Толщина баллона газового: Какую толщину стенок имеют стандартные газовые, бытовые баллоны под пропан 40-50 литров?

Виды баллонов для ГБО на автомобиль

От того, какой газовый баллон для авто будет использовать при монтаже ГБО, зависит многое. В первую очередь, останется ли в машине свободное пространство для хранения, удобно ли будет использовать и обслуживать оборудование в дальнейшем. Поэтому отнестись к выбору стоит с особой внимательностью.

Основные виды баллонов для ГБО

Часто специалисты рекомендуют установку цилиндрического или тороидального устройства, иногда – плоского. Каждый из них имеет особенности, достоинства и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Тороидальный баллон

Если Вы устанавливаете ГБО на легковой автомобиль, то в 90% случаях Вам поставят его. Производятся в соответствии с международным стандартом ГОСТ ISO 11439-2014. По форме баллон напоминает автомобильное колесо. Поэтому его просто установить на место хранения запаски. Таким образом не занимается свободное пространство багажника, не нужно продумывать систему крепления ёмкости под днищем автомобиля. Снаружи установить тоже можно. Но придется приобрести более прочный образец. Различают внутренние и наружные тороидальные баллоны, с внутренней и наружной горловиной.

Другим преимуществом является вес. Толщина стенки варьируется от 2.5 до 3.5 мм. Баллон объёмом 23 литра весит 23 кг., объёмом 94л. – 42 кг. Тороидальный тип подходит только для заправки сжиженной пропан-бутановой смеси. Она отличается низкой ценой и позволяет существенно сократить расходы на топливо. Топливо под давлением он просто не выдержит. Слишком тонкие стенки.

Эти баллоны хорошо подходят для легковых автомобилей. Для более внушительных моделей авто подойдут другие типы.
Необходимо отметить, что баллоны для сжиженных газов нельзя заправлять более чем на 80%. Связано это с тем, что при повышении температуры газовая смесь расширяется, следовательно, нужно оставить свободное место на этот случай.

Установленный внутри багажника Kia Sportage тороидальный баллон

Плюсы

• Небольшой вес.
• Небольшой размер.
• При установке тороидальный баллон ставится на место запасного колеса, следовательно, не занимает свободное место в багажнике.
• При установке под днищем практически незаметен.
• Широкий выбор. Можно подобрать размер под машину.
• Срок службы 10 лет.

Минусы

• Небольшой объем. Возможный литраж тороидального баллона не превышает 95 л.
• Необходимость поиска нового места для хранения запасного колеса.
• Нельзя заправлять более чем на 80%. Должно остаться свободное пространство на случай повышения температуры.
• Затрудненный доступ. Чтобы проверить состояние устройства необходимо разобрать багажник.
• В силу особенностей конструкции тороидальные баллоны используются только для сжижаемых газов. Не подходят для метана.
• Необходимо проходить освидетельствование каждые 2 года.

Цилиндрический баллон

Производятся в соответствии с ГОСТ 33986—2016. Этот вид используется как для пропан-бутановой, так и для метановой топливной смеси. Размеры этих баллонов для ГБО почти не ограничены. У производителей можно найти надежные конструкции объемом до 200 литров. Устанавливать можно как внутри авто, так и снаружи. Последний вариант встречается чаще на больших транспортных средствах.

Баллон на 200л

Основным недостатком цилиндрического типа является вес и размер. Баллон объёмом 30л. весит 15 кг., 200л. – 65кг. Для метановых вес может доходить до 175кг. Большой вес обусловлен тем, что метан закачивается в сжатом виде под давлением 200-250 атмосфер. Соответственно предъявляются повышенные требования к прочности. Толщина стенок от 5 до 11 мм. Не должно быть сварных швов.

Тем не менее этот тип остается самым распространенным, надежным и неприхотливым в эксплуатации.

Плюсы

• Надёжность.
• Большой объём.
• Срок службы от 15 до 25 лет.
• Легкость в установке и обслуживании.
• Универсальность. При желании можно установить такие баллоны для ГБО на УАЗ или легковое авто. Разница лишь в размере.
• Хорошая защищенность от воздействия внешних факторов и долговечность.

Минусы

• Большой вес.
• Необходимо проверять баллон каждые 3 года (если он из углеродистой стали) или каждые 5 лет (если он из легированной стали).
• Занимает много места как внутри, так и снаружи автомобиля.

Плоский баллон

По сути, этот вариант состоит из нескольких цилиндрических. Они надежно скрепляются вместе путем сварки, образуя единую прямоугольную конструкцию. Таким образом можно не только увеличить полезный объем устройства, но и сделать его более подходящим для конкретного типа автомобиля. Занимает мало места.

Подобные баллоны найти не просто. Часто их делают на заказ, под конкретную конфигурацию. Но зато они сохраняют в себе все преимущества цилиндрических и тороидальных. Что касается недостатков, то одним из явных станет слабая распространенность и, как следствие, высокая цена газового баллона. Также ждите трудностей в дальнейшем обслуживании. Сервисный центр, специализирующийся на конструкциях этого типа можно найти не в каждом городе.

Также бывают сдвоенные, спаренные баллоны. Они достаточно распространены. Обслуживать их проще. По сути, это два скреплённых между собой цилиндрических типа. Они занимают много места и устанавливаются на крупные автомобили.

