Dr. Nagy András: Tartályok és műveleti készülékek tervezésének alapjai

5000 Ft

Méret: 168 x 238 mm
Keménytáblás kötés
250 oldal

A vegyipar és energiaipar készülékei – beleértve a nagyméretű tárolókat is – a mechanikai igénybevételen túl hő és korróziós igénybevételeknek is kitett szerkezetek. Tervezésük az általános gépészmérnöki gyakorlattól eltérő speciális szakismeretet igényel, melyet a megfelelő szerkezeti anyag kiválasztásától a szilárdsági méretezésig bezárólag a gyakorlatban tervezői szoftverek segítenek. A számítógépes tervezés alapját, anyag, alak- és méret adatbázisokat használó szabványos méretezési algoritmusok képezik. Az előtervezést követő szilárdsági ellenőrzés során, a korszerű végeselem-programok segítségével a feszültséggyűjtő keresztmetszetek valósághoz közelálló feszültségi és alakváltozási állapota is meghatározható. Így bonyolultabb esetekben akár repedésterjedési, fáradási szimulációs vizsgálatok is elvégezhetők. A fenti algoritmusok elméleti alapjait a mechanikán belül a tisztán rugalmas illetve rugalmas-képlékeny anyagtulajdonságú héjszerkezetekkel, továbbá a különböző szerkezeti anyagokkal és a korrózióval foglalkozó tudományterületek írják le. A szakkönyv célja, műveleti készülékek és tárolók tervezése során alkalmazott számítási eljárások, méretezési módszerek elméleti alapjainak bemutatásán túl, a feszültséggyűjtő keresztmetszetek rugalmas és rugalmas-képlékeny végeselemes vizsgálatából nyert számítási eredmények értelmezése és értékelése, a korrózióhelyes tervezés példákon keresztül történő bemutatása.
A szakkönyv a vegyipari gépészet területén végzett 30 éves kutatói és egyetemi oktatói munka során összegyűjtött ismeretanyagot, saját kutatási eredményeket foglalja össze, mely úgy az egyetemi oktatásban és kutatásban, mint a mérnöki gyakorlatban hasznos segédeszköz.

A szerző

Kategóriák: , ,

Leírás

Tartalomjegyzék

Előszó 9

1. Tervezési módszerek, tervezési irányelvek 11
1.1. Készülékek tárolók terhelései, csoportosításuk, velük szemben
támasztott követelmények 11
1.2. Igénybevételek hatása és figyelembe vétele a tervezés során 12

2. Korróziós igénybevételek, korrózióállóság, korrózióhelyes tervezés 16
2.1. Korrózió fogalma 16
2.2. Elektrokémiai korrózió 16
2.2.1 Elektrokémiai korrózió megjelenési formái és fajtái 17
2.3. Kémiai korrózió és fajtái 23
2.4. Korrózióelhárítás korrózióvédelem 24
2.4.1. Korrózió elhárítás felületvédelem alkalmazásával 25
2.4.1.1. Bélelt készülékek tervezése és szerkesztése 26
2.4.1.2. Borított falú készülékek tervezése és szerkesztése 31

3. Műveleti készülékek, tárolótartályok méretezése. Méretezés a membrán-
feszültségek figyelembe vételével
43
3.1. A megengedhető feszültség maghatározása 43
3.2. Forgásszimmetrikus geometriájú készülékek, tárolók membránfeszültségi
állapota . . . . . 45
3.2.1. Szerkezeti modell 46
3.2.2. Membrán élerők, membránalakváltozások 47
3.2.3. A membránfeszültségi állapot egyensúlyi egyenletei 49
3.3. Méretezés a páratéri nyomás figyelembevételével 50
3.3.1. Hengeres köpeny méretezése 52
3.3.2. Gömbtárolók, félgömb zárófelületek méretezése 54
3.3.3. Kúpos zárófelület méretezése 56
3.4. Méretezés hidrosztatikus nyomás, tömegerők, környezeti hatások (hó,
szél) centrifugális erőtér figyelembevételével 57
3.4.1. Kúpos zárófelülettel határolt hengeres folyadéktároló méretezése 58
3.4.2. Nagyátmérőjű folyadéktároló hengeres palástjának méretezése 61
3.4.3 Hengeres centrifugák, méretezése 65
3.4.4. Környezeti hatásoknak kitett toronyszerkezetek méretezése 70
3.4.5. Szabadba telepített nagyátmérőjű gömbtartályok méretezése 74
3.4.5.1. Folyadéktöltet okozta membránfeszültségek 75
3.4.5.2. Hóteher okozta membránfeszültségek 78
3.4.5.3. Héjtömeg okozta membránfeszültségek 79
3.4.5.4. Szélterhelés okozta membránfeszültségek 81
3.4.5.5. Eredő feszültségi állapot meghatározása, a környezeti
hatásoknak kitett gömbtartály méretezése 86

