kiem dinh thiet bi: lựa chọn thay thế cho các tàu áp lực

Thứ Tư, 3 tháng 6, 2015

lựa chọn thay thế cho các tàu áp lực

Lựa chọn thay thế cho các tàu áp lực

Lưu trữ khí đốt tự nhiên
Giữ khí

Tùy thuộc vào tình hình ứng dụng và địa phương, lựa chọn thay thế cho các tàu áp lực tồn tại. Ví dụ có thể được nhìn thấy trong hệ thống thu gom nước sinh hoạt, nơi sau đây có thể được sử dụng:

Hệ thống kiểm soát lực hấp dẫn mà thường bao gồm một điều áp bể nước ở độ cao cao hơn so với các điểm sử dụng. Áp suất tại thời điểm sử dụng là kết quả của áp lực thủy tĩnh gây ra bởi sự khác biệt độ cao. Hệ thống trọng lực sản xuất 0,43 £ mỗi inch vuông (3,0 kPa) mỗi chân cột nước (khác biệt độ cao). Một nguồn cung cấp nước của thành phố hoặc nước bơm thường là khoảng 90 pounds mỗi inch vuông (620 kPa).
Inline bộ điều khiển máy bơm hoặc nhạy áp máy bơm.

Thiết kế

Mở rộng quy mô

Không có vấn đề gì hình dạng nó cần, khối lượng tối thiểu của một nồi áp suất tỉ lệ với áp suất và dung lượng chứa và là tỉ lệ nghịch với sức mạnh để tỷ lệ trọng lượng của vật liệu xây dựng (khối lượng tối thiểu giảm khi tăng sức mạnh ^[9] ).

Mở rộng quy mô của sự căng thẳng trong các bức tường của tàu

Bồn áp lực được tổ chức lại với nhau chống lại áp lực khí do các lực căng trong các bức tường của container. Bình thường (kéo) căng thẳng trong các bức tường của container là tỷ lệ thuận với áp lực và bán kính của tàu và tỉ lệ nghịch với độ dày của các bức tường. ^[10] Vì vậy bình áp lực được thiết kế để có độ dày tỉ lệ thuận với bán kính của xe tăng và áp lực của xe tăng và tỉ lệ nghịch với tối đa cho phép căng thẳng bình thường của vật liệu đặc biệt được sử dụng trong các bức tường của container.

Bởi vì (một áp lực nhất định) độ dày của các bức tường tỉ lệ với bán kính của xe tăng, khối lượng của một chiếc xe tăng (có quy mô như lần chiều dài bán kính lần độ dày của bức tường cho một thùng hình trụ) tỉ lệ với khối lượng của khí tổ chức (mà quy mô như lần chiều dài bán kính bình phương). Công thức chính xác thay đổi với hình dạng chiếc xe tăng nhưng phụ thuộc vào mật độ, ρ, và căng thẳng tối đa cho phép σ của vật liệu ngoài P áp lực và thể tích V của tàu. (Hình dưới là các phương trình chính xác cho sự căng thẳng trong các bức tường.)

Tàu hình cầu

Đối với một lĩnh vực , khối lượng của một nồi áp suất là

$M = 3 \ hơn 2 P V \ rho \ hơn \ sigma$ ,

trong đó:

$M$ là khối lượng,
$P$ là sự khác biệt áp lực từ môi trường xung quanh (các áp lực gauge ),
$V$ là khối lượng,
$\ Rho$ là mật độ của vật liệu bình chịu áp suất,
$\ Sigma$ là làm việc tối đa căng thẳng mà vật liệu có thể chịu đựng được. ^[11]

Hình dạng khác bên cạnh một quả cầu có hằng số lớn hơn 3/2 (bình vô tận 2), mặc dù một số xe tăng, chẳng hạn như xe tăng tổng hợp vết thương không hình cầu có thể tiếp cận này.

Tàu hình trụ với mục đích bán cầu[ sửa ]

Điều này đôi khi được gọi là một "viên đạn" ^{[ cần dẫn nguồn ]} cho hình dạng của nó, mặc dù về mặt hình học đó là một viên nang .

Đối với một hình trụ với mục đích bán cầu,

$M = 2 \ pi R ^ 2 (R + W) P \ rho \ hơn \ sigma$ ,

nơi

R là bán kính
W là chỉ có chiều rộng trụ giữa, và chiều rộng tổng thể là W + 2R

Tàu hình trụ với mục đích bán elip [ sửa ]

Trong một tàu với một tỉ lệ giữa chiều rộng của xi lanh để bán kính 2: 1,

$M = 6 \ pi R ^ 3 P \ rho \ hơn \ sigma$ .

