Leírás
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
Agroinform Kiadó, 2017.
Írta: Dr. Nagy András okl. gépészmérnök, egyetemi docens (BME)
Lektor: dr. Siménfalvi Zoltán, Bokros István
Paraméterek
| Szerző | Nagy András |
| Cím | Tartályok és műveleti készülékek tervezésének alapjai |
| Kiadó | Agroinform Kiadó |
| Kiadás éve | 2017 |
| Terjedelem | 246 oldal |
| Formátum | B/5, keménytáblás |
| ISBN | 978 615 5666 18 6 |
Tartalom
Előszó
1. Tervezési módszerek, tervezési irányelvek
1.1. Készülékek tárolók terhelései, csoportosításuk, velük szemben támasztott követelmények
1.2. Igénybevételek hatása és figyelembevétele a tervezés során
2. Korróziós igénybevételek, korrózióállóság, korrózióhelyes tervezés
2.1. Korrózió fogalma
2.2. Elektrokémiai korrózió
2.2.1 Elektrokémiai korrózió megjelenési formái és fajtái
2.3. Kémiai korrózió és fajtái
2.4. Korrózióelhárítás korrózióvédelem
2.4.1. Korrózió elhárítás felületvédelem alkalmazásával
2.4.1.1. Bélelt készülékek tervezése és szerkesztése
2.4.1.2. Borított falú készülékek tervezése és szerkesztése
3. Műveleti készülékek, tárolótartályok méretezése. Méretezés a membránfeszültségek figyelembevételével
3.1. A megengedhető feszültség maghatározása
3.2. Forgásszimmetrikus geometriájú készülékek, tárolók membránfeszültségi állapota
3.2.1. Szerkezeti modell
3.2.2. Membrán élerők, membránalakváltozások
3.2.3. A membránfeszültségi állapot egyensúlyi egyenletei
3.3. Méretezés a páratéri nyomás figyelembevételével
3.3.1. Hengeres köpeny méretezése
3.3.2. Gömbtárolók, félgömb zárófelületek méretezése
3.3.3. Kúpos zárófelület méretezése
3.4. Méretezés hidrosztatikus nyomás, tömegerők, környezeti hatások (hó, szél) centrifugális erőtér figyelembevételével
3.4.1. Kúpos zárófelülettel határolt hengeres folyadéktároló méretezése
3.4.2. Nagyátmérőjű folyadéktároló hengeres palástjának méretezése
3.4.3 Hengeres centrifugák, méretezése
3.4.4. Környezeti hatásoknak kitett toronyszerkezetek méretezése
3.4.5. Szabadba telepített nagyátmérőjű gömbtartályok méretezése
3.4.5.1. Folyadéktöltet okozta membránfeszültségek
3.4.5.2. Hóteher okozta membránfeszültségek
3.4.5.3. Héjtömeg okozta membránfeszültségek
3.4.5.4. Szélterhelés okozta membránfeszültségek
3.4.5.5. Eredő feszültségi állapot meghatározása, a környezeti hatásoknak kitett gömbtartály méretezése
4. Külső nyomással terhelt, illetve vákuum alatt üzemelő készülékek méretezése
4.1. Hengeres köpenyek és kúpos zárófelületek külső nyomásra történő méretezése
4.2. Kétszeresen görbült zárófelületek méretezése külső nyomásra
5. Forgáshéjak hajlítófeszültségi állapota. Szilárdsági ellenőrzés a hajlító feszültségek figyelembevételével
5.1. Hengerhéjak tengelyszimmetrikus hajlítása
5.1.1. Peremén nyíróerővel terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota
5.1.2. Peremén nyomatékkal terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota
5.1.3. Főkörén nyíróerővel terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota
5.1.4. Főkörén nyomatékkal terhelt hengerhéj hajlítófeszültségi állapota
5.2. Héjkapcsolatok vizsgálata
5.2.1. Henger-kúp csatlakozás szilárdsági vizsgálata
5.2.2. Henger-félgömb csatlakozás szilárdsági vizsgálata
6. Zárófelületek, csonk- és támaszkörnyezetek szilárdsági vizsgálata
6.1. Nyomástartó edények zárófelületei
6.1.1. Elliptikus idomú zárófelületek feszültségi állapota, méretezése
6.1.2. Kosárgörbe idomú zárófelületek feszültségi állapota, méretezése
6.2. Hengeres köpenyen és zárófelületeken lévő kivágások tervezése
6.3. Támaszkörnyezet szilárdsági vizsgálata
6.3.1. Gömbtartály támaszkörnyezetének szilárdsági vizsgálata
6.3.1.1. FN normálerő kiosztása a terhelésátadó merev hengerekre
6.3.1.2. Mt hajlító nyomaték okozta csonkterhelések meghatározása
6.3.1.3. Fv érintőleges erő kiosztása a párnalemez sarokvarrataira
6.3.1.4. Normálerővel terhelt mereven beillesztett hengeres csonk okozta feszültségi állapot
6.3.1.5. Nyíróerővel terhelt mereven beillesztett hengeres csonk okozta feszültségi állapot
6.3.1.6. Számszerű vizsgálatok és eredmények
7. Karimás kötések tömítéstechnikai és szilárdsági vizsgálata
7.1. Csővezetéki és készülékkarimás kötések szerkezeti kialakításai
7.2. Karimaszerkezet belső erőjátéka
7.2.1. Karimás kötés működése egyidejű hő és mechanikai igénybevétel esetén
7.2.1.1. A ∆FGP tömítőerő csökkenés meghatározása ideálisan rugalmas tömítésmodell feltételezésével
7.2.1.2. A karimatányérhoz kapcsolódó héj feszültségi állapota
7.2.1.3. A ∆FGP tömítőerő csökkenés meghatározása nemlineáris tömítésmodell esetén
7.2.1.4. ∆FGv tömítőerő csökkenés meghatározására alkalmas viszkoelasztikus modell
7.2.2. A modellt igazoló kísérletek és számítások
7.2.2.1. A viszkolelasztikus tömítésmodell pontosságát igazoló kísérletek
7.2.2.2. A belső túlnyomás okozta lazulási folyamat numerikus vizsgálata
7.2.3. Az egyidejű hő és mechanikai igénybevételnek kitett karimás kötések tömítéstechnikai méretezése
8. Feszültséggyűjtő keresztmetszetek vizsgálata a végeselem módszer segítségével
8.1. A végeselemes számítás alapjául szolgáló anyagtörvény meghatározása
8.1.1. Próbatest-szintű vizsgálatok
8.1.2. Szerkezeti vizsgálatok
8.2. Rugalmas-képlékeny végeselemes számítások kiértékelésének módszere
8.3. Számszerű vizsgálatok és eredmények
Irodalomjegyzék
Melléklet