TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BỒN CHỨA XĂNG HÌNH TRỤ NẰM NGANG CHO CỬA HÀNG XĂNG DẦU CÓ THỂ TÍCH LÀ 60M3
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (422.53 KB, 22 trang )
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
MỞ ĐẦU
Ngày nay với việc kinh tế xã hội phát triển vói tốc độ chóng mặt thì
các phương tiện giao thông cũng tăng rất nhanh. Đặc biệt ỏ nước ta tăng
nhanh nhất là xe gắn máy còn các phương tiện khác tăng không đáng kể .
Vì vậy việc cung cấp nhiên liệu cho xe gắn máy ( chủ yếu là xăng ) là
rất cần thiết và đây cũng là một ngành kinh doanh cung cấp xăng bán lẻ cho
các phương tiện xe găn máy bằng cách bố trí các trạm bán lẻ xăng dầu dọc
các đường có mật độ xe qua lại cao. Chính vì thế ta cần phải thiết kế hợp lý
các bồn chứa xăng ở các trạm bán lẻ đó đảm bảo được việc nhập hàng từ
các xe bổn và việc bán lẻ xăng cho các phương tiện giao thông . Để thiết kế
hợp lý đòi hỏi người thiết kế phải hiểu rõ về tính chất vật lý cũng như tính
chất hoá học của xăng , điều kiện làm việc của bồn chứa để tìm loại vật liệu
chế tạo thích hợp và tính toán đủ bền cho các bổn chứa đó . Cần chú ý đến
tính phòng cháy nổ và tính độc hại của xăng , bố trí hợp lý các bồn chứa sao
cho diện tích và không gian chiếm chỗ là ít n h ấ t.
Kết hợp vói các yếu tố khác và việc thiết kế hợp lý các bổn chứa xăng
có thể đem lại được nhiều lợi ích về kinh tế cho đất nước nói chung và các
chủ cửa hàng nói riêng .
3
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
Phần I
TỔNG QUAN VỀ XĂNG DAU
Công nghệ chế biến dầu mỏ được xem như được bắt đầu từ năm
1859. Khi ở nước Mỹ ông Edwin Drake khai thác được dầu thô . Chỉ một
năm sau đó thì không chỉ riêng ỏ nước Mỹ mà các nước khác cũng đã tìm ra
dầu mỏ . Từ đó sản lượng dầu khai thác ngày càng tăng nhanh . Theo thống
kê ở bảng sau .
Lượng dầu thô (không kể khí đ ố t) đã khai thác được trên thế g iớ i.
Năm
Sản lươne( trỉêu tấn)
1860
1880
0,1
4,2
1900
19,9
1920
96,9
1930
296,5
1945
354,6
1950
524,8
1955
770,1
1960
1965
1051,5
1503,2
1970
2336,2
1975
1980
2709,1
3067,1
1985
3624,0
1990
3700,0
1995
1997 (Riêng ỏ Việt Nam )
2982,0
4
101
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
Từ các số liệu trên cho thấy , thế giới đã khai thác và chế biến một
lượng dầu khổng lồ và vói tốc độ tăng trưởng hàng thập niên rất nhanh .
Ngành công nghiệp dầu khí tăng trưởng nhanh trỏ thành ngành công
nghiệp mũi nhọn nhằm đáp ứng hai mục tiêu chính .
Cung cấp các sản phẩm năng lượng cho nhu cầu về nhiên liệu động
cơ, nhiên liệu công nghiệp và các sản phẩm về dầu mỡ bôi trơn .
Cung cấp các hoá chất cơ bản cho ngành tổng hợp hoá dầu và hoá
học tạo ra sự thay đổi lớn về cơ cấu phát triển các chủng loại sản phẩm của
ngành hoá chất, vật liệu.
Ở Việt Nam, dầu khí đã được phát hiện và ngày 26/6/1986 tấn dầu
đầu tiên đã khai thác được từ mỏ Bạch Hổ. Tiếp theo nhiều mỏ dầu khí ỏ
thềm lục địa phía Nam đã đi vào khai thác như mỏ Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ
Rạng Đông. Năm 1994 chúng ta đã khai thác được 6,7 triệu tấn dầu, năm
1995 là 7,5 triệu tấn, năm 1997 là 10,1 triệu tấn. Nước ta đã bắt đầu tiến
hành xây dựng nhà máy chế biến dầu đầu tiên vói công suất 6 triệu
tấn/năm.
