दबाव पोत डिजाइन: 17 तथ्य जो आपको जानना चाहिए

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दबाव वाहिकाओं में प्राथमिक और माध्यमिक तनाव | दबाव पोत तनाव विश्लेषण | दबाव पोत डिजाइन प्रक्रिया:


एक पोत को डिजाइन करने में पहला कदम आवेदन और विशिष्टताओं का उद्देश्य है जो कंटेनर विशेषताओं को कार्य करता है। तरल और गैसों का पर्यावरण और प्रकृति अन्य महत्वपूर्ण कारक हैं।
डिजाइन में पैरामीटर शामिल हैं:

  • तापमान और दबाव (अधिकतम सुरक्षा)।
  • सुरक्षा के कारक।
  • मात्रा रखने की क्षमता।
  • क्षय भत्ता
  • डिज़ाइन तापमान।


गोलाकार पोत:


M=\\frac{3}{2}PV\\frac{\\rho }{\\sigma }
कहा पे,
एम = द्रव्यमान, (किलो)
पी = दबाव अंतर (गेज दबाव), (पीए)
वी = मात्रा,
\\rहो = The density of the vessel material, (kg/m3)
\\सिग्मा = The maximum working stress that material can tolerate. (Pa)

गोलार्द्ध के सिरों वाला बेलनाकार पोत:


M=2\\pi R^{2}(R+W)P\\frac{\\rho }{\\sigma }
कहा पे,
आर = त्रिज्या
डब्ल्यू = मध्य सिलेंडर चौड़ाई
कुल चौड़ाई = (डब्ल्यू + 2 आर)
पतली दीवारों वाले दबाव वाहिकाओं में तनाव:
\\sigma _{\\Theta }=\\sigma long=\\frac{Pr}{2t}
अनुदैर्ध्य अक्ष में तनाव

पी आंतरिक गेज दबाव है,
r गोले की आंतरिक त्रिज्या है,
गोले की दीवार की मोटाई t द्वारा निरूपित की जाती है।

तनाव के लिए दबाव पोत समीकरण | दबाव पोत समीकरण | दबाव पोत सूत्र | अनुदैर्ध्य तनाव दबाव पोत:

\\sigma _{\\Theta }=\\frac{Pr}{t}
\\sigma long=\\frac{Pr}{2t}
सिग्मा = अनुदैर्ध्य दिशा में तनाव, पी आंतरिक गेज दबाव है, और सिग्मा = अनुदैर्ध्य दिशा में तनाव
r गोले की आंतरिक त्रिज्या है,
गोले की दीवार की मोटाई t द्वारा निरूपित की जाती है।

दबाव पोत डिजाइन
दबाव पोत डिजाइन
छवि क्रेडिट: कडांगो, जलाशय सिलिंड्रिक एसयूएस प्रेसेशन कॉन्ट्रेंटे, सीसी द्वारा एसए 3.0

दबाव पोत का यांत्रिक डिजाइन | दबाव पोत डिजाइन | दबाव पोत गणना | दबाव पोत कैसे डिजाइन करें | दबाव पोत आयाम

डिजाइन की रूपरेखा बनाएं:
आयामों का उपयोग करके पोत की आवश्यकताओं को डिजाइन और बनाएं।
आकार, व्यास, लंबाई, दबाव, तापमान और निर्माण सामग्री जैसे आयाम शामिल करें।
यांत्रिक शक्ति का पता लगाएं:
सॉफ्टवेयर का उपयोग करके यांत्रिक गणनाओं का पता लगाएं।
सॉफ्टवेयर 2D या 3D दोनों चित्र देता है:
दबाव पोत डिजाइन ड्राइंग:

डिजाइन मानकों:
पोत के आवेदन का उद्देश्य।
ऑपरेटिंग दबाव और तापमान
निर्माण के लिए सामग्री
पोत सिर प्रकार
अभिविन्यास: क्षैतिज या लंबवत
आयाम
उद्घाटन और कनेक्शन
हीटिंग और कूलिंग के लिए आवश्यकताएँ
सतह खत्म
बाहरी कारक
भौतिक गुणों पर लागू सुरक्षा कारकों का उपयोग करके डिज़ाइन तनावों को समायोजित किया जाता है, जिनमें निम्न शामिल हैं:
उपज शक्ति (डिजाइन अस्थायी)
अंतिम तन्यता ताकत (कमरे का तापमान)
रेंगना ताकत (डिजाइन अस्थायी)

दबाव पोत के लिए गैसकेट डिजाइन:

