ÁP SUẤT CHO PHÉP, ÁP SUẤT SỰ CỐ ĐỐI VỚI CÁC BỘ PHẬN CHỊU ÁP LỰC CỦA BÌNH VÀ CÔNG SINH RA KHI NỔ VỠ BÌNH
Trang 1LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tác giả luận văn
PHAN LÊ UY VŨ
Trang 2MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục hình vẽ, đồ thị
Danh mục bảng biểu
1.1 Giới thiệu về bình chịu áp lực 5 1.2 Một số thuật ngữ
1.2.1 Thuật ngữ về bình chịu áp lực 5 1.2.2 Thuật ngữ về thông số 5 1.3 Thực trạng chế tạo và sử dụng bình chịu áp lực tại Việt Nam 6
CHƯƠNG 2 ÁP SUẤT CHO PHÉP, ÁP SUẤT SỰ CỐ ĐỐI VỚI CÁC
BỘ PHẬN CHỊU ÁP LỰC CỦA BÌNH VÀ CÔNG SINH
RA KHI NỔ VỠ BÌNH
2.1 Hệ số dự an toàn bền và ứng suất cho phép 9 2.2 Xây dựng quan hệ giữa ứng suất cho phép của vật liệu với nhiệt độ 10 2.2.1 Phương pháp chung, phương pháp bình phương nhỏ nhất 10 2.2.2 Ứng dụng tìm S = f (Vl,t) của một số vật liệu thường được
dùng chế tạo bình chịu áp lực 10 2.3 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với các bộ phận chịu áp lực
của bình khi chịu áp suất trong
12
2.3.1 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với thân trụ chịu áp suất
trong
13
2.3.2 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với thân cầu chịu áp suất
trong
14
2.3.3 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy ellip chịu áp suất
2.3.4 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy chỏm cầu chịu
áp suất trong 15 2.3.5 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy bán cầu chịu áp
2.3.6 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy côn chịu áp suất
2.3.6.1 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy côn không
Trang 3uốn mép chịu áp suất trong 16 2.3.6.2 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy côn có
uốn mép chịu áp suất trong 16 2.4 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với các bộ phận chịu áp lực
của bình khi chịu áp suất ngoài 17 2.4.1 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với thân trụ và thân cầu
chịu áp suất ngoài 17 2.4.1.1 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với thân trụ chịu
áp suất ngoài 18 2.4.1.2 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với thân cầu chịu
áp suất ngoài 18 2.4.2 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy cầu, chỏm cầu
và đáy ellip chịu áp suất ngoài 22 2.4.2.1 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy bán cầu
chịu áp suất ngoài 22 2.4.2.2 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy chỏm cầu
chịu áp suất ngoài 23 2.4.2.3 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy ellip chịu
áp suất ngoài 23 2.4.3 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy côn chịu áp suất
2.4.4 Áp suất cho phép và áp suất sự cố đối với đáy nắp phẳng tròn
chịu áp suất ngoài hoặc trong 25
2.6 Công sinh ra khi nổ vỡ bình chịu áp lực 32 2.6.1 Khi bình chịu áp lực chứa môi chất được xem như là khí lí
2.6.1.1 Khi bình chịu áp lực chỉ chứa môi chất ở thể khí hoặc hơi 32 2.6.1.2 Khi bình chịu áp lực chỉ chứa môi chất ở thể lỏng và hơi 32
2.6.2 Khi bình chịu áp lực chứa môi chất là khí thực, chất lỏng quá
