blog Tentang Panduan Desain Kepala Kapal Tekanan dan Perhitungan Volume

Memilih jenis kepala yang tepat untuk desain kapal bertekanan merupakan tantangan penting bagi insinyur.Panduan komprehensif ini memeriksa tiga jenis kepala yang umum dan memberikan rumus perhitungan volume praktis untuk merampingkan proses desain Anda.

Kepala torisferik, juga dikenal sebagai kepala piring, menawarkan keseimbangan optimal antara keterjangkauan dan kinerja mekanis.Desain mereka memiliki tutup bola yang terhubung ke pergelangan tangan (radius transisi), yang secara efektif mendistribusikan tekanan untuk penahanan tekanan yang dapat diandalkan.

• Radius mahkota (R):Sama dengan diameter kepala (D)
• Radius pergelangan tangan (r):Biasanya D/10
• Ketinggian kepala (H):Dihitung sebagai D × 0,194 + SF + t (SF = tinggi flange lurus, t = ketebalan)
• Diameter kosong:D × 1.11 + 2SF untuk pemotongan bahan

Tidak termasuk ketinggian flange lurus, volume (galon) ≈ [D (inci)/12]3 × 0.582Rumus yang disederhanakan ini memungkinkan penilaian kapasitas yang cepat selama tahap desain awal.

Kepala elips 2: 1 telah menjadi standar industri untuk aplikasi tekanan tinggi karena karakteristik distribusi tegangan yang sangat baik.Profil semi-elliptiknya mendekati geometri hemisferik sambil mempertahankan efisiensi material.

• Radius mahkota (R):0.90D
• Radius pergelangan tangan (r):0.17D
• Ketinggian kepala (H):D × 0,25 + SF + t
• Diameter kosong:D × 1,15 + 2SF

Volume (galon) ≈ [D (inci)/12]3 × 0.954Kepala elips memberikan kapasitas sekitar 64% lebih besar daripada desain torisferik dengan diameter yang sama.

Kepala hemisferik mewakili geometri penahan tekanan yang optimal secara teoritis, mendistribusikan tekanan secara merata di seluruh permukaan.Kompleksitas manufaktur dan kebutuhan bahan menghasilkan biaya yang jauh lebih tinggi, membatasi penggunaan untuk aplikasi tekanan ekstrim.

• Radius dalam (IDR):D/2
• Ketinggian kepala (H):D/2 + t
• Diameter kosong:πD/2

Volume (galon) ≈ [D (inci)/12]3 × 1.958Desain hemisferik menawarkan kapasitas terbesar di antara jenis kepala standar.

Proses manufaktur, khususnya operasi pembentuk dapat menyebabkan penipisan material terutama di daerah transisi.

• Menambahkan margin 10% ke ketebalan minimum yang dihitung, atau
• Menerapkan batas khusus ketebalan: 1,5 mm untuk kepala dengan ketebalan ≤ 12 mm; yang lebih besar 1,5 mm atau 15% dari ketebalan minimum untuk kepala > 12 mm

Pemilihan kepala yang optimal membutuhkan evaluasi yang cermat terhadap tekanan operasi, keterbatasan anggaran, keterbatasan ruang, dan kemampuan pembuatan.Kepala torisferik berfungsi dengan baik untuk aplikasi tekanan sedang, desain elips unggul dalam lingkungan tekanan tinggi, sementara konfigurasi hemisferik memberikan kinerja tertinggi untuk kondisi ekstrem.Rumus perhitungan volume dan parameter desain ini memungkinkan insinyur untuk membuat keputusan yang tepat yang menyeimbangkan kinerja, keamanan, dan biaya efektif.