एक गैसकेट इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि फ्लैंगेस पोत की सतह पर विशिष्ट मात्रा में संपीड़ित भार बनाने में सक्षम होना चाहिए। इसने बिना किसी दबाव के एक सील बनाई। गैस्केट को निकला हुआ किनारा सतहों से जोड़ा जाना चाहिए और आंतरिक voids और रिक्त स्थान को कम करने के लिए संपीड़ित किया जाना चाहिए।


एक गैर-गोलाकार दबाव पोत का डिज़ाइन:

बेलनाकार आकार की ज्यामिति के कारण, अधिकांश दबाव पोत और पाइप फ्लैंग्स में एक गोलाकार क्रॉस सेक्शन होता है। हालांकि, कुछ दबाव वाहिकाओं या दबाव नलिकाएं हैं जहां एक आयताकार या अन्य गैर-गोलाकार आकार की आवश्यकता होती है, चाहे अंतरिक्ष या प्रक्रिया कारणों से।


पानी के दबाव पोत डिजाइन:

हीड्रास्टाटिक परीक्षण
जल दबाव पोत डिजाइन
छवि क्रेडिट: पीटर साउथवुड, हीड्रास्टाटिक परीक्षण, सीसी द्वारा एसए 4.0


हाइड्रोस्टेटिक परीक्षण परीक्षण के लिए पानी का उपयोग करता है।
यह एक ऐसी विधि है जिसमें पाइपलाइन सिस्टम, गैस सिलेंडर, बॉयलर और दबाव पोत शामिल हैं। सिस्टम से ताकत और किसी भी तरह के रिसाव की जांच के लिए इन घटकों का परीक्षण किया जाता है।
वांछित परिस्थितियों में काम करने वाले उपकरणों की मरम्मत और प्रतिस्थापन के लिए हाइड्रो परीक्षण काफी आवश्यक हैं।
हाइड्रोस्टेटिक परीक्षण एक प्रकार का दबाव परीक्षण है जो पानी का उपयोग करके और उन घटकों में पानी भरकर काम कर सकता है जो सिस्टम के भीतर निहित हवा को हटाते हैं। और यह सिस्टम पर डिज़ाइन के दबाव के 1.5 गुना तक दबाव डालता है।

दबाव पोत में स्थिर सिर की गणना कैसे करें:


दबाव पोत अंत टोपी डिजाइन (सिर):
पोत के डिजाइन दबाव में शामिल हैं:
स्थिर शीर्ष = द्रव के भार के कारण उत्पन्न दाब
आंतरिक दबाव पर कार्य करना।
उच्च तरल ऊंचाई के परिणामस्वरूप उच्च दबाव होता है।
स्थैतिक द्रव का दबाव तरल के रूप, कुल द्रव्यमान या सतह क्षेत्र से स्वतंत्र होता है।
दबाव = वजन / क्षेत्र = मिलीग्राम / ए

दबाव पोत स्कर्ट डिजाइन:


आमतौर पर लंबे कॉलम को स्कर्ट सपोर्ट दिया जाता है।
कंटेनर के ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास को दबाव वाहिकाओं में स्कर्ट समर्थन द्वारा समर्थित किया जाता है। स्कर्ट सपोर्ट का उपयोग करने का लाभ यह है कि यह सपोर्ट पर तनाव की मात्रा को कम करता है।
स्कर्ट एक बेलनाकार खोल स्तंभ है जिसका व्यास बर्तन के बाहरी व्यास के बराबर या उससे अधिक है।
स्कर्ट को बर्तन के तल पर वेल्ड किया जाता है और असर प्लेट के ऊपर बैठता है।
असर प्लेट कंक्रीट नींव प्रणाली के शीर्ष पर स्थित है।

दबाव पोत स्कर्ट समर्थन डिजाइन:

  1. पोत का मृत वजन।
  2. पोत का परिचालन वजन।
  3. पार्श्व भार
  4. हवा का भार
  5. भूकंपीय भार

स्कर्ट वे समर्थन हैं जो ऊर्ध्वाधर दबाव वाहिकाओं में उपयोग किए जाते हैं। वे कंटेनर के अंदर द्रव के दबाव से भार नहीं लेते हैं।
स्कर्ट समर्थन के डिजाइन के लिए पोत के वजन और अंदर के तरल पदार्थ और पर्यावरणीय भार को पूरी तरह से माना जाता है।
लंबे दबाव वाले जहाजों के समर्थन के लिए स्कर्ट कम खर्चीला डिज़ाइन देता है।
डब्ल्यू + एफडब्ल्यू + ईडब्ल्यू = कुल भार।