Các sản phẩm chính trong lọc dầu
Khí
LPG( khí hoá lỏng )
Xăng ôtô
Sản phẩm nhẹ
Xăng máy bay
Xăng công nghiệp
Nhiên liệu phản lực
Chất đốt dân dụng
Dung môi pha sơn
Nhiên liệu Diezen
Dầu nhờn cọc sọi
Sản phẩm TB
Dầu nhờn máy
Dầu tuabin
Dầu thuỷ lực
Các dầu nhờn khác
5
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
Dầu công nghiệp
Sản phẩm nặng
Dầu nhờn động cơ
Dầu hộp số
Các dầu khác
Sản phẩm nặng
Sáp mềm
Dầu cắt gọt kim loại
Dầu cặn F 0
Petrolactum
Trong số các sản phẩm lọc dầu, Xăng động cơ là sản phẩm quan
trọng nhất. Nó là hỗn hợp của xăng chưng sơ bộ, xăng cracking, xăng
refoming và alkylat, kết hợp với một số phụ gia nhằm đảm bảo các yêu cầu
hoạt động của động cơ trong những điều kiện vận hành thực tế và cả trong
các điều kiện tồn chứa, dự trữ khác nhau ...
Các yêu cầu đối với chất lượng xăng .
-
Bật máy t ố t .
-
Động cơ hoạt động không bị kích nổ.
-
Khỏi động nhanh và không gặp khó khăn .
-
Không kết tủa, tạo băng trong bộ chế hoà khí .
-
Không có nút hơi trong hệ thống nhiên liệu của phương tiện .
-
Trị số Octane được phân bố tốt trong khoảng nhiệt độ s ô i.
-
Hệ thống đầu vào của động cơ phải sạch.
Các chỉ tiêu hoá lý của xăng .
- Độ hoá hơi.
Khoảng nhiệt độ bay hơi để bay hơi 97-97,5% phải nhỏ ,nó đặc
trưng cho tính đổng đều của xăng ,nếu khoảng này lớn thì xăng sẽ ngưng tụ
và làm hỏng động c ơ .
- Trị số Octane .
Là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chóng
kích nổ của nhiên liệu và nó được đo bằng % thể tích của izoOctane (2.2.4
Trimetyl Pentane CgH18) trong hỗn hợp của nó với n.Heptane tương đương
với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu thử nghiệm ỏ điều kiện tiêu
chuẩn. Xăng thường có tri số Octane từ 80-95 .
- Thành phần hoá học cơ bản của xăng .(theo bảng 2.2-tài liệu 1).
6
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
THÀNH PHẦN PHA CHẾ CỦA
XẢNG
ứ n
Phần Cất
°c
30/1
80
0
Phẫn Refaming(aromate)
Butane(n-parafĩne)
Alkylate(i-parafine)
Phẫn nhẹ-xãng crãcking(olefĩn)
Phẫn nặng-xăng crãcking(olefin)
Isomerate (i-parafĩne)
Naphtha cất trực tiếp
25/2
00
40/1
10
110/
210
4047
2590
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
T'sai
50%
°c
110
CÁC TÍNH CHẤT ĐĂC TRUNG
Octane
RON
MON
Octane
(+14 cM) MON (+l,5chì)
RON
RVP
Bar
Tỷtrong
0,5
Kg/in3
95102
94
95104
96
9097
90
9298
93
4,5
78 0 800
580
80
95
98
94
97
1
700
83
93
96
80
83
0,7
690
155
91
94
79
82
0,1
800
60
8090
8393
61
690
68
8090
58
0,7
66
8393
71
0 ,8
680
Ngoài ra còn có các phụ gia khác để tăng tính chống kích nổ và tổn
chứa, vận chuyển tốt hơn như phụ gia chống oxy hoá, biến đỏi cặn, chất tẩy
rửa, chất chống g ỉ ...
