9.2. Определение толщины стенки оболочки сферического резервуара

При исследовании напряженно-деформированного состояния оболочки сферического резервуара необходимо учитывать, что её двоякая кривизна увеличивает сопротивление действию внутреннего давления. Это обстоятельство значительно увеличивает несущую способность конструкции и позволяет хранить легко испаряющиеся углеводороды при высоком давлении

Расчет на прочность оболочки сферического резервуара с целью определения толщины стенки оболочки производится для случая её нагружения избыточным давлением (рис. 60). В сферической оболочке меридиональные и окружные напряжения связаны уравнением Лапласа (9.4). Для точки

Рис. 60. Расчетная схема сферического резервуара

(рис. 60) они будут равны между собой, как и радиусы кривизны и

. (9.5)

С учетом этого получаем

(9.6)

Для этого случая условие прочности будет иметь следующий вид

, (9.7)

где – коэффициент условий работы;

– расчетное сопротивление материала оболочки.

Из условия прочности вытекает формула для вычисления толщины стенки сферического резервуара

, (9.8)

где – коэффициент надежности для ибыточного давления.

С учетом вытяжки заготовок при вальцовке необходимо толщину листа для криволинейных элементов стенки оболочки увеличивать на 2 – 3 мм.

Для точки (рис. 60) легко вычислить напряжения с учетом гидростатического давления

, (9.9)

где – коэффициент надежности для гидростатического давления;

– угол, определяющий высоту налива жидкой фазы углеводорода в сферическом резервуаре;

– плотность жидкого углеводорода.

Избыточное давление в сферическом резервуаре является величиной переменной и определяется давлением упругости насыщенных паров , которое зависит от состава углеводоров, количества продукта в резервуаре и температуры.