Как выбрать газовый баллон для ГБО

Параметров, на которых необходимо основываться, выбирая тот или иной вариант, много. Отметим самые главные из них:

1. Стоимость. Она напрямую зависит от размера и емкости. Чем больше баллон, тем больше денег за него придется выложить. С другой стороны, внушительное устройство реже придется заправлять. Для крупных автомобилей и при дальних поездках это крайне важно. Баллоны для ГБО на газель и другие большие транспортные средства должны быть не меньше 80 л. Как правило, чем больше автомобиль, тем больше расход топлива. Ёмкости большего объёма позволят реже заправляться.
2. Тип топлива. Здесь сложнее. Если планируется использование распространенной пропан-бутановой смеси, выбирайте любой вариант. Но для метана давление в баллоне должно быть не меньше 200 атмосфер. До такого состояния его сжимают, чтобы использовать в качестве топлива. Выдержать такую нагрузку сможет только цилиндрический тип.
3. Производитель. Качество газовых емкостей напрямую зависит от того, кто их сделал. Лидерами на рынке считаются компании Lovato, Atiker, Digitronic. Все три можно назвать надежными и безопасными в использовании. Но Атикер несколько ниже по цене.

Наиболее часто сервисные центры предлагают установку цилиндрических емкостей компании Ловато. Этот вариант действительно можно назвать самым удачным. Хорошее качество сборки, приемлемая цена, простота в обслуживании – установить такое ГБО можно с минимальными тратами денег и на длительный срок.

Как правильно устанавливать газовые емкости?

Сам по себе процесс не сложный, но ответственный. Опытный мастер справиться с задачей за пару часов. Некоторые умельцы предпочитают сделать все сами. Но гораздо важнее не сам монтаж, а безопасность. ГБО это сложная система, которую необходимо точно настроить и отрегулировать. Вдобавок если баллон установить неправильно, то вполне может произойти утечка, прорыв газовой магистрали или же отвал ёмкости при езде (в случае установки снаружи). Дальнейшие последствия могут быть очень печальными.

Вторая проблема – это обязательная регистрация ГБО в ГИБДД. Вам в любом случае придётся проходить освидетельствование системы и ни одна нормальная компания не будет брать на себя ответственность за непонятно, как и кем установленное оборудование. Без регистрации эксплуатация транспортного средства запрещена. Водитель даже не сможет пройти ежегодный техосмотр для ОСАГО.

Компания Power-Gas предлагает установку ГБО с регистрацией в ГИБДД. Наши специалисты помогут подобрать подходящий размер тороидального или цилиндрического баллона, будь то легковой автомобиль, предназначенный для частного использования или коммерческий транспорт. И Вам не придётся переплачивать за ненужный объём или второй баллон. Обратитесь к нам уже сегодня и получите квалифицированную консультацию по монтажу ГБО.

Как быть с запаской после установки газового оборудования?

На самом деле этот вопрос не является таким уж важным. Если это единственное, что останавливает Вас от приобретения ГБО, сомнения можно откинуть. Запасное колесо в большинстве случаев можно оставить там же, в багажнике. Просто поместить его на хранение придется вертикально, а не горизонтально.

Как правильно эксплуатировать газовые емкости?

В использовании ГБО и емкостей тороидального и цилиндрического типа нет ничего сложного. При прохождении своевременных проверок и техобслуживания оно прослужит много лет, не причиняя неудобств и не нарушая безопасности. Само ГБО при этом необходимо проверять ежегодно.

Как часто нужно проверять газовые баллоны?

Тороидальные – каждые 2 года.

Цилиндрические проверяют в зависимости от материала, из которого изготовлен баллон.

Этот срок составляет:

• 2 года – углепластик.
• 3 года – металлокомпозитные материалы и углеродистая сталь.
• 5 лет – легированная сталь.

Баллоны для пропан-бутана в любом случае проверяют каждые 2 года.

Срок службы

Для тороидальных он составляет 10 лет, для цилиндрических – 15-25 лет. После истечения этого срока баллон необходимо заменить на новый.

Рекомендации

Раз в месяц проверяйте, хорошо ли закреплён баллон. Это особенно важно при наружном креплении.

Нельзя оставлять автомобиль в замкнутом помещении с полностью заправленным газовой смесью баллоном.

Не заправляйте его больше, чем на 80%.

Необходимо оберегать баллоны от перегревания, коррозии и ударных нагрузок. Если ржавчина покрывает более 10% поверхности, то использовать такое устройство опасно.
Максимально разрешённая температура ни в коем случае не должны превышать 82 градусов, допускается кратковременное локальное повышение до 65.

Обратитесь в компанию Power-Gas для установки ГБО 4 поколения и последующего обслуживания конструкции. Вы сможете быть уверены в надежной работе газового оборудования и безопасности автомобиля.

Кратко и емко о газовых баллонах

Газовые баллоны используются для хранения и подачи газов. Они применяются на производстве, в быту, в сфере торговли и обслуживания. Внутри газ может быть сжиженным (как вода) или сжатым. Рассмотрим основные виды газовых баллонов и их параметры, что упростит выбор резервуара для конкретного применения.