Tiêu chuẩn về xăng của Việt Nam -TC V N 5690-1998
(Dựa theo bảng 2.13 tài liệu 1 )
PHUŨNGPHÁP
THỬ
XĂNG CHÌ
83
XĂNG CHÌ
92
XĂNG CHÌ
97
ASTM-D2699-95
83
92
97
70
120
190
210
2,0
70
120
190
210
2,0
70
120
190
210
2,0
TCVN2694-1995
N° 1
N° 1
N° 1
ASTM-D381-94
5/8
5/8
5/8
ASTM-D52595
240
240
240
6. Hàm lượng lưu huỳnh tổng%KL
ASTM-D1266-95
0,15
0,15
0,15
7. Hàm lượng chì g/l, max
TCVN6020-1995
0,15
0,15
0,15
8áp suất hai bão hoà ở 37,8°c kPa
TCVN5731-1993
43-80
43-80
43-80
CAC CHỈ TIÊU CHẤT LUỢNG
l.T rị số Octane
-Theo phương pháp RON
2. Thành phần cất phân đoạn
-10% TT
- 50% TT
- 90% TT
- Điểm sôi cuối,
- Cặn cuối,% TT
,°C:
max
max
max
max
max
3. Ãn mòn tăm đồng ở 50°c/3h max
4. Hàm lượng nhựa thực tế, mg/lOOml
max-(sản xuấtAồn chứa,sử dụng)
5. Độ ổn định oxy hoá - min
TCVN2698-1995
7
'^ĩhỉêi kê'hỉ ehủa -xăng, hình trụ nằm. ntịaniị
Phần II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ
I.Công nghệ tồn chứa xăng
Tại cửa hàng xăng lượng xăng cần dự trữ khoảng 60m3(chưa kể các
loại dầu khác),để tồn chứa tốt xăng ta chia làm 2 bổn chứa mỗi bể 303 dược
kết nối với nhau .
Xăng được xe bồn chỏ đến và dùng bơm để bơm vào bồn, thời gian
nhập hàng khoảng một giờ đồng hổ.Khi bán hàng thì dùng bơm để hút ra ỏ
cột bơm xăng .
Cột bơm
Xăng vào
Sơ đồ bố trí bồn chứa xăng
Khi nhập hàng áp suất bơm vào khoảng 200 mmH20 , khi hút xăng
ra thì độ chân không khoảng 60 mmH20 . Vì vậy bể đồng thời chụi cả áp
suất trong cả áp suất ngoài.
Theo bảng XIII.6 tài liệu 3
Chọn đường kính bể là Dt=2400 mm.
Chọn 2 nắp là nắp elíp.
Quan hệ kích thước tra theo bảng XIII. 10 tài liệu 3.
8
'^ĩhỉêi kê'hỉ ehủa -xăng, hình trụ nằm. ntịaniị
4
Dt=2400 mm =2,4m.
Ht=600mm =0,6m.
H=40 mm =0,04 m.
Diện tích bề mặt F=6,56 m.
Thể tích Vn=1991.10"3 m3.
- Tính chiều dài phần hình trụ của bồn chứa.
Để đảm bảo việc tồn chứa tốt thì bổn chứa cần có hệ số chứa
khoảng 85% khi đó thể tích cần thiết của bồn chứa là .
v tb = V/0,85 =30/0,85 =35,294( m3).
Thể tích phần hình trụ là .
v trụ= v tb-2.vn =31,312 (m3).
Chiều dài phần hình trụ là .
Chọn 1=6,9 m =6900 mm.
Tổng chiều dài bồn chứa là .
L= 1 + 2.(11, + h ) =6,9+ 2(0,6 +0,04)=8,18 (m).
Sơ đồ b ố trí bồn chứa trên 2 giá đỡ.
9
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
II.Tính chiều dày bồn chứa
l.Tính chiều dày phần trụ
Phần vỏ hình trụ được hàn nối từ các đoạn vỏ hình trụ. Các đoạn này
được máy lốc cuốn sau đó hàn từ các tấm thép phẳng .
aì.Trườn8 hơp bồn nhâv hàng.(vỏ chiu áp suất trong).
Chiều dày vỏ trụ được xác định theo công thức(Xin.8. tài liệu 3).
DfP
s = 2- [r ơi] —
~ +c
ẹ-p
(m)
Trong đó:
+ Dt (m) :Đường kính trong của bồn chứa Dt=2400mm=2,4 m.
+ p (N/m2) : áp suất trong của bể .
