پروژه طراحی مخازن کرایوژنیک در حالت افقی و عمودی
پروژه طراحی مخازن کرایوژنیک در حالت افقی و عمودی
دسته: مکانیک و گرایش های مربوطه
فرمت فایل اصلی: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات فایل : 104دانلود فهرست پروژه قبل از خرید
این
پروژه به طراحی یک مخزن کرایوژنیک در دو حالت افقی و عمودی می پردازد.این
مخازن برای حمل و نگهداری مایعات گازی از جمله آرگون،نیتروژن و اکسیژن بکار
برده می شوند.با توجه به اینکه گاز های نام برده در حالت اشباع ،در دماهای
بسیار پایین قرار دارند (حدود 200- درجه سانتیگراد) به همین علت به آنها
مایعات کرایوژنیک(برودتی) می گویند.بنابر این در این شرایط انتقال حرارت
فوق العاده زیادی از محیط به مخزن وجود خواهد داشت .برای کاهش این میزان
انتقال حرارت ،این مخازن بصورت دو مخزن داخل هم ساخته می شوند که بین آنها
خلا و پرلیت است . مخزن داخلی،مخزن فشار و بیرونی مخزن خلا می باشد .هرچقدر
میزان خلا افزایش یابد انتقال حرارت نیز کمتر خواهد شد.همچنین می توان از
سپر های حرارتی و مواد عایق بین دو مخزن نیز استفاده کرد.اما با توجه به
اینکه به هر حال انتقال حرارت وجود دارد و نمی توان آن را صفر کرد،بنابر
این همواره مقداری از مایع کرایوژنیک در مخزن بخار شده ومنجر به افزایش
فشار می شود.چنانچه فشار گاز افزایش یابد،شیر های اطمینان عمل نموده و گاز
به محیط تخلیه می شود به همین علت با افزایش فشار طراحی می توان لااقل از
هدر رفتن ماده جلوگیری کرد.در این پروژه به طراحی پوسته،عدسی ها،رینگ های
تقویت،تکیه گاه ها و ...پرداخته شده است.
مخازن
تحت فشار ،یکی از انواع محفظه هایی هستند که برای نگه داری مواد و حمل
ونقل آنها ، مورد استفاده قرار می گیرند.این مخازن به شکل های مختلف در
صنعت وجود دارند.انتخاب نوع مخزن به شرایط کاری و شرایط سرویس دهی آن فرق
می کند.مخازن متداولی که وجود دارند ،مخازن استوانه ای و کروی هستند که در
جا های مختلف بکار می روند.مخازن استوانه ای می توانند دارای سطح مقطع
یکسان باشند یا بسته به نیاز سطح مقطع آنها تغییر کند.انواع مخازن استوانه
ای در صنعت با ابعاد مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.اندازه این مخازن
حتی به طول صد متر و قطر چندین متر هم می رسد. به عنوان مثال برج های
تقطیر، یکی از انواع مخازن تحت فشار است.
رینگ های تقویت برای پوسته های استوانه ای تحت فشار خارجی
رینگ های تقویتی از پروفیل های استاندارد ساختمانی یا از ورق که به صورت یک رینگ در می آید ساخته می شوند.این اجزا برای جلوگیری از کمانش کردن مخزن تحت فشار به مخزن اضافه می شوند.اتصال آنها می تواند هم در داخل پوسته استوانه ای و هم در خارج آن باشد ولی اتصال خارجی این رینگ ها معمول تر است.همچنین این رینگ ها می توانند به عنوان تقویت برای تکیه گاه ها ی مخازن افقی نیز مورد استفاده قرار گیرند.آنچه در اینجا بیان می شود،مربوط به رینگ های تقویتی است که برای کم کردن طول طراحی و جلوگیری از کمانش مخزن تحت فشار خارجی به آن اضافه می شوند.آنچه در طراحی این اجزا مهم است مقدار ممان اینرسی رینگ با قسمتی از پوسته که طبق ضوابط استاندارد بدست می آید در نظر گرفته می شود.این که برای طراحی،ممان اینرسی رینگ به تنهایی در نظر گرفته شود یا ممان اینرسی رینگ و پوسته با هم در نظر گرفته شود،بستگی به نظر طراح و طریقه جوش رینگ بستگی دارد.معمولاًاگر جوش رینگ ها به صورت پیوسته و کامل باشد ممان اینرسی مجموع در نظر گرفته می شود.در استاندارد،روابطی برای بدست آوردن مقدار مورد نیاز این ممان اینرسی ها داده شده است که با مقدار موجود آنها مقایسه می شود.