В этой статье:

• Виды газовых баллонов по хранимым газам
• Материал изготовления баллонов
• Особенности конструкции
• Объем баллонов
• Давление в баллонах
• Подключение баллона и сопутствующие детали
• Маркировка
• Правила безопасности

Виды газовых баллонов по хранимым газам

Материал изготовления баллонов

Газовые баллоны изготавливаются стальные и композитные. Материал стенок влияет на прочность, цену, массу резервуара.

Стальные баллоны – цена стальных баллонов одна из самых доступных. Они изготавливаются из углеродистой стали с толщиной стенок 3-5.2 мм. Это надежно удерживает сжиженный или сжатый газ, но влечет увеличение веса емкости. Масса баллона бывает от 7 до 80 кг, в зависимости от размеров. Металл постепенно ржавеет, поэтому старый баллон может дать утечку. Такой сосуд нельзя держать на солнце — максимальная температура эксплуатации составляет 50 градусов.

Композитные баллоны — это новое поколение, выполненное на основе стекловолокна. Снаружи емкость дополнена пластиковым кожухом, обеспечивающим устойчивость и удобство эксплуатации. Материал не ржавеет, поэтому срок службы достигает 20 лет. Прочная армированная конструкция защищает от деформаций и весит при этом почти в два раза меньше. Для сравнения: стальной пропановый баллон 50 л весит 19 кг, а композитный 47 л — 12 кг. Купить композитные баллоны стоит ввиду повышенной безопасности. При пожаре он не взрывается даже при протечке — газ медленно вытекает из него и сгорает.

Особенности конструкции

Резервуар для хранения газа изготавливается методом цельного литья или при помощи приварки днища и крышки к цилиндру. Шовные баллоны дешевле в производстве, но не рассчитаны на высокое давление. Допустимый предел составляет 3 МПа. Ввиду этого шовные варианты подходят только для хранения сжиженных газов, которые при сжатии переходят из газообразного состояния в жидкое и не создают чрезмерного давления на стенки емкости.

Бесшовные баллоны дороже, зато они выдерживают давление 150-200 атм (14.7-19.6 МПа). Это позволяет хранить в них газы, которые не переходят в жидкое состояние, а просто сильно сжимаются и увеличивают нагрузку на стенки.

Кроме этого у баллона может быть приварена наружная конструкция, защищающая вентиль от удара при падении. Она ограждает латунный элемент со всех сторон, но не препятствует подключению. Баллоны вместимостью 5-10 л могут иметь полукруглое дно. Они не предназначены для вертикального размещения. Модели от 12 л оснащаются приваренной подставкой, обеспечивающей устойчивое вертикальное положение.

Источник видео: Rugasco

Объем баллонов

Газовые баллоны выпускаются с объемом от 5 л. Чем он меньше, тем чаще придется заправлять емкость. У пропановых баллонов предел составляет 50 л. У всех остальных до 40 л. Повышенная вместимость сосуда для пропановой смеси объясняется переходом газа в жидкое состояние.

Малые баллоны 5-10 л удобны для частой транспортировки или редкого использования связанного с ними оборудования. Емкости 12-27 л не занимают много места, но позволяют реже ездить на заправку. В промышленном применении целесообразно купить баллоны 40-50 л.

Давление в баллонах

Для определения остатка газа в баллоне используют редуктор с манометрами. Манометр высокого давления показывает количество газа, а манометр низкого давления позволяет выставить расход в случае газовой сварки и резки. Когда стрелка манометра высокого давления опустилась до нуля, необходима заправка или обмен баллона на полный.

В случае бытового редуктора без манометра определить остаток газа сложнее. Резервуар можно взвесить на напольных весах, отняв массу пустой емкости. Если влажность воздуха более 60%, то конденсат оседает на прохладных стенках баллона на уровне газа, что показывает заполненность сосуда. У композитных баллонов определение остатка газа не составит труда, поскольку его видно через полупрозрачные стенки и оставленные для контроля окошки.

Подключение баллона и сопутствующие детали

Чтобы подключить газовый баллон к оборудованию (сварочному аппарату, станции газирования воды, прочим установкам), необходим регулятор давления и шланг.

Универсальных редукторов мало, остальные подбираются по типу используемого газа и бывают:

кислородные;

пропановские;

ацетиленовые;

углекислотные;

гелиевые;

аргоновые.

Есть бытовые и профессиональные редукторы. Они прикручиваются к вентилю. Подключение происходит через прокладку, иначе соединение не будет герметичным. Чем чаще снимается и устанавливается регулятор давления, тем быстрее прокладка прихлопывается и нуждается в замене.

Регуляторы для горючих и негорючих газов специально изготавливаются с левой и правой резьбой, чтобы случайно не присоединить редуктор к другому баллону. Снаружи гайки регуляторов для пропана и ацетилена помечаются поперечной насечкой. В документации резьбы обозначаются буквой L и накручиваются против часовой стрелки. Все остальные редукторы закручиваются по часовой стрелке и резьбы обозначаются буквой R.

Присоединение шланга к регулятору газа происходит через штуцер с гайкой. У них тоже правая и левая резьба в зависимости от типа газа.