Khi làm việc bể chịu áp suất dư pjkhoang 200mmH20 =2000N/m2
và áp suất thuỷ tĩnh của xăng lên bổn p2=p.g.h.
Tra bảng( 2.7 tài liệu 1) p xăng=750 kg/m3
Ta có P2=750.9,81.2,4=17660 (N/m*).
p=p1+p2 =2000+17660=19660(N/m2)
+[ơ](N/m2): ứng suất cho phép của vật liệu.
Chọn vật liệu chế tạo là thép số N° 1020 (theo tiêu chuẩn Mỹ A ISI)
Tra bảng ị 3.32 tài liệu 4 )
Ta có: ơ b =448,2Mpa=448,2.106 N/m2.
ơ c =330,9 Mpa=330,9. 106 N/m2.
E=185. 109 N/m2.
ứng suất cho phép tính theo công thức XIII.2 tài liệu 3.
[ ơ ] =— TÌ (N/m2)
nc
-,r|:Hệ số điều chỉnh =1,0 (theo bảng x m .2 .tài liệu 3).
-,nc= l,5 (tìieo bảng XIII.3. tài liệu 3).
H = 33^9_1Q6i , 0 = 22Q6.106(N/m2)
Hoặc được tính theo công thức sau.
H = ^ ? 7 (N/m2)
-,nb :hệ số an toàn =1,5 (theo bảng XIII.3.tài liệu 3).
10
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
H = 44y . 10fS 1.0 = 29^&lơ5 (N/m2)
I5J
Để cho an toàn trong tính toán ta chọn giá tri bé hơn trong 2 giá tậ trên.
[ơ]=220,6.106 (N/m2).
+ c (m): Hệ số d ư .
c—c
Cj :Hệ số dư do lưu thể ăn mòn vật liệu ,chon (^=0,002 m.
c2 : Hệ số dư do bào mòn cơ học chọn c2 =0.
c3 :Hệ số dư do gia công chọn c3=0,001 m.
c=0,002+0+0,001 =0,003 (m)
+ (p :Hệ số làm yếu .
Trên hình trụ có bố trí các lỗ cửa người Ộ500 cửa vào <ị>50 ,cửa ra <ị>40
Ỉ-Yd
__
=0,9
6900
Thay số vào công thức trên ta có chiều dày phần trụ là.
ọ=
2,4.19660
+0,003=0,0032 (m) =3 2(mm)
2ề22Q6ể10^ể0,9-19660
K }
b).Trườns hơp bơm nhiên liêu ra (bồn chiu áy suất nsoàỉ).
Chiều dày tính theo công thức (XIII-32 .tài liệu 3).
{
J \0,4
f
P
n
P +c
s=\,25Đt
(m)
ke d ,
Trong đó:
+D(m):Đường kính trong của bồn chứa D=2,4 m.
+pn(N/m2):áp suất ngoài .ỏ đây bồn chứa làm việc với áp suất chân
không khoảng 60 mmH20 =600 N/m2 .
+E (N/m2) :Mô đun đàn hổi của vật liệu chế tạo E=185.109 N/m2
+l(m):Chiều dài phần tính toán .1 =1, +2.12
1, chiều dài phần hình trụ ,lj =6,9 m
12 =1/3 chiều cao phần nắp, 12 =1/3(0,6 +0,004)=0,213 m
1 =6,9 +2.0,213 = 7,326 (m)
Thay số vào công thức trên ta có .
11
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
Ạ851Ơ 2,4 ^
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
+0,003-0,00488: (m) =4,88(mm)
Chọn s =5 mm
Vì trường hợp này có chiều dày s =5mm lớn hơn trường hợp chịu áp suất
trong nên ta chọn chiều dày thiết bị là s = 5 mm và dùng chiều dày này để
kiểm tra các điều kiện làm việc khác của bổn chứa .
c).Kiểm tra bền khỉ thửthuỷ lưc với áp suất p =1.5ph. =3000N/m2
Khi đó áp suất tổng cộng là:
Po =p + Pthuỷtĩnh =3000+24000 =27000 (N/m2)
Điều kiện kiểm tra bền theo công thức (Xni-26 .tài liệu 3).
