Тепловое аккумулиров ание энергии

Оптимальная площадь поверхности

Площадь поверхности сосуда оказывает влияние на на­чальные затраты как сама по себе, так и через дополнитель­ную толщину стенок, возможную облицовку или защитное антикоррозионное покрытие и теплоизоляцию. Площадь по­верхности тоже влияет на текущие затраты, так как от нее зависят тепловые потери. Поэтому нужно стремиться к тому, чтобы площадь поверхности была по возможности меньше. Удельную площадь поверхности можно определить следую­щим образом:

0* = 0/И/3, о = оцил ч - одн,

На рис. 4.2 она показана для полусферических и плоских днищ в зависимости от S, при этом опять принято, что s<Da («тонкая» стенка). И в этом случае сферическая форма остается наилучшей. Однако е отличие от удельного расхода

Рис. 4.2. Удельная площадь по­верхности О* цилиндрических со­судов в зависимости от удлинения S = H/D.

1 — сосуд с полусферическими днища­ми; 2 — цилиндрическая часть сосуда с полусферическими днищами; 3 — со­суд с плоскими днищами; 4 — ци­линдрическая часть сосуда с плоски­ми днищами.

материала V'B удельная площадь поверхности сосуда не при­ближается к асимптотическому значению, а монотонно воз­растает с увеличением 5 и, более того, зависит от абсолют­ного объема сосуда

o = OIVi = 0'lv'l'. (4.14)

Поэтому с точки зрения минимизации площади поверхности один большой сосуд лучше, чем несколько малых.

4.1.1. Ограничения

Существуют, конечно, технологические и экономические ограничения размеров сосудов. Они обусловлены рядом фак­торов.

а) Ограничения могут налагаться на толщину стенок. Они связаны С тем, ЧТО свыше определенной ТОЛЩИНЫ 5макс (за­даваемой стандартом) может потребоваться отжиг стенок или всего сосуда. Это значительно увеличивает стоимость со­суда, особенно если некоторые из сварных швов выпол­нены по месту. Для данной марки стали это ограничение может быть выражено количественно в ограничении диаметра сосуда, которое задается соотношением

D ^ DMaKC 2sMaKC(T ІРі.

б) Ограничения на диаметр сосуда могут налагаться и возможностями изготовления или транспортировки.

Для сосудов, работающих под нормальным давлением, ограничения по D и Н задаются гидростатическим давлением среды с плотностью р:

p = pgH, (4.16)

DH < {DH)макс = 2sMaKCcr/p£. (4.17)

в) Могут также существовать ограничения по абсолютной высоте резервуара Я (из-за давления ветра, движения воз­душного транспорта и т. п.) или по давлению на фундамент, которое в соответствии с (4.16) также зависит от Я.