Маркировка

На каждом баллоне в неокрашенном месте выбиваются ключевые сведения. В них содержится информация о:

заводе-изготовителе;

рабочем давлении;

массе;

вместимости резервуара.

При обмене пустого баллона на новый всегда проверяйте дату следующего ТО. Она выбита сразу после даты изготовления. Если число просрочено, такой баллон эксплуатировать нельзя и, соответственно, его принимать не нужно. Найти маркировку можно в верхней части баллона у вентиля.

Правила безопасности

Газовые баллоны вместимостью более 5 л нельзя хранить в жилом помещении — при утечке газ может наполнить внутреннее пространство комнаты и взорваться, разрушив здание. Для хранения применяют металлические шкафы на улице. Они замыкаются, чтобы предотвратить воровство. Размещение на лестничных площадках, чердаках, балконах тоже запрещено.

При перевозке большого количества баллонов в кузове грузового автомобиля нужны стойки или евроконтейнеры, предотвращающие удары и падения резервуаров. Перевозить баллоны по месту удобно в тележках, которые бывают одноместные и двухместные.

Чтобы защитить вентиль от случайного удара и обрыва, используют накладные колпаки. Они бывают пластиковые и стальные. При газовой сварке и резке кислородный и газовый баллоны устанавливаются на расстоянии 5 м. Такой же промежуток сохраняется до горячих предметов (радиатора отопления, места резки). Кислородный баллон нужно держать в стороне от масла и не браться за него грязными руками.

Ответы на вопросы: виды газовых баллонов и их использование

Какой баллон нужен для газового обогревателя?

СкрытьПодробнее

Большинство моделей работает от баллонов до 27 л. Их можно разместить внутри корпуса ИК-обогревателя с газовой горелкой. Для конвектора вместимость резервуара не имеет значения, поскольку баллон устанавливается отдельно.

Что будет, если газовый баллон упадет?

СкрытьПодробнее

Конструкция всех баллонов устроена так, что при падении он не должен касаться вентилем пола. Но, если на полу будут возвышенности (камень, порог, ступенька), вентиль погнется. В самом плохом случае вентиль отобьется и газ выйдет наружу. При наличие высокого остаточного давления баллон может даже взлететь.

Можно ли отравиться из-за протечки в газовом баллоне?

СкрытьПодробнее

Кислородом — нет. Горючими газами — при определенных условиях. На улице газ будет развеваться. В помещении пропан и ацетилен собираются в низинах. В маленькой комнате может наступить отравление. Храните баллоны в уличных шкафах.

Какой редуктор купить для баллона?

СкрытьПодробнее

Строго по типу используемого газа. Для бытовых нужд (например обогревателя) подойдет бытовой редуктор — “лягушка”. Для сварки — редуктор с манометрами.

Где заправить газовый баллон?

СкрытьПодробнее

Если у АЗС есть лицензия на заправку пропановых баллонов, можно привезти резервуар к ним и отдать оператору. Кислород, углекислота, ацетилен и прочие газы заправляются на специальных станциях.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Вернуться к списку

Товары

Быстрый просмотр

Баллон пропановый 47 л LiteSafe (полимерно-композит. ,взрывобезопасный)

22 190 руб

Купить

Быстрый просмотр

Штуцер со съемной гайкой М16 (блистер, ф6/9 мм, правая), GasFit

308 руб

Купить

Быстрый просмотр

Баллон пропановый 12,5 л Ragasco LPG (полимерно-композит., взрывобезопасный)

13 370 руб

Купить

Быстрый просмотр

Тележка для баллонов ГБ 1 (1 кисл. )

5 360 руб

Купить

Быстрый просмотр

Баллон аргоновый 5 -150У (новый, 5 л пустой)

3 450 руб

Купить

Собственный импорт

хит продаж

Быстрый просмотр

Рукав газовый имп. ⌀ 9,0 мм, ЧЕРНЫЙ (III кл., бухта 40 м)

53 руб / м

Купить

Собственный импорт

рекомендуем

Быстрый просмотр

Рукав газовый имп. ⌀ 9,0 мм, СИНИЙ (III кл., бухта 40 м)

57 руб / м

Купить

Собственный импорт

Быстрый просмотр

Рукав газовый имп. ⌀ 6,3 мм, СИНИЙ+КРАСНЫЙ (I+III кл., бухта 40 м), СДВОЕННЫЙ

116 руб / м

Купить

Собственный импорт

Быстрый просмотр

Рукав газовый имп. ⌀ 6,3 мм, КРАСНЫЙ (I кл., бухта 40 м)

42 руб / м

Купить

Быстрый просмотр

Редуктор пропановый БПО-5-4, БАМЗ

2 407 руб

Купить

Быстрый просмотр

Редуктор кислородный БКО-50-4, БАМЗ

2 763 руб

Купить

Быстрый просмотр

Колпак для баллона 40/50 л (пластик)

70 руб

Купить

ЦВЕТ:

черн.

• черн.
• синяя
• красная
• серые

Быстрый просмотр

Баллон кислородный 20 -150У (новый, 20 л пустой)

10 850 руб

Купить

Быстрый просмотр

Баллон ацетиленовый 5 л (новый, пустой)

8 750 руб

Купить

Быстрый просмотр

Баллон азотный 40 -150У (п/а, 40 л пустой)

11 500 руб

Купить

Бытовой газовый баллон – Отчет CAE-анализа

1.