[D,+(í-c)]
°
ơ„
2 .ịs - c )é p°
Ú
(N /m )
Trong đó :
+Dt (m):Đường kính trong D =2,4 m
+s (m):Chiều dày thiết bị s = 0,005 m
+p0(N/m2):áp suất thử p0 =27000 (N/m2)
+c(m):Độ dư ăn mòn c =0,003 m
+cp :Hệ số làm yếu cp =0,9
+ơc :ứng suấtỏ trạng thái chảy ơc =330,9.106 (N/m2)
Thay số vào ta có .
[2,4+ (0,005-Q003]
33ggqtf
2.(0,005-0,00^.09
ự
Vậy khi thử tìiuỷ lực bồn chứa đủ bền.
12
ụ/
}
'^ĩhỉêi kê'hỉ ehủa -xăng, hình trụ nằm. ntịaniị
2. Tính chiều dày nắp
ở đây ta chọn nắp có đường kính trong Dt =2400 mm được hàn từ 2
nửa như hình vẽ và dập thành nắp elíp có kích thước như hình vẽ sau .
Kích thước được tra theo bảng Xin.lO-tài liệu 3 .
D :đường kính của phôi D =2900 mm
Dt = 2400mm
h=40mm
hj =600 mm
F =6,56 m2
Vn =1991.10"3m3
a) Trưòns hơp chiu áp suất trong .
Chiều dày nắp của bổn chứa được tính theo công thức(XIII.47-tài liệu 3).
Drp
Dt
s=
+c
(in')
2>$.[ơ\k.(ph - p 2Jít
Trong đó:
Dt (m):Đường kính trong D=2,4 m.
p(N/m2): áp suất trong p=19660(N/m2)
ht (m) :Chiều cao phần nhô ra ht =0,6 m.
[er] (N/m2): ứng suất cho phép .Chọn vật liệu làm nắp cùng với vật
liệu làm thân [s] =220,6.106 (N/m2).
c :Hệ số dư, chọn c =3 mm=0,002 m.
Thay số vào ta có :
13
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
s=
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
2’4'19660
_2,4 +0,003= 0 , 0 0 3 = 3,2(mrrỳ
3,8ễ22Q6ễ1(í. 1.0,9 -196602.0,6
bìTrườns hơp chiu áy suất nsoài.
Theo công thức x n i .50 tài liệu 3 ta có .
s
-------A + C(m)
3,8.[ỡ\kÃl
Trong đó :
kj :là hệ số 1^=0,74 .
pn :độ chân không pn =60 mmHjO =600 N/m2 .
Thay số vào ta có .
5 = ------------ ---------------------.— +0,003= 0,00306«) =3,Otímrù.
3,8.22Q6.1ƠU.0,7 4 0 ,9 -6 0 0 2.0,6
Từ 2 kết quả trên ta chọn chiều dày phần nắp bằng chiều dày phần
thân trụ, như đã tính ỏ phần trước s = 5 mm.
cìKiểm tra bền khi thửthuỷ lưc cho nắp .
Theo công thức XIII.49
49 tài liệu 3 ta có .
■_
\pỉ +2M S- C)]pc < °;
Trong đó
p0 = 27000 N/m2.
Từ đó :a có
2,42 +2ỂQ,6Ể(0,005-0,003||27000_,
ơ=
= 2Q10P <
7,6ểl ể0,9ể0,6ể(0,005-0,00}
1,2
= 2757Ểltf(N /m 2ì
^
h
Vậy khi kiểm tra thuỷ lực bồn chứa đủ bền .
3. Kiểm tra độ bển của bồn chứa theo ứng suất uô'n gây
ra do trọng lượng bồn chứa và cả xăng .
a. Kiểm tra theo ứng suất tươns .
Thể tích nắp làm bổn chứa .
V=V! +2.V2
Trong đó : Vj là thể tích thép làm phần trụ.
V ^ A - s - 1 =3,14.2,4.0,005.6,9 =0,21 m3.
V2 là thể tích thép làm nắp .
vã =/r.D 2.s/4 =3,14.2,92.0,005 =0,0265 m3 .
14
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
Từ đó ta có v=0,21 + 2.0,0265 =0,263 m3.
Khối lượng bồn chứa là.
mt = v . p =0,263.7850 = 2063,3 Kg .Lấy mt =2100 Kg.
Khối lượng của xăng là .
mx= VX.JƠ~=30.750 =22500 Kg .
