچه فشار و قطر افزایش یابد، تنش نرمال وارده به دیوار نیز بیشتر می گردد.

بنابراین برای ایجاد شرایط بهینه ی ضخامت مخازن، فشار و قطر آن طراحی می شوند.

بررسی تنش در مخازن استوانه ای

در مخازن تحت فشار داریم:

r: شعاع استوانه

t: ضخامت پوسته استوانه

P: فشار داخلی مخزن

دیواره های مخازن تحت فشار استوانه ای همراه با دو عدسی آن باید بتوانند تنش وارد شده از فشار داخل مخزن را خنثی کنند. برای بدست آوردن تنش های نرمال و شعاعی بر دیواره های مخازن استوانه ای به شکل زیر عمل می کنیم.

 

 

 

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
علی قاسمی
من دنبال پروژه در مورد محاسبه تنش در مخازن استوانه ای هستم.اگه میشه کمکم کنین.ممنون.این موضوعی رو که الان خوندم خوب بود امامن تحلیل رو لازم دارم
<<پاسخ به این نظر
14:25 27 آبان 91
plus  0  
min   0
زینب خزایی
من دنبال پروژه در مورد محاسبه کمانش در مخازن استوانه ای هستم.اگه میشه کمکم کنین.ممنون.این موضوعی رو که الان خوندم خوب بود امامن تحلیل رو لازم دارم
<<پاسخ به این نظر
08:34 07 آذر 91
plus  1  
min   1
زینب خزایی
سلام به دست من pdf نرسید اگه ممکنه یک بار دیگه بفرستین ممنون از لطفتون
<<پاسخ به این نظر
11:21 18 آذر 91
plus  0  
min   0
علی
سلام.من دنبال پروژه دنبال تنش هستم.مرسی
<<پاسخ به این نظر
16:33 19 آذر 91
plus  0  
min   0
admin
با سلام به زودی در بخش مقالات سایت در زمینه تنش مخازن استوانه ای مقالاتی گذاشته می شود.
<<پاسخ به این نظر
08:53 21 آذر 91
plus  2  
min   0
محمد
لطفا در مورد اینکه اگه سیال ما مایع باشه تحلیل تنش چطوری محاسبه میشهیه مطلب emailکنید وممنون
<<پاسخ به این نظر
23:02 05 فروردين 92
plus  0  
min   0
مرتضی
با سلام.خیلی سایت خوبی دارین. در مورد استاندارد های مخازن جدار نازک اگه مطلبی دارین واسم ایمیل کنید.ممنون میشم
<<پاسخ به این نظر
12:37 05 ارديبهشت 92
plus  1  
min   1
محمدرضا توکلی
سلام و خسته نباشید من دنبال روش جوشکاری مخازن تحت فشار هستم . خیلی مهم است برای دانشگاهم است و منبع معتبر شما دارید ممنون میشم خودتون یا منبع معرفی کنید اگه میشه جواب بدید به ایمیلم یا وبلاگم ممنون mohammadreza.tavakoli.y@chmail.ir marketing6.lxb.ir
<<پاسخ به این نظر
20:26 04 ارديبهشت 93
plus  0  
min   0
مصطفی
سلام.اگر امکان داره کد ها واستانداردهای مربوط به طراحی مخازن کامپوزیتی تحت فشار از نوع جدارضخیم رو برام بفرستید.با سپاس.
<<پاسخ به این نظر
18:12 09 مرداد 93
plus  0  
min   0
مطالب مرتبط