اپلیکیشن طراحی مخازن تحت فشار
- سهولت و سادگی فوق العاده در کار با اپلیکیشن
- محیط کاربر پسند
- قابلیت تعیین هندسه و متریال
- نمایش گرافیکی تنش‌ها و کرنش‌های پلاستیک
- قابلیت تعیین ضریب ایمنی
- اعلام هشدار در صورت رد کردن محدوده مجاز پلاستیک
- نصب و استفاده فوق العاده آسان
توضیحات اپلیکیشن طراحی مخازن تحت فشار
مخازن تحت فشار چیست؟
مخازن تحت فشار، محفظه‌هایی حاوی مایع، بخار یا گاز هستند که در صنایع مختلف مانند صنایع نفت و پتروشیمی، صنایع غذایی و شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نمونه‌هایی از مخازن تحت فشار شامل رآکتورها، فلاش درام، جداکننده‌ها و هیت اکسچنجرها می‌باشد.
طراحی مخازن تحت فشار
با توجه به اینکه مخازن تحت فشار، تحت فشار داخلی یا بیرونی قرار می‌گیرند، بررسی این مخازن از نظر تنشی بسیار اهمیت دارد. در صورتی‌که فشار داخلی بیش از اندازه به مخزن اعمال شود، مخزن دچار تسلیم می‌شود و امکان گسیختگی آن وجود دارد. بنابراین حتماً می‌بایست این مخازن با انجام محاسبات اصولی و با درنظر گرفتن یک ضریب ایمنی طراحی شوند.
اپلیکیشن طراحی مخازن تحت فشار چیست؟
اپلیکیشن‌های مهندسی بخش نوظهوری در حوزه شبیه‌سازی هستند که در این لینک می‌توانید بیشتر در مورد آن‌ها اطلاعات کسب کنید.
اپلیکیشن طراحی مخازن تحت فشار که تولید آن توسط مجموعه آموزشی کامسولینک انجام شده است، می‌تواند با گرفتن ورودی‌های مربوط به طراحی مخزن از نظر ابعاد و متریال و همچنین شرایط کاری مخزن یعنی فشار داخلی، پس از انجام محاسبات به شما بگوید آیا فشار اعمالی ایمن هست یا خیر.
اپلیکیشن طراحی مخزن تحت فشار شامل چه مواردی است؟
در این اپلیکیشن امکان تعیین نوع هندسه، تعیین خواص جنس بکار رفته و تعیین فشار درونی نهایی وجود دارد.
بخش هندسه اپلیکیشن مخازن تحت فشار
ورودی‌های قابل کنترل این اپلیکیشن در بخش هندسه شامل شعاع بیرونی، ضخامت، طول قسمت فلنج، شعاع سر مخزن و همچنین شعاع قسمت گذار از سر مخزن به سمت فلنج است. همچنین در بخش متریال کاربر می‌تواند جنس ماده را با وارد کردن مدول یانگ، چگالی، ضریب پواسون و تنش تسلیم در سه راستا تعیین کند. همچنین به علت نوع خاص عملیات انجام شده بر روی ماده مورد استفاده در مخازن تحت فشار، معمولاً جهت سوم یعنی جهت خارج از صفحه تنش تسلیم بالاتر دارد که در این اپلیکیشن امکان تعیین تنش تسلیم در هر سه راستای اصلی و در راستاهای تنش برشی وجود دارد.
تعیین نوع درپوش مخازن تحت فشار
درپوش مخازن تحت فشار یا به اصطلاح Crown مخزن انواع مختلفی دارد. دو نمونه از پرکاربردترین آن‌ها Klopper و Korbbogen می‌باشد که تفاوت آن‌ها صرفاً در رابطه بین شعاع درپوش با شعاع مخزن و همچنین شعاع بخش Knuckle (همان بخش اتصال درپوش به بدنه اصلی) می‌باشد. در اپلیکیشن اطلاعات کافی برای تغییر پارامترها برای استفاده از هر کدام از این درپوش‌ها موجود است. همچنین کاربر می‌تواند روابط دلخواه خود را برای درپوش وارد نماید.