Khối lượng tổng cộng là :
m = rrij + mx = 2100 + 22500 = 24600 Kg.
Mô hình chịu lực như hình vẽ dưói đây và coi tải trọng G phân bố đều theo
chiều dài của thân thiết b ị .
11
--------------------- L
Mô men uốn cực đại đối với tiết diện nguy hiểm của thiết bị ở giữa
2 bệ đỡ là.
o
o
(Nm)
Trong đó:
1 (m) :Khoảng cách giữa 2 gối đỡ 1 =4,180 m.
L(m) :Chiều dài bồn chứa L =8,180 m.
^> M = 2460(9,8 \ l 4 ,l 80-8,18Q =5,431 ơ (Nm)ắ
8
Mô men chống uốn tại tiết diện nguy hiểm là .
w=
n TỶ
‘ (s - c)(rn ) (m3).
W = n2,A (0,005-0,003 =9,05.10T3 ( m
3)
ứng suất do mô men uốn là :
_ M _ 5.431Ơ
ơu = =
, =Q,6.1Ơ rN/m2'>
“ w 9 ,0 5 ia 3
;ằ
ứng suất do áp suất trong là :Theo công thức XIII.26 .tài liệu 3 .
15
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
\D, + ( s - c)]p
2( s - è ) x p
Thay số vào ta có .
[2,4 +(0,005-0,003)]! 9660
ơ13,2ể106 (N/m2).
2.(0,005-0,003).0,9
ứng suất tương đương là :
ơtd = k + ơ -0,6.106+ 13,2.106 = 13,8.106 (N/m2).
Điều kiện để kiểm tra theo công thức XIII.22 .tài liệu 3 .
4 .{s-c ỹ x p 1
(N/m2).
Thay số vào ta có :
^ 5 Ẹ 2 Q 6 W - R4+(a00^ 00f r 6^
v
4. (0,005-0,003 -Q>9^
g-ltf(N/m-)
b . Kiểm tra đô ổn đỉnh của bồn chứa .
Điều kiện kiểm tra theo công thức xm .24 .tài liệu 3 .
\
E
^ .(1 - )+0,125fe1i 2 ( p - 4 . 3
(m).
Trong đó :
2.M
0,25.pX>t +M
k=
( Theo công thức xni.25 -tài liệu 3 .)
2.5,43. ltf
k=
0,25.196602,4+5,43.1Ó3
= 0,63
Khi Dt/(s-c)=2400/(5-3)=1200 thì hệ số kj và k2 tra theo đồ thị
hình XIII.3 tài liệu 3 ta có .
k,= 3,1 ; k2 = 9,8 .
Thay số vào ta có .
s-c =(0,005-0,003) =0,002 (m) =2 .10'3 m
^431 (Ỹ
3,l .Ợ - ^ 63) +0,1253,1.9,8 .09660^4.J /^ ) = 0 , 9 6 1 0 T 3 (m).
z,4
18510P
1
>
16
'^ĩhỉêi kê'hỉ ehủa -xăng, hình trụ nằm. ntịaniị
Như vậy vỏ bổn chứa đủ bền .
c.Kiểm tra đô võng của bồn chứa .
Từ mô hình ỏ trên ta có độ võng tại điểm chính giữa 2 gối đỡ là.
A_ mgỉ2(ỉ2-2 A 2)
~ L
64EJ
(m)-
Trong đó J là mô men quán tính của vỏ bồn chứa .
J= 0,4.D3.(s-c).
1=4,18 (m).
A = 2 (m).
_ A= mg ỉ2(ỉ2 - 2 A 2)
L 64E.0,A Jý.(s-c)
(m)'
Thay các số liệu đã có vào ta có .
A = 24t°??-8‘
8 .1 8
.
6 4 .1 8 5 .1 0 .0,4.2,4 .(0 ,0 0 5 - 0,003)
=0,0373.10~3 (m).
Tỷ số giữa độ võng và chiều dài là .
/
4,18
(mj-
Vậy với chiều dày là 5 mm thì bồn chứa đủ bền.
Ill .T ín h chọn bệ đỡ, Neo bể và bích
1. Chọn bệ đỡ
Bệ đỡ cho bổn chứa xăng có các kích thước chọn như sau .
%
i2050
a) Kiểm tra đô bền của vỏ tai vi trí sốỉ đ ỡ .