4. Külső nyomással terhelt, illetve vákuum alatt üzemelő készülékek méretezése 88
4.1. Hengeres köpenyek és kúpos zárófelületek külső nyomásra történő
méretezése 89
4.2. Kétszeresen görbült zárófelületek méretezése külső nyomásra 94

5. Forgáshéjak hajlítófeszültségi állapota. Szilárdsági ellenőrzés a hajlító
feszültségek figyelembevételével
96
5.1. Hengerhéjak tengelyszimmetrikus hajlítása 98
5.1.1. Peremén nyíróerővel terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota 102
5.1.2. Peremén nyomatékkal terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota 104
5.1.3. Főkörén nyíróerővel terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota 105
5.1.4. Főkörén nyomatékkal terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota 106
5.2. Héjkapcsolatok vizsgálata 107
5.2.1. Henger-kúp csatlakozás szilárdsági vizsgálata 109
5.2.2. Henger-félgömb csatlakozás szilárdsági vizsgálata 115

6. Zárófelületek, csonk- és támaszkörnyezetek szilárdsági vizsgálata
119
6.1. Nyomástartó edények zárófelületei 120
6.1.1. Elliptikus idomú zárófelületek feszültségi állapota, méretezése 122
6.1.2. Kosárgörbe idomú zárófelületek feszültségi állapota, méretezése 124
6.2. Hengeres köpenyen és zárófelületeken lévő kivágások tervezése 128
6.3. Támaszkörnyezet szilárdsági vizsgálata 141
6.3.1. Gömbtartály támaszkörnyezetének szilárdsági vizsgálata 148
6.3.1.1. FN normálerő kiosztása a terhelésátadó merev hengerekre 150
6.3.1.2. Mt hajlító nyomaték okozta csonkterhelések meghatározása 151
6.3.1.3. Fv érintőleges erő kiosztása a párnalemez sarokvarrataira 151
6.3.1.4. Normálerővel terhelt mereven beillesztett hengeres csonk
okozta feszültségi állapot 153
6.3.1.5. Nyíróerővel terhelt mereven beillesztett hengeres csonk
okozta feszültségi állapot 156
6.3.1.6. Számszerű vizsgálatok és eredmények 159

7. Karimás kötések tömítéstechnikai és szilárdsági vizsgálata
162
7.1. Csővezetéki és készülékkarimás kötések szerkezeti kialakításai 162
7.2. Karimaszerkezet belső erőjátéka 168

7.2.1. Karimás kötés működése egyidejű hő és mechanikai igénybevétel esetén 172
7.2.1.1. A ∆FGP tömítőerő csökkenés meghatározása ideálisan
rugalmas tömítésmodell feltételezésével 175
7.2.1.2. A karimatányérhoz kapcsolódó héj feszültségi állapota 182
7.2.1.3. A ∆FGP tömítőerő csökkenés meghatározása nemlineáris
tömítésmodell esetén 184
7.2.1.4. ∆FGv tömítőerő csökkenés meghatározására alkalmas
viszkoelasztikus modell 186
7.2.2. A modellt igazoló kísérletek és számítások 190
7.2.2.1. A viszkolelasztikus tömítésmodell pontosságát igazoló
kísérletek 190
7.2.2.2. A belső túlnyomás okozta lazulási folyamat numerikus
vizsgálata 199
7.2.3. Az egyidejű hő és mechanikai igénybevételnek kitett karimás
kötések tömítéstechnikai méretezése 203

8. Feszültséggyűjtő keresztmetszetek vizsgálata a végeselem módszer
segítségével
207
8.1. A végeselemes számítás alapjául szolgáló anyagtörvény meghatározása 209
8.1.1. Próbatest-szintű vizsgálatok 209
8.1.2. Szerkezeti vizsgálatok 215
8.2. Rugalmas-képlékeny végeselemes számítások kiértékelésének módszere 218
8.3. Számszerű vizsgálatok és eredmények 220

Irodalomjegyzék 226
Melléklet 233

További információk

Tömeg 0.740 kg
Méretek 168 × 238 mm