Gas lưu trữ

Khi nhìn vào phương trình đầu tiên, PV yếu tố, trong các đơn vị SI, là theo đơn vị (áp) năng lượng. Đối với một khí lưu trữ, PV là tỷ lệ thuận với khối lượng của khí ở nhiệt độ nhất định, do đó

$M = 3 \ hơn 2 nRT \ rho \ hơn \ sigma$ . (Xem luật pháp khí )

Các yếu tố khác là không đổi cho một hình dạng tàu xác định và tài liệu. Vì vậy, chúng ta có thể thấy rằng không có "hiệu quả của quy mô" lý thuyết, về tỷ lệ khối lượng bình chịu áp suất để áp năng lượng, hoặc khối lượng bình áp lực với khối lượng khí được lưu trữ. Đối với khí lưu trữ, "hiệu quả sức chứa" độc lập với áp lực, ít nhất là trong cùng một nhiệt độ.

Vì vậy, ví dụ, một thiết kế điển hình cho một chiếc xe tăng khối lượng tối thiểu để giữ heli (như một loại khí pressurant) trên một tên lửa sẽ sử dụng một buồng hình cầu cho một hình dạng tối thiểu liên tục, sợi carbon cho tốt nhất có thể $\ Rho / \ sigma$ , Và heli rất lạnh cho tốt nhất có thể $M / pV$ .

Căng thẳng trong bình áp lực thành mỏng

Căng thẳng trong một nồi áp suất nông-tường bao quanh trong hình dạng của một quả cầu là

$\ Sigma_ \ theta = \ sigma _ \ rm dài = \ frac pr 2t$ ,

nơi $\ Sigma_ \ theta$ là vòng căng thẳng, hoặc căng thẳng trong hướng vòng tròn, $\ Sigma_ dài$ là căng thẳng theo hướng dọc, p là áp suất đo nội bộ, r là bán kính trong của hình cầu, và t là độ dày của bức tường xi lanh. Một tàu có thể được coi là "nông-tường bao quanh" nếu đường kính ít nhất là 10 lần (đôi khi được trích dẫn là 20 lần) lớn hơn độ sâu tường. ^[12]

Căng thẳng trong cơ thể tích xi lanh bình chịu áp suất.

Căng thẳng trong một nồi áp suất nông-tường bao quanh trong hình dạng của một hình trụ là

$\ Sigma_ \ theta = \ frac pr t$ ,

$\ Sigma _ \ rm dài = \ frac pr 2t$ ,

trong đó:

$\ Sigma_ \ theta$ là vòng căng thẳng , hoặc căng thẳng trong hướng vòng tròn
$\ Sigma_ dài$ là căng thẳng theo hướng dọc
p là áp suất đo nội bộ
r là bán kính trong của xi lanh
t là độ dày của bức tường xi lanh.

Hầu như tất cả các tiêu chuẩn thiết kế áp lực mạch có chứa các biến thể của hai công thức với các điều kiện thực nghiệm bổ sung để chiếm dung sai độ dày, kiểm tra chất lượng mối hàn và dịch vụ ăn mòn các khoản phụ cấp.

Ví dụ, tiêu chuẩn ASME lò hơi và áp suất Tàu Mã (BPVC) (UG-27) công thức là: ^[13]

Vỏ hình cầu:

$\ Sigma_ \ theta = \ sigma _ \ rm dài = \ frac p (r + 0.2t) 2tE$

Vỏ hình trụ:

$\ Sigma_ \ theta = \ frac p (r + 0.6t) tE$

$\ Sigma _ \ rm dài = \ frac p (r - 0.4t) 2tE$

trong đó E là hiệu quả doanh, và biến tất cả những người khác như đã nêu trên.

Các hệ số an toàn thường được bao gồm trong các công thức là tốt, trong trường hợp các tiêu chuẩn ASME BPVC hạn này được tính vào giá trị vật chất căng thẳng khi giải quyết áp lực hay độ dày.

Cuộn góc tàu sợi carbon

Vết thương hình dạng hình trụ vô hạn tối ưu mất một góc quanh co của 54,7 độ, và điều này cho phép cần thiết gấp đôi sức mạnh trong hướng vòng tròn với chiều dọc.

Tiêu chuẩn hoạt động

Tính năng bảo trì

Đóng tàu áp lực

Một bể áp lực kết nối với một giếng nước và hệ thống nước nóng trong nước.

Một vài bồn áp lực, ở đây sử dụng để giữpropane .

Một tàu mở rộng cho hệ thống sưởi ấm.

Một tàu áp lực sử dụng như một Kier .

Một tàu áp lực được sử dụng cho tàu vũ trụ CST-100 của Boeing của Công ty.

Đóng tàu áp lực là những cấu trúc giữ lại áp lực được thiết kế để cung cấp truy cập nhanh vào đường ống, bình áp lực, bẫy lợn, bộ lọc và hệ thống lọc. Thông thường đóng cửa bình chịu áp suất cho phép nhân viên bảo trì.