Tại vị trí gối đỡ thì vỏ chịu áp suất ngoài và áp suất tới hạn cho phép là
Pth = 8EJ/R3 (N/m) (Theo trang 200 - tài liệu 5 ).
J là mô men quán tính của phần vỏ đỡ và được tính như sau.
17
'^ĩhỉêi kê'hỉ ehủa -xăng, hình trụ nằm. ntịaniị
b .(s-cỷ
J =
12
( m
4 ) '
S(m) :là chiều dày phần vỏ đỡ và tấm lót hàn trên bệ đỡ dày 16mm.
B(m): là bề rộng bệ đỡ chọn b = 400mm = 0,4 m.
^
0.4.(0.021-ojoo.y
|9 4 4 u r (m4)
Thay số vào ta có .
„
8.185.109.194,4.10-9 _ 1£/:crir /XT/_
pth=
^
=16650C (N/m)
Tải trọng thực tế phân bố trên chu vi cung đỡ là .
p
p= _ „ . , „ (N/m). (theo trang 200 -T ài liệu 5 ).
2Jtsin6(j
P(N) :Phản lực trên 1 gối đ ỡ .
P=mg/2 =24600.9,81/2 =120663 (N).
_ 120663
P=Ĩ ^ W
6 = ỉm ‘
Điều kiện kiểm tra độ bền là .
pth/p > 5 (Theo trang 200 - tài liệu 5 ).
ở đây pth/p =166500/58054 =2,87 < 5 cho nên chưa đạt yêu cầu.
Vì vậy ta cần đặt thêm tấm lót dày 5mm(bằng chiều dày vỏ ) hàn với vỏ.
Khi đó mô men quán tính của phần vỏ đỡ mới là.
(m , .
Khi đó pth/p = 303994/58054 = 5,24 >5 .
Do đó đạt yêu cầu.
b).Kiểm tra đô ổn đinh của bê đ ỡ .
18
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
Lực ép F tác dụng lên bệ đỡ là ;
F = ku .Q.
Trong đó kn =0,024 khi a = 120°.
Q là tải trọng lên 1 bệ đỡ.
Q = mg/2 = 24600.9,81/2 =120663 (N).
ở bệ đỡ chiều cao chịu ảnh hưởng của tải trọng kể từ điểm thấp nhất
của bổn chứa là R/3 .
Diện tích vùng chịu ảnh hưởng là .
Fw= R.s/3 (m2).
S: chiều dày của bệ đỡ ( đã chọn s = 16mm =0,016m).
Do đó Fw=1,2.0,016/3 =6,4.10"3 (m2).
ứng suất trên bệ đỡ là .
ơ = F / Fw= 120663 / 6,4.106 = 19.106 (N/m2).
chọn thép làm bệ đỡ là thép CT3 có giới hạn bền cho phép là
[ơ] = 145.106 (N/m2). (theo bảng XII-5 tài liệu 3 ).
So sánh 2 kết quả ta có.
ơ= 19.106(N/m2).< [ ơ]=145.106(N/m2).
Do đó bệ đỡ đủ bền .
2.Tính neo bể và chọn bích
a) Tính neo cho bồn chứa
Khi bổn hút hết xăng bổn chịu lực đẩy Acsimet của không khí, để
cho bồn đứng vững thì ta cần làm thêm neo bể bằng cách làm các vòng thép
ôm lấy bồn và bắt bu lông xuống móng bê tông tránh trường hợp phải làm
bu lông bệ đỡ quá lớn.
Lực đẩy Acsimet được tính như sau.
F=v. p.g (N).
Trong đó .
V(m3): Thể tích bổn chứa V = 35,3 m3.
p (Kg/m3): Khối lượng riêng của không khí p= 1,29 Kg/m3.
Do đó F = 35,3.1,29.9,81 = 450 (N).
Tiết diện để đảm bảo tấm thép neo được bể là.
s= F/[ơ] (m2).
[ơ] (N/m2).Giới hạn cho phép của vật liệu .chọn loại vật liệu giống vật liệu
làm bồn chứa có [ơ] = 220.106(N/m2).
Do đó
19
'^ĩhỉêi kê'hỉ ehủa -xăng, hình trụ nằm. ntịaniị
s = 450/220.106 = 2,1.10"6 (m2) =2,1 mm2 .
