وبلاگ در باره راهنمای طراحی و محاسبه حجم دستگاه فشار

انتخاب نوع سر مناسب برای طراحی مخازن تحت فشار، یک چالش حیاتی برای مهندسان است. این انتخاب نه تنها بر عملکرد تجهیزات، بلکه بر ایمنی و کارایی هزینه نیز تأثیر می گذارد. این راهنمای جامع، سه نوع سر رایج را بررسی می کند و فرمول های محاسبه حجم عملی را برای ساده سازی فرآیند طراحی شما ارائه می دهد.

سرهای توریسفریکال که به عنوان سرهای بشقابی نیز شناخته می شوند، تعادل بهینه ای بین مقرون به صرفه بودن و عملکرد مکانیکی ارائه می دهند. طراحی آنها دارای یک کلاهک کروی متصل به یک مفصل (شعاع انتقال) است که به طور موثر تنش را برای مهار فشار قابل اعتماد توزیع می کند.

• شعاع تاج (R): برابر با قطر سر (D)
• شعاع مفصل (r): معمولاً D/10
• ارتفاع سر (H): محاسبه شده به صورت D × 0.194 + SF + t (SF = ارتفاع فلنج مستقیم، t = ضخامت)
• قطر خالی: D × 1.11 + 2SF برای برش مواد

به استثنای ارتفاع فلنج مستقیم، حجم (گالن) ≈ [D (اینچ)/12]³ × 0.582. این فرمول ساده شده، ارزیابی سریع ظرفیت را در مراحل طراحی اولیه امکان پذیر می کند.

سر بیضوی 2:1 به دلیل ویژگی های توزیع تنش عالی، به استاندارد صنعتی برای کاربردهای فشار بالا تبدیل شده است. پروفیل نیمه بیضوی آن به هندسه نیمکره ای نزدیک می شود و در عین حال راندمان مواد را حفظ می کند.

• شعاع تاج (R): 0.90D
• شعاع مفصل (r): 0.17D
• ارتفاع سر (H): D × 0.25 + SF + t
• قطر خالی: D × 1.15 + 2SF

حجم (گالن) ≈ [D (اینچ)/12]³ × 0.954. سرهای بیضوی تقریباً 64٪ ظرفیت بیشتری نسبت به طرح های توریسفریکال با قطرهای مساوی ارائه می دهند.

سرهای نیمکره ای، از نظر تئوری، هندسه بهینه مهار فشار را نشان می دهند و تنش را به طور یکنواخت در سراسر سطح توزیع می کنند. پیچیدگی ساخت و نیازهای مواد آنها منجر به هزینه های بسیار بالاتر می شود و استفاده را به کاربردهای فشار شدید محدود می کند.

• شعاع داخلی (IDR): D/2
• ارتفاع سر (H): D/2 + t
• قطر خالی: πD/2

حجم (گالن) ≈ [D (اینچ)/12]³ × 1.958. طرح های نیمکره ای بزرگترین ظرفیت را در بین انواع سر استاندارد ارائه می دهند.

فرآیندهای تولید، به ویژه عملیات شکل دهی، می توانند باعث نازک شدن مواد شوند - به ویژه در مناطق انتقال. مهندسان باید این موضوع را از طریق موارد زیر در نظر بگیرند:

• افزودن 10٪ حاشیه به حداقل ضخامت محاسبه شده، یا
• اعمال مجوزهای خاص ضخامت: 1.5 میلی متر برای سرهای ≤12 میلی متر ضخامت؛ بزرگتر از 1.5 میلی متر یا 15٪ از حداقل ضخامت برای سرهای >12 میلی متر

انتخاب بهینه سر، مستلزم ارزیابی دقیق فشار عملیاتی، محدودیت های بودجه، محدودیت های فضا و قابلیت های ساخت است. سرهای توریسفریکال برای کاربردهای فشار متوسط ​​خوب عمل می کنند، طرح های بیضوی در محیط های فشار بالا عالی هستند، در حالی که پیکربندی های نیمکره ای عملکرد نهایی را برای شرایط شدید ارائه می دهند. این فرمول های محاسبه حجم و پارامترهای طراحی، مهندسان را قادر می سازد تا تصمیمات آگاهانه ای بگیرند که تعادل بین عملکرد، ایمنی و کارایی هزینه را برقرار می کند.