Sử dụng

Bồn áp lực được sử dụng trong một loạt các ứng dụng trong cả công nghiệp và khu vực tư nhân. Họ xuất hiện trong các lĩnh vực như công nghiệp khí nén thu và bồn chứa nước nóng . Các ví dụ khác của thùng áp lực xi lanh lặn , buồng nén lại , tháp chưng cất , lò phản ứng áp suất , nồi hấp , và nhiều tàu khác trong khai thác khoáng sản hoạt động, nhà máy lọc dầu và hóa dầu thực vật, lò phản ứng hạt nhân tàu, tàu ngầm và tàu không gian của môi trường sống, khí nén hồ chứa, thủy lực hồ chứa nước thuộc áp lực, phương tiện đường sắt chứa airbrake , đường xe chứa airbrake , và lưu trữ khí hóa lỏng cho tàu như amoniac , clo , propan , butan , và LPG .

Một ứng dụng độc đáo của một nồi áp suất là cabin hành khách của máy bay; Vỏ ngoài mang cả tải điều động máy bay và cabin điều áp tải.

Bình áp lực được thiết kế để hoạt động một cách an toàn ở áp suất và nhiệt độ cụ thể, về mặt kỹ thuật được gọi là "Áp suất thiết kế" và "Nhiệt độ thiết kế". Tàu được thiết kế đầy đủ để xử lý một áp suất cao tạo thành một mối nguy hiểm an toàn rất quan trọng. Do đó, việc thiết kế và xác nhận của bình áp lực được điều chỉnh bởi mã thiết kế như ASME cho nồi hơi và áp suất Tàu Mã ở Bắc Mỹ, các Chỉ thị thiết bị áp lực của Liên minh châu Âu (PED), tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS), CSA B51 trong Canada , tiêu chuẩn của Úc tại Úc và các tiêu chuẩn quốc tế như Lloyd , Germanischer Lloyd , Det Norske Veritas , Société Générale de Surveillance (SGS SA), Stoomwezen vv

Lưu ý rằng nơi mà các sản phẩm áp lực khối lượng là một phần của tiêu chuẩn an toàn, bất kỳ chất lỏng không nén được trong tàu có thể được loại trừ vì nó không đóng góp vào sự năng lưu trữ trong tàu, vì vậy chỉ có thể tích phần nén như khí sử dụng.

Danh mục tiêu chuẩn [ sửa ]

EN 13445 : Tiêu chuẩn châu Âu hiện tại, hài hòa với Chỉ thị thiết bị áp lực (97/23 / EC). Sử dụng rộng rãi ở châu Âu.
ASME lò hơi và bình chịu áp lực Mục VIII: Quy tắc xây dựng bình chịu áp lực.
BS 5500 : Cựu tiêu chuẩn Anh, thay thế ở Anh bởi BS EN 13445 nhưng được giữ lại theo tên PD 5500 cho việc thiết kế và xây dựng các thiết bị xuất khẩu.
AD Merkblätter: tiêu chuẩn Đức, hài hòa với Chỉ thị thiết bị áp lực .
EN 286 (Phần 1-4): tiêu chuẩn châu Âu cho các tàu đơn giản áp lực (bình khí), hài hoà với Hội đồng Chỉ thị 87/404 / EEC.
BS 4994 : Đặc điểm kỹ thuật thiết kế và xây dựng các tàu thuyền và xe tăng trong nhựa gia cố.
ASME PVHO: tiêu chuẩn Mỹ cho tàu áp lực cho con người lấp đầy.
CODAP: Mã Pháp cho xây dựng không nung bình áp lực.
AS / NZS 1200 :. Thiết bị áp lực
AS 3788 Thiết bị áp lực - Trong dịch vụ kiểm tra
API 510. ^[
ISO 11439: khí thiên nhiên nén (CNG) trụ ^17]
IS 2825-1969 (RE1977) _code_unfired_Pressure_vessels.
Bồn FRP và tàu .
AIAA S-080-1998: AIAA tiêu chuẩn cho các hệ thống không gian - kim loại bình chịu áp lực, cấu trúc điều áp, và các thành phần áp lực.
AIAA S-081A-2006: AIAA tiêu chuẩn cho các hệ thống không gian - Chất Overwrapped bình chịu áp lực (COPVs).
Nồi hơi B51-09 Canada, bể áp lực, đường ống áp lực và mã.
Hướng dẫn HSE cho các hệ thống áp lực.
Stoomwezen: Cựu bình áp lực đang ở Hà Lan, còn được gọi là RToD: Regels voor Toestellen Onder Druk (Luật Hà Lan cho bình chịu áp lực).

kiem dinh thiet bi