Каплевидные резервуары

В 40-х годах в целях сокращения потерь от испарения горючего были разработаны резервуары, имеющие форму капли жидкости, у которой, как известно, жидкостная пленка имеет постоянное натяжение на всей ее поверхности. Придавая резервуару форму капли, получают постоян­ное натяжение по всей поверхности жидкого горючего при наличии гид­ростатического давления и давления паров. Как показали исследова­ния, проведенные в США, для этих нагрузок каплевидная форма яв­ляется теоретически оптимальной по расходу стали. Однако при действии других внешних и внутренних нагрузок (вакуум, снег, ветер, частичное наполнение и др.) необходимо устраивать ребра жесткости, поддерживающие конструкции и другие устройства, что снижает эко­номичность резервуаров. Конструкции каплевидных резервуаров обычно имеют одну из трех геометрических форм: 1) круглый резервуар, осе­симметричный в плане, в виде тела вращения; 2) резервуар в виде ци­линдрической капли одинарной кривизны с прямоугольной продольной осью; 3) резервуар в виде вытянутой капли двоякой кривизны с криво­линейной продольной осью.

Круглые осесимметричные каплевидные резервуары, рассчитанные с учетом гидростатического и внутреннего давления, несут в 2 раза боль­шую нагрузку, чем вертикальный атмосферный резервуар того же объе­ма. При этом масса каплевидного резервуара в 1,4, а стоимость в 1,3 ра­за больше стоимости вертикального атмосферного резервуара. Однако это удорожание резервуаров при объемах 2000—6000м³ окупается в те­чение 2—3 лет эксплуатации в результате сокращения потерь от испа­рения.

Резервуары каплевидной формы используются при внутренних дав­лениях до 0,14 МПа. При больших давлениях рациональны резервуары сферической формы.

Геометрическая форма определяется исходя из объема резервуара и исходной расчетной нагрузки: гидростатического давления и максималь­ного давления в газовом пространстве. Возможно применение резервуа­ров каплевидной формы и объемами более 6000м³. В этом случае де­лают так называемые многоторовые резервуары (см. рис. 10.1,з). Та­кая конструкция позволяет получить при высоте 10—15 м рациональные объемы до 25 000 м³ резервуаров, эксплуатируемых при давлении до 0,1 МПа и вакууме 0,003 МПа. Конструктивно многоторовый каплевид­ный резервуар образуется из пересекающихся каплевидных оболочек, поддерживаемых с помощью стоек и ребер по всему контуру.

Постоянное растяжение вдоль направляющих контура достигается в резервуарах, имеющих форму цилиндрической капли (см. рис. 10.1,ы). Конструкция резервуаров такой формы достаточно проста, и они могут быть изготовлены методом рулонирования.

В ЦНИИпроектстальконструкции разработан ряд схем цилиндриче­ских оболочек или плоской гибкой мембраны. Рациональная высота ре­зервуара объемом 15 000—25000м³, эксплуатируемого при давлении до 0,14 МПа, находится в пределах 12—13м. Разработан ряд схем цилинд­рических каплевидных резервуаров, при этом для резервуара объемом 12 000 м³ расход стали составил 15,7 кг/м³.

В табл. 10.10 приведены основные параметры резервуаров повышен­ного давления, рациональная область применения которых —длитель-