بخش متریال اپلیکیشن مخازن تحت فشار
در بخش متریال کاربر می‌تواند جنس ماده را با وارد کردن مدول یانگ، چگالی، ضریب پواسون و تنش تسلیم در سه راستا تعیین کند. همچنین به علت نوع خاص عملیات انجام شده بر روی ماده مورد استفاده در مخازن تحت فشار، معمولاً جهت سوم یعنی جهت خارج از صفحه تنش تسلیم بالاتر دارد که در این اپلیکیشن امکان تعیین تنش تسلیم در هر سه راستای اصلی و در راستاهای تنش برشی وجود دارد.
دقت داشته باشید میزان دقت مقادیر ورودی، تعیین کننده دقت نتایج خروجی می‌باشد.
رفتار پلاستیک کامل
در طراحی این اپلیکیشن رفتار ماده پلاستیک کامل فرض شده است که به این معنی است که اثر سخت شوندگی وجود ندارد. بنابراین ماده بلافاصله پس از رد کردن نقطه تسلیم وارد مرحله پلاستیک می‌شود. اپلیکیشن مخزن تحت فشار این امکان را دارد که برای میزان فشار اعمالی به مخزن، در خروجی به کاربر بگوید چه مقدار از ماده و کدام نواحی وارد تغییر شکل پلاستیک شده‌اند.
فشار داخلی مخزن تحت فشار در اپلیکیشن طراحی مخازن تحت فشار
این اپلیکیشن به گونه‌ای طراحی شده است که کاربر برای اعمالی فشار نهایی مدنظر خود از یک فشار پایین‌تر شروع کند و با تعیین گام افزایشی فشار به فشار نهایی برسد. فشار اولیه 10 مگاپاسکال است که توصیه می‌شود از این میزان کمتر نشود. همچنین گام افزایشی فشار نیز یک مگاپاسکال است. در نتیجه این تنظیمات در بخش نتایج، کاربر قادر خواهد بود روند افزایش کسر حجمی تسلیم شده را نسبت به افزایش فشار درونی مشاهده کند.
ضریب ایمنی در اپلیکیشن طراحی مخازن تحت فشار
در این اپلیکیشن حرفه‌ای این امکان وجود دارد که کاربر بتواند ضریب ایمنی را نیز تعیین کند. مقدار پیشفرض این ضریب 1.5 است که توصیه می‌شود از این مقدار کمتر نشود.
تعیین مقدار مجاز ناحیه تسلیم در اپلیکیشن طراحی مخزن تحت فشار
اپلیکیشن طراحی مخزن تحت فشار به نحوی مدلسازی شده است که پس از پلاستیک شدن کسری از جسم برای یک فشار خاص، نرم افزار بصورت خودکار در آن فشار متوقف شود. فرض کنید کاربر مقدار نهایی فشار را 80 مگاپاسکال تعیین کرده باشد. در این حالت اپلیکیشن مثلاً از 10 مگاپاسکال فرایند را آغاز می‌کند و به تدریج با توجه به گام تعیین شده افزایش پیدا می‌کند تا به مقدار نهایی فشار برسد. در این بین اگر در فشار 30 مگاپاسکال کسر حجمی ناحیه تسلیم، از مقدار مجاز فراتر رود، محاسبات متوقف شده و فشار 30 مگاپاسکال به عنوان حداکثر فشار مجاز نمایش داده می‌شود.
در دو تصویر بالا دو نوع نتیجه متفاوت نشان داده شده است، در سمت راست تنش فون میسز و در سمت چپ کرنش پلاستیک مخزن تحت فشار. در هر دو تصویر بالای پنجره گرافیک یک جمله به عنوان اخطار به کاربر نمایش داده شده است که یکی از آن‌ها با رنگ سبز به کاربر اعلام می‌کند فشار نهایی که اعمال کرده است در محدوده تنشی مجاز قرار دارد و دیگری با رنگ قرمز به کاربر هشدار می‌دهد که فشار اعمالی محدوده مجاز پلاستیک شدن را رد کرده است و در عین حال مقدار بیشینه مجاز فشار اعمالی را اعلام می‌کند.
در گراف بالا نیز مقدار کسرحجمی ناحیه تسلیم با توجه به فشار اعمالی به مخزن نشان داده می‌شود.