एक जैकेट वाले दबाव पोत का डिजाइन:

एक जैकेट वाला बर्तन एक कंटेनर है जिसे एक ठंडा या हीटिंग "जैकेट" के साथ पोत को घेरकर इसकी सामग्री के तापमान को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसके माध्यम से एक ठंडा या हीटिंग तरल पदार्थ परिचालित किया जाता है।
एक जैकेट एक बाहरी गुहा है जो एक सुसंगत प्रदान करता है गर्मी विनिमय इसके अंदर चल रहे द्रव और बर्तन की दीवारों के बीच।
लाइनर-लेस कम्पोजिट प्रेशर वेसल (CPV), जिन्हें कुछ सेक्टरों में टाइप 5 (टाइप V) टैंक के रूप में भी जाना जाता है, सबसे कुशल कंपोजिट प्रेशर वेसल (फट दबाव x वॉल्यूम / वजन) हैं।

वैक्यूम दबाव पोत डिजाइन:

वैक्यूम दबाव पोत डिजाइन एक डिजाइन दबाव का उपयोग करता है जो पोत के पूर्ण वैक्यूम के अनुसार होता है कि आंतरिक दबाव वैक्यूम होता है और बाहरी दबाव 100kpa हो जाता है जो वायुमंडलीय दबाव होता है।


दबाव पोत थकान गणना:

सामग्री का थकान जीवन पहले निर्धारित किया जाता है। सामग्री की विफलता की जांच के लिए कई नमूनों का परीक्षण करके सामग्री की थकान का निर्धारण किया जाता है।
प्रत्येक तनाव स्तर पर, चक्रों की संख्या की गणना करने में सक्षम होना चाहिए। परीक्षण के नमूने अत्यधिक पॉलिश किए गए गोल बार होते हैं जो निर्माण के समान समान होते हैं। एक टेस्ट बार को लोड के साथ घुमाया जाता है ताकि बार की सतह पर एक फाइबर तनाव में हो और फिर संपीड़न में बार घुमाए जाने पर, जिसके परिणामस्वरूप दिखाया गया है कि एक पूर्ण तनाव उलटा हुआ है।

कई तनाव चक्र हैं, प्रत्येक एक अलग तनाव परिमाण और चक्रों की संख्या के साथ। प्रत्येक तनाव चक्र से थकान क्षति बढ़ जाती है, इसलिए सभी तनाव चक्रों के कुल प्रभाव की गणना की जानी चाहिए। खान का नियम:

दबाव पोत आकार:


हालांकि दबाव वाहिकाओं संभावित रूप से किसी भी रूप में हो सकते हैं, अधिकांश गोले, सिलेंडर और शंकु के हिस्से से बने होते हैं।
एक लोकप्रिय डिजाइन एक सिलेंडर है जिसमें अंत टोपी होती है जिसे हेड कहा जाता है। सबसे अधिक बार होने वाले सिर के रूप गोलार्द्ध या व्यंजन हैं।

एक ऊर्ध्वाधर दबाव पोत समर्थन का डिजाइन:


उनके पास बेहतर दबाव वितरण है, जिससे वे अधिक सुरक्षित हैं।
वे कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण उनकी सामग्री को आसानी से और सहजता से बहने देता है।
उन्हें अपने निवास के लिए कम जमीन की आवश्यकता होती है।

दबाव पोत में क्षेत्र मुआवजा विधि:


नोजल सुदृढीकरण क्षेत्र मुआवजे की विधि है।
इस विधि का प्रयोग तब किया जाता है जब दाब पात्र के कटे हुए भाग में छेद हो।

खोल और सिर से एक क्षेत्र हटा दिया जाता है। हटाया गया क्षेत्र जोड़े गए क्षेत्र के बराबर होना चाहिए और इसे उद्घाटन के पास समान मात्रा में क्षेत्र से सुदृढ़ करना चाहिए।


समग्र दबाव पोत विश्लेषण:


समग्र दबाव पोत प्रणाली के विश्लेषण का उद्देश्य यह है कि यह प्रणाली की भंडारण क्षमता को विशिष्ट स्तर तक बढ़ाए। इसलिए, स्टील के बर्तन का उपयोग करते हुए, पोत के डिजाइन का विस्तृत विश्लेषण बहु-अक्षीय तनावों के अनुसार किया जाना चाहिए, जो सिलेंडर और सिर के संक्रमण क्षेत्र में टैंक डिजाइन प्रणाली से उत्पन्न होते हैं।