1 Введение.

Сосуды под давлением используются для хранения сжатого газа. В соответствии с правилами газовых баллонов 2004 года, опубликованными в газете Индии, «сжатый газ» означает любой постоянный газ, сжиженный газ или газ, растворенный в жидкости под давлением, или газовую смесь, которая в закрытом газовом баллоне создает давление, превышающее 2,5 МПа при температуре +15 °C или давление, превышающее 3 МПа при +50°C, или и то, и другое. Сосуды под давлением используются во многих механических системах, таких как химические заводы, самолеты, корабли, подводные аппараты и производственные системы. Наиболее распространенными формами сосудов под давлением для хранения жидкостей или газов под внутренним давлением являются сферы и цилиндры с закрытым концом. Обычно используемый сосуд под давлением – это бытовой газовый баллон.

1.2 Фон.

1.2.1 Размер и давление.

Рисунок 1.1 Размеры бытового газового баллона. [1 &2]

На рис. 2.1 показан бытовой баллон для сжиженного нефтяного газа. Плотность сжиженного нефтяного газа примерно вдвое меньше плотности воды и колеблется в пределах от 525 до 580 кг/м ³  при 15°C. Если рассматривать бытовой газовый баллон, то он будет наполнен 14,2 кг. Давление внутри емкости/баллона для хранения СУГ будет равно давлению пара, соответствующему температуре СУГ в емкости для хранения. Давление пара зависит от температуры, а также от соотношения углеводородов в смеси. Бытовой СНГ представляет собой смесь 70% пропана и 30% бутана. Максимальное давление, создаваемое сжиженным газом при 65°C, составляет 1,66 МПа. Сведения о давлении, емкости цилиндра и размерах соответствуют данным компании Hindustan Petroleum Corporation Ltd.

Рисунок 1.2 Технический чертеж цилиндра от компании Hindustan Petroleum Corporation Ltd. [3]

Примем следующие значения за основу для анализа.

Внутреннее давление P= 2,5 МПа

Внутренний диаметр d= 314,4 мм

Толщина, t = 2,5 мм

1.2.2 Материал

Материал, используемый для газового баллона – низкоуглеродистая сталь Низкоуглеродистая сталь [4]

Модуль Юнга	2. е+005 МПа
Коэффициент Пуассона	0,3
Плотность	7.85e-006 кг/мм³
Тепловое расширение	0,1/°С
Предел текучести при растяжении	240. МПа
Предел текучести при сжатии	240. МПа
Предел прочности при растяжении	420. МПа

1.2.3 Осевые и касательные напряжения в стенках бытового баллона СУГ.

Рис. 1.3 Напряжение, действующее на стенку цилиндра.

Рассмотрим тонкий цилиндр с внутренним радиусом r, длиной L и толщиной стенки t. Цилиндр находится под внутренним давлением р, как показано на рис. 2.3.

Основными напряжениями, действующими на стенку цилиндра, являются осевые и касательные напряжения.

Tangential Press

σy = Pr/T = PD/2T

Уравнение 1

Осевое напряжение

σx = PR/2T = PD/4T

Уравнение 2

баллона сжиженного нефтяного газа рассчитаны ниже.

Касательное напряжение, σy = Pd/2t = (2,5 x 314,4) / (2 x 2,5) = 157,2 МПа

Осевое напряжение, σx =Pd/4t = (2 x 314,4) / (4 x 2,5) = 78,6 МПа

1.3 Методология.

После надлежащего фонового исследования рассчитываются теоретические значения. Анализ проводится для существующей формы цилиндра. Модель идеализирована, и для анализа рассматривается только герметичная часть. Оптимизация существующей формы рассматривается для анализа путем изменения формы концов и общей формы цилиндра.

1.4 Моделирование и анализ герметичной части цилиндра.

1.4.1 Анализ с использованием плоскости 42 и плоскости 82

Плоскость 42 и плоскость 82 являются элементами, имеющими осесимметричное поведение элементов. Таким образом, с помощью этого элемента задача решается в осесимметричном подходе. Для этого требуется только площадь поперечного сечения. В этом подходе ось Y является осью симметрии. Осевое напряжение — это напряжение по оси y, а касательное напряжение — это напряжение по оси z. Основное отличие состоит в том, что плоскость 42 является линейной, а плоскость 82 состоит из четырех элементов.

Для моделирования используется программное обеспечение proe. Такие размеры, как внутренний диаметр, внешняя высота и толщина, взяты из рисунка 1.2. Приемлемым приближением эллипсоидальной головки 2:1 является головка с радиусом изгиба 0,17D и сферическим радиусом 0,90D. В рамках идеализации изготавливается только герметичная часть цилиндра. Сварка нижней и верхней половин цилиндра расчетом не считается.

Для обоих элементов, приближенных к осесимметричной концепции, моделирование и граничные условия остаются прежними. Поверхность создается с необходимыми размерами с помощью proe с использованием опции заполнения и импортируется как iges. Затем площадь разбивается на 5 номеров. штук: 2 конца с накидкой, 2 скругления и одна вертикальная стенка. Затем для ручного создания сетки размер контролируется. После сопоставления мессинга применяются граничные условия. На рис. 2.4 показаны применяемые нагрузки и граничные условия.

