Тепловое аккумулиров ание энергии

Оптимальное использование материала

Для сосудов, внутреннее давление в которых важно по сравнению с гидростатическим, можно ввести понятие удель­ного расхода материала V*B, который зависит от S, но не

Рис. 4.1. Удельный расход мате­риала VB=VBajVip цилиндриче­ских сосудов с полусферическими днищами в зависимости от удли­нения S = HID в соответствии с уравнением (4.11).

сосуды с толщиной днища.

равной половине толщины стенки ци­линдра; сосуды с толщиной

днища, равной толщине стенки ци­линдра; —— цилиндрическая обечайка сосуда.

от объема, давления или прочности. Этот параметр опреде­ляется соотношением

XB = VB<*lVtPt. (4.2)

где Vb — объем материала стенки, а — предел прочности (ІГІ/мм2, МПа), Vi — внутренний объем сосуда, р( — расчет­ное давление (Н/мм2, МПа), Vipi—«объем давления» сосуда, Vb<J—находящийся под напряжением объем стенки сосуда.

Для цилиндрического сосуда, имеющего два полусфери­ческих днища,

TOC o "1-5" h z Vt = (D2n/4) (H-D) + (4/3) л (D/2f = (0ty4) (S - 1/3), (4.3)

Оц„л = Dn{H — D) — D2n (S — 1), (4.4)

Од„ = D2n, (4.5)

DaPi, n і n. _ №aPt

-C,-fC2, (4.6)

2 (KM V + p{

где О — площадь поверхности, s — толщина стенки (в соот­ветствии со стандартом [4.4]), Da — внешний диаметр, р,— расчетное давление, р— коэффициент формы (Р = 1 для по­лусферического днища), /(—предел текучести (Н/мм2, МПа), v—коэффициент запаса (>1), v — коэффициент прочности сварных швов (<1), Сі — дополнительная толщина стенки на отрицательный допуск, С2— дополнительная толщина стенки на коррозию.

Принимая упрощения

С, = С2 = О, К > р и s < Da,
получаем

a =(K/v)v,

*цил == Dpi/2(7,

«дн = Р(£>Р*/4ог),

VВ ~ ^цил^цил Ч" Опн$і

Окончательно выражение для удельного расхода материала Vb на цилиндрический сосуд с полусферическими днищами принимает вид

K; = (2S-2 + P)(S-l/3).

Из рис. 4.1 видно, что при S = 1 получается сфера с Уд = 1,5. Приведены кривые V'B для сосудов с полусферическими дни­щами и с толщиной днища, равной половине толщины стенки цилиндра (р= 1), а также с толщиной днища, равной тол­щине стенки цилиндра ((3 = 2). Днища, выпуклость которых меньше, чем у полусферических, требуют соответственно вдвое больше материала ((3 = 2). В этом случае выгодны высокие значения S, тогда как при |3 = 1 они нежелательны. В любом случае VB стремится к 2,0 для очень вытянутых сосудов (S —*■ оо). Для больших вертикальных сосудов гидро­статическое давление становится существенным, сдвигая оптимум в сторону меньших значений S.