दबाव पोत के लिए न्यूनतम दीवार मोटाई:


1/16 इंच न्यूनतम दीवार मोटाई है जो दबाव वाहिकाओं के लिए उपयोग की जाती है।
दबाव पोत मात्रा सूत्र:

कहा पे,
वी = मात्रा,
r= आंतरिक सतह की त्रिज्या
ए = पोत का क्षेत्रफल
मैं = जड़ता का क्षण।

दबाव पोत प्रमुख तनाव:


वहाँ दॊ है मुख्य तनाव दबाव पोत में।
चक्कर दाब
अनुदैर्ध्य तनाव
इससे पता चलता है कि पोत की सतह के साथ तनाव का परिणाम होना चाहिए जो आंतरिक दबाव को संतुलित करता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न/लघु नोट्स:


दबाव पोत का उद्देश्य क्या है:


दबाव वाहिकाओं के भीतर गैसों और तरल पदार्थों को उच्च दबाव में रखा जाता है।
बॉयलर, जलाशयों, अत्यधिक दबाव वाले वायवीय सिलेंडरों और औद्योगिक उपयोगों में अन्य चीजों के साथ दबाव वाहिकाओं का उपयोग किया जाता है।


दबाव वाहिकाओं कैसे काम करती हैं:


यह उच्च दबाव या बढ़ते दबाव पर काम करता है। यह उस दबाव तक पहुँचता है जो अनुप्रयोग कार्य को इस तरह से काम करता है कि यह गैसों या तरल पदार्थों को भंडारण टैंक में रखता है।
यह वाल्व के माध्यम से या के माध्यम से दबाव प्रदान करता है गर्मी का हस्तांतरण.


दबाव वाहिकाओं के प्रकार क्या हैं:

दबाव पोत प्रकार उद्योगों में अनुप्रयोगों की कार्यक्षमता के लिए जहाजों के डिजाइन पर निर्भर करता है। मुख्य रूप से दबाव वाहिकाओं को अनुप्रयोगों के लिए उनके उद्देश्य के अनुसार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। उपरोक्त कारकों के अनुसार मुख्य रूप से दबाव वाहिकाओं के तीन प्रकार होते हैं:


भंडारण बर्तन:

ये टैंक मुख्य रूप से औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हैं। ये आमतौर पर क्षैतिज या लंबवत तरीके से उपयोग किए जाते हैं। यह तेल, क्लोरीन और प्राकृतिक गैसों जैसे तरल पदार्थ और गैसों को संग्रहीत करता है। यह किसी भी आकार की रेंज में उपलब्ध हो सकता है। यह उनके ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज शिष्टाचार के लिए बेलनाकार या गोलाकार जैसे चर आकार में उपलब्ध है। बाहरी वातावरण को ध्यान में रखते हुए उत्पाद के प्रकार के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री कार्बन स्टील है।
ऐसे जहाजों को सावधानीपूर्वक निर्माण की आवश्यकता होती है क्योंकि उचित रखरखाव के बिना आंतरिक पदार्थ खराब हो सकते हैं।
प्रक्रिया वाहिकाओं:

निर्माण के दौरान आवश्यक विनिर्देशों तक पहुंचने के लिए प्रक्रिया जहाजों को आवेदन की आवश्यकताओं के अनुसार डिजाइन किया गया है। दबाव वाहिकाओं में विभिन्न प्रक्रियाएं की जा सकती हैं।
दबाव वाहिकाओं का उपयोग आवेदन के आधार पर अन्य उत्पादों के साथ संयोजन में किया जा सकता है। तो ऐसे पोत घटकों के लिए आवश्यक निर्माण सामग्री अद्वितीय सामग्री या कई अलग-अलग सामग्रियों की हो सकती है।
इन दबावों के लिए निम्नलिखित महत्वपूर्ण कारकों की आवश्यकता होती है:
उचित डिजाइनिंग
अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं तक पहुंचने वाले गुणों के आधार पर उचित सामग्री चयन।
विनिर्देशों के अनुसार सावधानीपूर्वक और उचित निर्माण।


एक आटोक्लेव और एक दबाव पोत के बीच अंतर क्या है:


आटोक्लेव एक प्रकार का दबाव पोत है।
दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि आटोक्लेव दबाव वाहिकाओं के प्रकार हैं जो उच्च दबाव और उच्च तापमान का उपयोग करते हैं, शरीर को ऐसे उच्च तापमान और दबाव को बनाए रखने में सक्षम होना चाहिए।

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