Рисунок 2.4 Нагрузки и граничные условия, применяемые в Ansys

На рисунке 2.5 показаны ребра, которые контролируются для картографической сетки.

Рис. 2.5 Управление размером для наложенной сетки.

Таблица 2  Аналитический отчет с различными сетками.

НАБОР №	№. ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ				САМОЛЕТ 42		САМОЛЕТ 82
1	А	Б	С	Д	ог	σz	ог	σz
2	1	50	20	100	149,147	171,628	151,619	171,718
3	1	100	40	200	150. 894	171,718	151,604	171.756
4	1	150	50	300	151.083	171.691	151,559	171.732
5	2	150	50	300	151.191	171,706	151,51	171.701
6	2	200	60	400	151.251	171.712	151.454	171.704
7	3	200	60	400	151. 326	171.704	151.481	171,699

В таблице 2.2 показано количество делений, применяемых в различных строках для контроля размера. Узловые решения, осевое напряжение (σy) и касательное напряжение (σz) для различных элементов также приведены в таблице.

В обоих элементах компонент y напряжения показывает осевое, а компонент z напряжения показывает касательное напряжение. Наше расчетное значение осевого напряжения находится в диапазоне результатов анализа. Но касательное напряжение (компонент z), полученное аналитическим методом, не соответствует теоретическому значению.

При использовании плоскости 42 нам нужно больше элементов для сходимости результата, так как элемент линейный. Если мы используем плоскость 82, конвергенция будет более акватарной с меньшим количеством элементов. Сходимость к 151 по напряжению в y и 171 по напряжению в z достигается в наборе 1 для элемента плоскости 82, но для достижения такой точной сходимости с плоскостью 42 мы должны пройти намного большее количество элементов. При анализе наборов 6 ^th и 7 ^th мы можем определить, что оба значения напряжения достигли сходимости. Но точность 6 ^-й набор плоскостей 82 такой же, как 7 ^-й набор плоскостей 42. Количество элементов, используемых в плоскости 82, составляет 2/3 плоскости 42.

Приблизительный расчет №. элементов показано ниже.

Количество элементов, использованных в 7 ^th  комплект плоскости 42= 3 x [(2 x 200)+(2 x 60)+400]=2760

Количество элементов, использованных в 6 ^th  комплект плоскость 82 = 2 x [(2 x 200)+(2 x 60)+400]=1840

ось с использованием элемента Plane 42. Действующее осевое напряжение составляет 151,33, а касательное напряжение составляет 171,704. Осевое напряжение и касательное напряжение не соответствуют теоретическому значению.

Рисунок 2.7 Напряжение по осям y и z с использованием элемента Plane 82 (набор 6)

Рисунок 2.7 показывает напряжение по осям y и z с использованием элемента Plane 82. Действующее осевое напряжение составляет 151,45, а касательное напряжение составляет 171,704. Осевое напряжение и касательное напряжение не соответствуют теоретическому значению. Результаты, представленные на рисунках 2.6 и 2.7, являются узловыми решениями.

Фактическое теоретическое значение представляет собой напряжение, действующее на вертикальную стенку цилиндра. Чтобы построить точное теоретическое значение, мы должны использовать операцию пути. Сначала мы должны определить путь через узлы на одной линии в области вертикальной стены. Затем сопоставьте напряжение, чтобы определить траекторию: напряжение по y как осевое, а напряжение по z как окружности (тангенциальное).

Если построить график осевых и кольцевых напряжений вдоль траектории, то получим результат, соответствующий теоретическому значению. Количество элементов, используемых в плоскости 42 и плоскости 82, не будет сильно различаться.

На рис. 2.8 показан график осевого и касательного напряжения, воздействующего на вертикальные стенки цилиндра при использовании плоскости 42.

Рисунок 2.8 Осевое и кольцевое напряжение в вертикальной плоскости стенки с использованием плоскости 42

На рис. 2.9 показано осевое и касательное напряжение, воздействующее на вертикальные стенки цилиндра с использованием плоскости 82.

Рисунок 2.9 Осевое и кольцевое напряжение в вертикальной стене с использованием плоскости 82

1.4.2 Сходства и различия

Значение касательного напряжения стремится к 171,704 в обоих случаях. Но значение осевого напряжения не сходится. Основное отличие заключается в количестве используемых элементов. График пути дает результат, который соответствует теоретическому значению. Но трудно определить, что будет происходить в каждой области, особенно на закрытых концах. Для облегчения сравнения во всех процедурах рассматриваются узловые решения напряжения по осям y и z.

1.5 Усовершенствования и оптимизация конструкции

Сосуд высокого давления можно оптимизировать, переосмыслив форму цилиндра. Плоские концы и сферические концы рассматриваются для новых форм. Рассматриваются сферические сосуды

1.5.1 Анализ цилиндров с плоским концом

В случае цилиндра с плоским концом концентрация напряжений высока в угловых галтелях.

На рис. 2.8 показано осевое напряжение в цилиндрах с плоским концом. При этом общее напряжение находится в диапазоне 280. Но в областях скругления напряжение значительно возрастает. Общее смещение (деформация) также велико.

