Le blog À propos Guide de conception des fonds de cuve sous pression et calcul du volume

La sélection du type de tête approprié pour la conception de récipients sous pression constitue un défi critique pour les ingénieurs.Ce guide détaillé examine trois types de têtes courantes et fournit des formules pratiques de calcul du volume pour rationaliser votre processus de conception.

Les têtes torisphériques, également connues sous le nom de têtes plates, offrent un équilibre optimal entre leur prix et leurs performances mécaniques.Leur conception comporte un capuchon sphérique relié à une nuque (rayon de transition), qui répartit efficacement la contrainte pour un confinement fiable de la pression.

• Le rayon de la couronne (R):Égale au diamètre de la tête (D)
• Radius des doigts (r):Généralement D/10
• Hauteur de la tête (H):Calculé comme D × 0,194 + SF + t (SF = hauteur de la bride droite, t = épaisseur)
• Diamètre du vide:D × 1,11 + 2SF pour la découpe de matériaux

Exclusion de la hauteur de la bride droite, volume (gallons) ≈ [D (pouces)/12]3 × 0.582Cette formule simplifiée permet une évaluation rapide de la capacité lors des phases préliminaires de conception.

La tête ellipsoïdale 2:1 est devenue la norme de l'industrie pour les applications haute pression en raison de ses excellentes caractéristiques de répartition des contraintes.Son profil semi-elliptique s'approche de la géométrie hémisphérique tout en maintenant l'efficacité du matériau.

• Le rayon de la couronne (R):0.90D
• Radius des doigts (r):0.17D
• Hauteur de la tête (H):D × 0,25 + SF + t
• Diamètre du vide:D × 1,15 + 2SF

Le volume (gallons) ≈ [D (pouces)/12]3 × 0.954Les têtes ellipsoïdales offrent une capacité d'environ 64% supérieure à celle des conceptions torisphériques à diamètres égaux.

Les têtes hémisphériques représentent la géométrie de confinement de pression théoriquement optimale, répartissant la contrainte uniformément sur la surface.La complexité de leur fabrication et les exigences en matière de matériaux entraînent des coûts nettement plus élevés, limitant son utilisation à des applications à pression extrême.

• Radius intérieur (IDR):D/2
• Hauteur de la tête (H):D/2 + t
• Diamètre du vide:πD/2

Le volume (gallons) ≈ [D (pouces)/12]3 × 1.958Les conceptions hémisphériques offrent la plus grande capacité parmi les types de têtes standard.

Les procédés de fabrication, en particulier les opérations de formage, peuvent entraîner un amincissement des matériaux, notamment dans les zones de transition.

• Ajout d'une marge de 10% à l'épaisseur minimale calculée, ou
• Application des limites spécifiques à l'épaisseur: 1,5 mm pour les têtes d'épaisseur ≤ 12 mm; le plus élevé des 1,5 mm ou 15% de l'épaisseur minimale pour les têtes > 12 mm

La sélection optimale de la tête nécessite une évaluation minutieuse de la pression de fonctionnement, des contraintes budgétaires, des limites d'espace et des capacités de fabrication.Les têtes torisphériques sont bien adaptées aux applications à pression modérée, les conceptions ellipsoïdales excellent dans les environnements à haute pression, tandis que les configurations hémisphériques offrent des performances optimales pour les conditions extrêmes.Ces formules de calcul du volume et les paramètres de conception permettent aux ingénieurs de prendre des décisions éclairées qui équilibrent les performances, sécurité et rentabilité.