2.6.2.1 Hiện tượng nổ do giãn nở đột ngột khi hoá hơi của các
chất lỏng sôi 32
CHƯƠNG 3 LUẬT THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT VÀ TÍNH DỰ
Trang 4BÁO SỰ CỐ ÁP LỰC KHI GIA NHIỆT MÔI CHẤT
3.1 Luật thay đổi nhiệt độ của môi chất trong bình kín khi gia nhiệt 43 3.1.1 Mô hình bình kín gia nhiệt bên trong 43 3.1.2 Mô hình bình kín gia nhiệt hỗn hợp 50
3.1.4 Mô hình bình kín gia nhiệt bên ngoài bằng sản phẩm cháy 58 3.2.Khảo sát luật thay đổi áp suất của môi chất trong bình kín khi gia nhiệt 61 3.2.1 Môi chất là khí lý tưởng 61 3.2.2 Môi chất là khí lý thực 62 3.2.2.1 Sử dụng phương trình trạng thái Antonie 62 3.2.2.2 Sử dụng phương trình trạng thái Van Der Waals 66
3.3.1 Phương pháp giải tích 68 3.3.1.1 Sử dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng, phương
trình Van Der Waals 68 3.3.1.2 Sử dụng bảng thông số môi chất hoặc phương trình
3.3.1 Phương pháp đồ thị
CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC GIẢI
4.1 Nguyên nhân hư hỏng và nổ vỡ bình chịu áp lực 70 4.1.1 Nguyên nhân ứng suất cho phép của vật liệu giảm
4.1.2 Nguyên nhân áp suất trong bình tăng quá mức cho phép
70 72 4.2 Các giải pháp hạn chế và nổ vỡ bình chịu áp lực 72 4.2.1 Các giải pháp hạn chế giảm ứng suất cho phép
4.2.2 Các giải pháp hạn chế tăng áp suất quá mức
72 74 4.2.3 Các giải pháp phòng ngừa khác 75
CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN KIỂM TRA THIẾT BỊ THỰC
5.1.Tính toán kiểm tra nồi hơi điện trở 77 5.1.1 Phát biểu bài toán
5.1.2 Giải bài toán
77 77
5.2.3 Nghiệm thử, kiểm tra thực tế 84
5.2.5 Nhận xét
Trang 5KẾT LUẬN 88
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu
Hình 2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi ứng suất cho phép của
Hình 2.2 Kết cấu đáy hình ellip, chỏm cầu, bán cầu và côn 17 Hình 2.3 Biểu đồ tra giá trị hệ số A được sử dụng trong công thức đối
Hình 2.4 Biểu đồ xác định hệ số B đối với thép carbon hoặc thép hợp
kim thấp ( Có ứng suất chảy từ 165 MPa đến < 205 MPa ) 20 Hình 2.5 Biểu đồ xác định hệ số B đối với thép carbon hoặc thép hợp
kim thấp ( Có ứng suất chảy từ 205 MPa trở lên ) 20 Hình 2.6 Biểu đồ xác định hệ số B khi vật liệu là thép Austenitic 21 Hình 2.7 Biểu đồ xác định hệ số B khi vật liệu là thép Austenitic 21 Hình 2.8 Chiều dài L của vài kiểu đáy côn chịu áp suất ngoài 25 Hình 2.9 Các kiểu nắp, đáy phẳng thường được áp dụng 27
Hình 3.1 Mô hình 1 – Mô hình bình kín gia nhiệt bên trong 43 Hình 3.2 Mô hình 2 – Mô hình bình kín gia nhiệt hỗn hợp 50 Hình 3.3 Mô hình 3 – Mô hình bình hai vỏ 54 Hình 3.4 Mô hình 4 – Bình kín gia nhiệt bên ngoài bằng sản phẩm cháy 58 Hình 3.5 Đồ thị nhiệt độ - áp suất hơi bão hoà của môi chất 65 Hình 3.6 Đồ thị xác định tsc khi psc thay đổi theo nhiệt độ 69
Hình 5.4 Đồ thị tra áp suất hơi và nhiệt độ của hợp chất hydro cacbon 86 Hình 5.5 Hình ảnh thử nghiệm thuỷ lực vỏ bình LPG 87
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Bảng 3.1 Các hệ số A,B,C của hàm Antonie cho các môi chất 65
Trang 6Bảng 3.2 Hệ số Van Der Waals của một số loại khí 66 Bảng 4 Mức độ chứa của một số khí trong bình theo