На рис. 2.9 показано касательное напряжение в цилиндрах с плоским концом. При этом общее напряжение находится в диапазоне 760. Но в областях скругления напряжение значительно возрастает. Общее смещение (деформация) также велико. На закрытый конец действует большее усилие. Значения могут быть неправильными, но концентрация напряжения будет точной. Напряжение обруча в плоском конце намного выше по сравнению с другими формами.

Рисунок 2.10 Напряжение по оси Y с использованием плоскости 82

Рисунок 2.11 Напряжение по оси Z с использованием плоскости 82

1.

5.2 Расчет сферических концевых цилиндров

Рисунок 2.12 Напряжение по оси Y с использованием плоскости 82

сферический концевой цилиндр, значения осевого и касательного напряжения уменьшаются. Если мы рассмотрим отчет об анализе цилиндров с изогнутым концом, концентрация напряжения будет меньше.

На рис. 2.10 показано осевое напряжение в цилиндрах со сферическими концами. При этом максимальное напряжение находится в диапазоне 101. Это намного ниже, чем у цилиндра с изогнутым концом. Смещение (деформация) также невелико.

На рис. 2.11 показано касательное напряжение в цилиндрах со сферическими концами. При этом максимальное напряжение находится в диапазоне 101. Это намного ниже, чем у цилиндра с изогнутым концом. Смещение (деформация) также невелико. Сферическая область может выдерживать большие нагрузки. Таким образом, мы можем уменьшить толщину стенки только в закрытой области. Изготовление этого типа очень сложно.

1.5.3 Сферический сосуд высокого давления.

Вместимость 14,2-килограммового баллона по воде составляет 33 л

Объем =4 мкл ³  /3= 0,33 м ³

Внутренний радиус r = 199,02 мм

Рассмотрим сферу радиусом r и толщиной стенки t, заполненную газом или жидкостью с давлением p.

Напряжения во всех направлениях одинаковы. Напряжение, действующее на стенки σ = p r / 2t

Максимальное напряжение, действующее на цилиндры с изогнутыми концами, составляет 171 МПа.

Толщина стенки t= p r / 2 σ = (2,5x 199,02) / (2 x 171) = 1,46 мм

Для анализа рассмотрим

Толщина стенки = 1,5 мм

Внутренний радиус = 200 мм

Рисунок 2.14 Напряжение по осям x, y и z с использованием плоскости 82

Значение напряжения равно 166,67, рассматриваемая толщина стенки составляет 1,5 мм

Итак, сферический цилиндрический сосуд с внутренним радиусом 200 мм и толщина стенки 1,5 мм выдерживает давление 2,5 МПа.

Преимущество использования сферического сосуда высокого давления заключается в том, что толщина стенки меньше по сравнению с сосудом высокого давления другой формы. Это уменьшает вес сосуда под давлением и, следовательно, используется на кораблях и т. д.

Основным недостатком является то, что он занимает большую площадь по сравнению с другими типами. Это затрудняет транспортировку. Изготовление сферического сосуда намного сложнее по сравнению с другими формами.

1.6 Динамическая загрузка баллонов.

Баллоны перевозятся на грузовиках. На неровной дороге и при погрузке и разгрузке они испытывают различные вибрации. Вибрации есть не что иное, как возмущения, которые в идеале можно рассматривать как определенную частоту. Эти частоты можно рассчитать с помощью модального анализа в ansys.

Если принудительная частота совпадает с собственной частотой, компонент выходит из строя. Поскольку масса и действующие нагрузки изменяют частоты, лучше рассчитывать собственную частоту заполненного цилиндра, чем пустого.

В рамках идеализации для анализа берется только площадь сосуда высокого давления. Сварка, ручка и основание избегаются.

Если принять во внимание пустой баллон, большой беды не будет.

Рисунок 2.15 Частоты пустого цилиндра.

На рис. 2.13 показаны первые 20 частот. Первые шесть значений будут их 6 степенями свободы, а 7 ^th значение 20,010 можно рассматривать как собственную частоту пустого цилиндра. Это будет первая частота, вызывающая катастрофический выход из строя пустого цилиндра.

Основная проблема связана с наполненными баллонами, которые вызывают серьезные разрушения. Итак, сначала мы проводим статический анализ при давлении 2,5 МПа, а эффекты предварительного напряжения учитываем для модального анализа. Для модального анализа мы рассматриваем 20 модовых форм. Мы получим много нет. частот, как мы анализируем для больших нет. форм мод.

Рисунок 2.16 Частоты заполненного цилиндра.

На рис. 2.14 показаны первые 20 частот цилиндра под давлением при 2,5 МПа. Первые шесть значений будут их 6 степенями свободы, а 7 ^th значение 26,154 можно считать собственной частотой заполненного цилиндра. Это будет первая частота, вызывающая катастрофический выход из строя заполненного баллона.

1.7 Заключение.

Из всех проведенных анализов можно сделать вывод, что можно использовать сосуды сферической формы, поскольку толщина стенок и вес могут быть уменьшены. Из-за сложности транспортировки можно использовать сферические концевые сосуды, так как стоимость баллона возрастет. Частота возмущения при погрузке-разгрузке и транспортировке не будет соответствовать собственным частотам как пустого (20,010), так и заполненного (26,154) баллона, так как эти частоты вызывают выход газового баллона из строя.

