Tính toán bền cho thiết bị sử dụng đáy Ellipse chịu áp suất trong

Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh
Trường Đại Học Bách Khoa
Báo Cáo Cơ sở thiết kế máy
và thiết bị hóa học
Sinh Viên thực hiện:
Đề tài: Tính toán bền cho thiết bị
sử dụng đáy Ellipse chịu áp suất trong
GVHD: Hoàng Trung Ngôn
1
•
TÍNH TOÁN THEO ASME2013
2
•
TÍNH TOÁN THEO TCVN
3
•
GIỚI THIỆU VỀ ĐÁY ELLIPSE
4
•
KẾT LUẬN
NỘI DUNG
GIỚI THIỆU VỀ ĐÁY ELLIPSE

Đáy Ellipse được sử dụng trong các thiết bị chịu áp suất cao.

Được chế tạo bằng phương pháp dập,phù hợp với các thiết bị chịu áp suất cao
(≥1N/mm
2
), đường kính có thể lên đến 4m.
GIỚI THIỆU VỀ ĐÁY ELLIPSE
Chế tạo đáy Ellipse

GIỚI THIỆU VỀ ĐÁY ELLIPSE
Đáy Ellipse trong thực tế
Bồn trữ bia có đáy Ellipse
GIỚI THIỆU VỀ ĐÁY ELLIPSE
Hệ thống bồn đáy Ellipse
GIỚI THIỆU VỀ ĐÁY ELLIPSE
Bồn Ellipse kép
(cả nắp và đáy Ellipse)
Bài toán
Tính bề dày của đáy dạng Ellipse chuẩn của một bình khí nén có các thông số như
sau:
Tính toán bền theo tcvn
Tính toán bền theo tcvn
Lựa chọn vật liệu:

Trong việc chế tạo thiết bị hóa chất và nồi hơi người ta dùng thép Carbon
và thép hợp kim thấp (hàm lượng các nguyên tố không gỉ đến 2,5%).


Các loại thép này có độ dẻo cao, dễ uốn, có tính hàn cao.
Cho phép dùng để chế tạo các thiết bị có nhiệt độ thành bé hơn 450
O
C,
và áp suất làm việc không quá 6,4 N/mm
2

Chọn Thép CT-3 làm vật liệu chế tạo
Tính toán bền theo tcvn
Lựa chọn vật liệu : Chọn thép CT-3
Tra các thông số của vật liệu:

T=30
o
C
σ = 140 N/mm
2
ρ
h
= 0,9
Tính toán bền theo tcvn
Tính bề dày tối thiểu
Bề dày tối thiểu cho phép được tính
theo công thức :
S'= = 9,52381 mm

Các thông số của bài toán:
D
t
= 2000 mm
T = 30
o
C
p = 1,2 N/mm
2
σ = 140 N/mm
2

ρ
h
= 0,9

Đáy ellipse chuẩn => R
t
=D
t
=2000 mm
Do:

Tính toán bền theo tcvn
Tính bề dày thực
Bề dày thực:
S=S'+C= 10 mm
với C = C
a
+ C
b
+ C
c
+ C
0
= 0 + 0 + 0 + 0,4774 = 0,47619




Bề dày thành đáy cần thỏa điều kiện :
≤ 0,125

= 0,005 < 0,125

Thỏa điều kiện bề dày

Tính toán bền theo tcvn
Kiểm tra áp suất cho phép
Áp suất tính toán cho phép:
[p]= = 1,2573 N/mm
2
Áp suất tính toán p= 1,2 N/mm
2
[p]>p
Ta chọn bề dày đáy thiết bị là : 10 mm

Tính toán bền theo ASME 2013
Lưu ý: Tất cả các biểu thức tính toán theo ASME đều được xây dựng trên hệ thống đo lường của Mỹ nên ta sẽ đổi các đại
lượng liên quan trong trong bài theo hệ thống này (psi, inch,…).
Điều kiện bài toán:
( Ở đây ta giữ nguyên điều kiện bài toán chỉ thay đổi đơn vị tính toán)
Vật liệu chế tạo: Thép CT-3
D= 2000 mm = 78,74 in
T = 30
o
C
P = 1,2 N/mm
2
= 174 psi
σ =S= 140 N/mm
2
= 203305 psi
Hệ số mối hàn E = 0,9
Tính toán bền theo ASME 2013
Tính toán bề dày tối thiểu:
Bề dày tối thiểu cho phép được tính theo công thức :

Với P, D,S và E đã có từ điều kiện bài toán
Và K là hệ số của phương trình tính toán, K phụ thuôc vào tỉ số D/2h
(h là 1/2 chiều dài trục nhỏ của hình elip ).
t=

Theo đề bài đáy Ellipse chuẩn =>D/2h=2 ta tra được K=1 theo bảng:
Tính toán bền theo ASME 2013
Tính toán bề dày tối thiểu:
Bề dày tối thiểu cho phép :
t= = 0,37521 in
= 9,53037 mm

KẾT LUẬN
Theo TCVN Theo ASME 2013
9,52381 mm 9,53037 mm
So sánh bề dày thiết bị tính theo 2 phương pháp
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hồ Lê Viên- “Tính toán, thiết kế các chi tiết thiết bị hóa chất và dầu khí”, Chương 6: Đáy và Nón- NXB Khoa học
và Kỹ thuật Hà Nội

ASME 2013 BVPC Section VIII
THANK YOU!