طراحی مخازن و تیوب ها ی تحت فشار خارجی
در پاره ای اوقات به خاطر این که فشار کاری مخزن از فشار اتمسفر کمتر است،مخزن تحت یک فشار خارجی قرار می گیرد.به عبارت دیگر،بیشتر بودن فشار محیط از فشار داخلی مخزن باعث اعمال این فشار روی مخزن می شود.از طرف دیگر ممکن است مخزن در شرایطی قرار گیرد که فشار خارجی ناشی از مواردی دیگر نیز به آن وارد گردد.به عنوان مثال مخزنی که قرار است در عمق چند متری آب کار کند،تحت یک فشار خارجی هیدرواستاتیک قرار می گیرد.هرگاه مخزن تحت فشار خارجی قرار گیرد،طراحی آن طبق یک پروسه سعی و خطا انجام می شود.در این حالت کمانش پوسته مخزن تحت فشار خارجی دارای اهمیت زیادی خواهد بود.به همین دلیل طول طراحی در این قسمت پارامتر بسیار مهمی است.
رینگ های تقویت برای پوسته های استوانه ای تحت فشار خارجی
رینگ های تقویتی از پروفیل های استاندارد ساختمانی یا از ورق که به صورت یک رینگ در می آید ساخته می شوند.این اجزا برای جلوگیری از کمانش کردن مخزن تحت فشار به مخزن اضافه می شوند.اتصال آنها می تواند هم در داخل پوسته استوانه ای و هم در خارج آن باشد ولی اتصال خارجی این رینگ ها معمول تر است.همچنین این رینگ ها می توانند به عنوان تقویت برای تکیه گاه ها ی مخازن افقی نیز مورد استفاده قرار گیرند.آنچه در اینجا بیان می شود،مربوط به رینگ های تقویتی است که برای کم کردن طول طراحی و جلوگیری از کمانش مخزن تحت فشار خارجی به آن اضافه می شوند.آنچه در طراحی این اجزا مهم است مقدار ممان اینرسی رینگ با قسمتی از پوسته که طبق ضوابط استاندارد بدست می آید در نظر گرفته می شود.این که برای طراحی،ممان اینرسی رینگ به تنهایی در نظر گرفته شود یا ممان اینرسی رینگ و پوسته با هم در نظر گرفته شود،بستگی به نظر طراح و طریقه جوش رینگ بستگی دارد.معمولاًاگر جوش رینگ ها به صورت پیوسته و کامل باشد ممان اینرسی مجموع در نظر گرفته می شود.در استاندارد،روابطی برای بدست آوردن مقدار مورد نیاز این ممان اینرسی ها داده شده است که با مقدار موجود آنها مقایسه می شود.
طراحی مخازن و تیوب ها ی تحت فشار خارجی
در پاره ای اوقات به خاطر این که فشار کاری مخزن از فشار اتمسفر کمتر است،مخزن تحت یک فشار خارجی قرار می گیرد.به عبارت دیگر،بیشتر بودن فشار محیط از فشار داخلی مخزن باعث اعمال این فشار روی مخزن می شود.از طرف دیگر ممکن است مخزن در شرایطی قرار گیرد که فشار خارجی ناشی از مواردی دیگر نیز به آن وارد گردد.به عنوان مثال مخزنی که قرار است در عمق چند متری آب کار کند،تحت یک فشار خارجی هیدرواستاتیک قرار می گیرد.هرگاه مخزن تحت فشار خارجی قرار گیرد،طراحی آن طبق یک پروسه سعی و خطا انجام می شود.در این حالت کمانش پوسته مخزن تحت فشار خارجی دارای اهمیت زیادی خواهد بود.به همین دلیل طول طراحی در این قسمت پارامتر بسیار مهمی است.