Ссылки

---

1. Мисс Чеа (21 декабря 2011 г.) Важные знания о газовых баллонах для сжиженного нефтяного газа. www.blogspot.inhttp://shuangxingfu.blogspot.in/2011/12/vital-knowledge-about-lpg-gas-cylinders.html (16-12-2012)
2. Лакшмикант Д. Рангари, П.М. Зоде и П.Г. Мехар (2012 г.) Международный журнал прикладных исследований в области машиностроения (IJARME) ISSN: 2231–5950, том-2, выпуск-1, 2012 г.
3. Технический чертеж баллона для сжиженного нефтяного газа от компании Hindustan Petroleum Corporation Ltd.http://tenders.hpcl.co.in/tenders/tender_prog/TenderFiles/649/Тендер/p1.drawing%2014.2%20kg%20cylinder.pdf
4. Международный журнал прикладных исследований в области машиностроения (IJARME)ISSN: 2231–5950, том-2, выпуск-1, 2012 г.

Газовый баллон — Sciencemadness Wiki

Газовый баллон , баллон со сжатым газом или газовый баллон — это сосуд под давлением, используемый для хранения газов при давлении выше атмосферного.

Содержимое

• 1 Общее
• 2 типа
  • 2.1 Резервуары для сжиженного нефтяного газа
  • 2.2 Газовые баллоны высокого давления
  • 2.3 Баллоны с ацетиленом
  • 2.4 Бутылочки для лекций
• 3 этикетки
• 4 Продолжительность
• 5 Наличие
• 6 Газовый баллон своими руками
• 7 ​​Проекты и использование
• 8 Безопасность
  • 8. 1 Юридическая информация
• 9 ссылок
  • 9.1 Соответствующие темы Sciencemadness

Общий

Газовые баллоны представляют собой металлические изделия цилиндрической формы, снабженные на одном конце нагнетательным/выпускным клапаном. Газовые баллоны имеют толстые металлические стенки для работы со сжатым газом, что делает их тяжелыми. Газовые баллоны часто изготавливаются из углеродистой стали или стальных сплавов, а баллоны из нержавеющей стали встречаются реже, но все же существуют. Для баллонов, предназначенных для хранения агрессивных химикатов, используются никелевые, медные или (реже) алюминиевые сплавы. Газовые баллоны могут выпускать свое содержимое через клапан, расположенный на одном конце трубки. Тот же клапан можно использовать для заполнения бака.

Небольшие газовые баллоны, в основном используемые в лабораториях, называются лекционными баллонами.

Типы

Баллоны для сжиженного нефтяного газа

Обычно используемые в кемпинге, на кухне или в качестве удобного источника огня, они имеют короткую цилиндрическую форму и оснащены круглой ручкой и выпускным клапаном посередине. Баллоны для сжиженного газа могут быть одноразовыми или многоразовыми.

Газовые баллоны высокого давления

Обычно используются для хранения различных газов, таких как кислород, азот, аргон. Водородные баллоны толще и поэтому тяжелее обычных газовых баллонов.

Баллоны с ацетиленом

Поскольку ацетилен нельзя сжать, поскольку он взрывается, требуются специальные резервуары для хранения. Эти резервуары заполнены ацетоном или диметилформамидом внутри пористого материала, называемого агамассаном. При использовании баллоны с ацетиленом всегда должны находиться в вертикальном положении.

Бутылки для лекций

См. Бутылки для лекций

Этикетки

Этикетки используются на газовых баллонах для обозначения типа газа, состава, воспламеняемости, условий хранения и т. д.

Цветовое кодирование обычно используется для различения газов.

Продолжительность

Чтобы определить количество газа, которое может обеспечить баллон в расчете на количество, необходимое для операции, сначала необходимо определить количество газа из баллона (объем баллона, если он заполнен), расход на выходе и манометрическое давление , для каждого типа газа, который вы используете. Калькулятор для газообразного кислорода можно найти здесь.

Доступность

Газовые баллоны можно купить или арендовать в различных хозяйственных и промышленных магазинах. Аренда баллона, как правило, дешевле, чем его покупка. Баллоны меньше 20 л, как правило, дешевле, чем большие, и, возможно, их стоит купить, хотя они не служат так долго.

В некоторых зоомагазинах продаются многоразовые газовые баллоны с CO ₂ , хотя удаление всего газа из баллона и заправка его другим опасны.

Одноразовые газовые баллоны можно купить в различных хозяйственных магазинах или в Интернете.

Газовый баллон своими руками

Хотя можно сделать газовый баллон, если у вас достаточно передовые технические знания, из-за крайней опасности обращения с самодельным сосудом под давлением и высокой стоимости лучше всего просто купить или арендовать газовый баллон. Просто рисковать не стоит .

Проекты и использование

• Источник тепла (СНГ)
• Режущие материалы (ацетилен)
• Инертная атмосфера (аргон, двуокись углерода)
• Источник кислорода (кислород)

Безопасность

Газовые баллоны тяжелые и их перемещение опасно.