Ta chọn chiều dày dây neo là 5 mm ( bằng chiều dày vỏ bồn ) và
chiều rộng dây là 50 mm.
b) Chon bích.
Tại cửa người bố trí cá ống như hình vẽ.
Chọn chiều dày nắp Sn = 12mm.
Tra bảng XIII-27. Tài liệu 3.
Chọn bích nắp cửa ngưòi như sau.
Chiều dày bích h=12 mm.
Đường kính ngoài của bích D =630mm.
Đường kínhvòng bu lông Db =580mm.
Chọn bích cửa vào.
Dày bích 8mm
Đường kính ngoài 140mm.
Đường kính vòng bu lông 110mm.
Chọn bích cửa ra .
Dày bích 8mm.
Đường kính ngoài 13Qmm.
Đường kính vòng bu lông 100mm.
20
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
Phần III
CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤC
vụ CHO B ồN CHỨA
Chọn đường ống dẫn xăng vào có đường kính trong 50mm, dày
5mm.
Chọn đường ống dẫn xăng ra có đường kính trong 40mm, dày 5mm.
Chọn bơm để bơm xăng vào.
Trỏ lực đường ống vào H = p + Hô
w là vận tốc xăng trong ống 4.Q /IID 2
p
= 750 kg/m3
0,02
1= lOm
Ẳ
=
= 8
(0,02. — + 8) = 8500mmH 0
0,05
Công suất của động cơ kéo bơm là:
N = psQH =
7 5 Q -9 ’ 8 1 -3 0
IOOO77 1000.3600.0,7.8,5
= 0 ) 8 KW
Tra bảng 1.2.1.1 tài liệu 6 ta chọn bơm kiểu LT 25 - 30
Lưa lượng Q = 30m3/h
Đường kính ống hút 65mm
Đường kính ống xả 50mm
Công suất động cơ N = 4,5KW
Số vòng quay n = 2900 vòng/phút
21
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Kiều Đình Kiểm.
Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ th u ật. Hà Nội-1999.
2. Lê Văn Hiếu.
Công nghệ chế biến dầu mỏ.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ th u ật. Hà Nội-2000.
3.Trần Xoa-Nguyễn Trọng Khuông-Hồ Lê Viên.
Sổ tay quá trình và công nghệ hoá học.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ th u ật. Hà Nội-1999.
4. Nghiêm Hùng.
Sách tra cứu thép, gang thông dụng.
5. HỒ Hữu Phương.
Cơ sở tính toán thiết bị hoá chất.
Khoa Đại Học tại chức ĐHBK HN xuất bản-1977.
6. Nguyễn Văn May
Bơm quạt máy nén
Nhà xuất bản khoa học và kỹ th u ật. Hà Nội-2001
22
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
KẾT LUẬN
Qua quá trình tìm hiểu tài liệu và được sự hướng dẫn của thầy giáo
Thạc sĩ Vũ Hồng Thái em đã thiết kế được bồn chứa xăng cho các cửa hàng
xăng dầu,và có thể ứng dụng được cho các cửa hàng xăng dầu sử dụng
trong cuộc sống. Với sự hạn chế về kiến thức là đổ án môn học và kiến thức
thực tế cho nên trong quá trình thiết kế còn có phần sai sót mong được sự
chỉ dẫn của các thầy cô giáo để em có được sự hiểu biết nhiều hơn nữa và
để rút kinh ngiệm cho đồ án tốt nghiệp sau này.
23
^h iêí k ỉ 'bỉ C‘h
ứ n
xăng, hình trụ nằm. nạtuiạ.
MỤC LỤC
Mở đầu
Phần I
Tổng quan về xăng dầu
3
4
Phần II
Tính toán thiết kế
I. Công nghệ tổn chứa xăng
n. Tính chiều dày bổn cha
1. Tính chiều dày phần trụ
2. Tính chiều dày nắp
3. Kiểm tra độ bền của bổn chứa theo ứng suất uốn
III. Tính chọn bể đỡ, neo bể và bích
1. Chọn bể đỡ
2. Tính neo bể và chọn bích
Phần m
Chọn các thiết bị phục vụ cho bổn chứa
24
8
8
10
10
13
14
17
17
19
21
