Расчет резервуаров. История вопроса
Резервуары  Вырабатываемые в больших количествах нефть и ее продукты сохраняются в бассейнах или резервуарах, конструкция и материал которых могут быть весьма разнообразными. В начале прошлого века считалось, что разнообразие это, как и во всяком механическом сооружении, является результатом сочетания техни¬ческих познаний строителей и местных экономических условий. Тогда же специалистами был сделан вывод, что наиболее экономичными хранилищами как в отношении эксплуатации, так и по стоимости устройства, являются железные резервуары.
Железный резервуар
Обыкновенный железный резервуар, как писал выдающийся ученый В.Г. Шухов, представляет собой тело цилиндрической формы с конической или также плоской крышей и плоским днищем, покоящимся на основании. Стены ре¬зервуара образуются склепанных из листового же¬леза рядом колец. При этом нижнее кольцо с помощью угольника соединяется с днищем. Верхнее кольцо также оканчивается угольником, служащим опорой для стропил крыши.
Расчет резервуаров  Стропила крыши резервуара состоят из досок, рас¬положенных по образующим конуса. Одним концом доски упи¬раются в общее чугунное кольцо, помещенное на вершине конуса, другим — в кронштейны или башмаки, прикрепленные к верхнему угольнику. Доски покрывают¬ся обрешетиной, поверх которой ложится железо крыши. При значительных размерах резервуара по его центру устанавливается столб, который служит для укрепления подпорок стропильных досок.
Сегодня трудно представить себе резервуар для хранения нефтепродуктов с деревянной крышкой и столбом внутри. Тем не менее, принципы расчета резервуарных конструкций во многом остались неизменными, и многим интересно будет ознакомиться с рассуждениями почти вековой давности.
Принципы расчета резервуаров
Монтаж резервуаров  Итак, налитая в резервуар жидкость вызывает в материале стенок конструкции напряжение, которое сопротивляется усилию разрыва, пропорциональному высоте уровня налитой в резервуар жидкости и его диаметру. Таким образом, наибольшее на¬пряжение в материале резервуара будет вызываться в его нижнем кольце, а верхнее кольцо будет испытывать минимальные нагрузки. Если определить толщину стенок под условием достаточного сопротивления, величина ее для верхнего кольца будет очень мала. Тем не менее, резервуар сможет быть достаточно жестким при строго определенной толщине стенок. Эта величина определяется требованиями практических условий, как и толщина железа днища резервуара. К тому же крайне необходимо достигнуть полной герметичности при чеканке швов емкости и ее склёпке. Днище, кстати, не испытывает серьезных нагрузок, так как по всей своей площади устанавливается на заранее подготовленное плоское основание (подушку).
Уже в те далекие времена ученые пренебрегали силой ветра и весом самой крыши, справедливо считая вызываемое этими силами дополнительное напряжение материала по отношению к толщине железных стенок резервуара ничтожно малым по сравнению с давлением хранимых нефтепродуктов. Для изготовления крыши использовалось тонкое листовое или обыкновенное кровельное железо толщиной не более 1/8 дюйма. Все материалы, задействованные в изготовлении резервуара, ученые делили на две группы: сопротивляющиеся усилиям налитой жидкости и не зависящие от них, но являющиеся необходимым элементом конструкции.
Вся задача расчета резервуара сводилась к определению его размеров, исходя из минимального веса употребленного при изготовлении железа при заданном объеме. То есть, экономия железа ставилась во главу угла.
|
