2. Расчет стенки резервуара на прочность

Рас­чет оболочки резервуара на прочность производят на действие избыточ­ного давления и гидростатического давления жидкости . Значениями ветровой и снеговой нагрузок, а также нагрузкой от собственного веса пренебрегают ввиду их незначительного влияния на напряженное состоя­ние оболочки.

Без учета влияния опор напряжения в стенке сферического резервуара определяются по формуле (1.4)

(22.47)

где - угол, определяющий высоту залива резервуара продуктом (рис. 2.26).

Рис. 2.26. Схема определения усилий в сферической оболочке

Требуемая толщина стенки в самой нижней точке оболочки с уче­том (22.45) определяется из выражения

(22.48)

где =0,7 - коэффициент условий работы резервуара; =0,9 - коэффициент надеж­ности на взрывоопасность; =1,1; = 1,2 - коэффициенты перегрузки.

Окончательно толщина стенки с учетом вытяжки металла при валь­цовке или штамповке увеличивается примерно на 2 мм.

Усилия в оболочке при воздействии избыточного расчетного давле­ния определяют по формуле

. (2.46)

При расчете оболочки на гидростатическую нагрузку давление жид­кости на уровне, соответствующем углу (рис.2.26), определяют из вы­ражения:

. (2.47)

Меридиональное и кольцевое усилия в оболочке выше уровня опор будут равны:

(2.48)

(2.49)

Усилия в оболочке ниже уровня опор

(2.50)

(2.51)

В частных случаях будем иметь: у верхнего пояса ( = 0) ; у эква­тора ( =90°) , ; у нижнего пояса ( = 180°) .

Усилия в сферической оболочке от воздействия вакуума

Расчет корпуса сферического резервуара осуществляют в соответст­вии с указаниями ГОСТ 14245-80.

3. Расчет стенки резервуара на устойчивость

Так как при понижении температуры в резервуаре возможно обра­зование вакуума, то сферическую оболочку следует проверять на устой­чивость при по выражению , (21.17)

где - расчетное напряжение в оболочке; - критическое напряжение, принимаемое не более R.

4. Расчет опорных стоек и диагональных связей

Опорные стойки, поддерживающие сферическую оболочку резервуа­ра, рассчитывают на массу резервуара с оборудованием, заполнение его водой (при испытаниях), снег и ветер.

Учитывая возможность проседания одной из стоек при неравномер­ной осадке основания, вертикальное усилие на одну стойку увеличива­ется в раз, где - число стоек. Тогда сжимающее усилие в стойке будет равно

(22.49)

где = 1,1; =1,1; =1,4; =1,2 - коэффициенты перегрузки соответственно для массы резервуара, продукта, снега и ветра; , - удельный вес соответственно ста­ли и жидкости; =0,5; - вес снегового покрова; =0,5; - скоростной напор вет­ра; - угол наклона стойки к вертикали.

В диагональных связях возникают усилия от ветровой нагрузки и от изменения радиуса сферической оболочки при ее нагревании или ос­тывании.

Условие прочности растянутой диагонали

(22.50)

где - коэффициент, учитывающий совместность деформаций сферической оболочки и опор;

;

=40...60°С - расчетный перепад температур; - удельный вес жидкости; =1,1; =0,9 - коэффициент сочетания нагрузок; - длина диагонали.

Требуемая площадь сечения связей определяется из условия воспри­ятия ими ветровой нагрузки

где .

Узлы прикрепления диагональных связей к стойкам рассчитываются на усилие .