Выбор рациональных параметров понтонов из вспененных полимеров для стальных вертикальных резервуаров

• Автор: Лукьянова, Ирина Эдуардовна
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 220 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПЛАВАЮЩИХ ПОКРЫТИЙ РЕЗЕРВУАРОВ
1.1. Металлические понтоны
1.2. Понтоны из синтетических материалов
1.3 Методы расчета понтонов из армированных
полимеров
1.4. Классификация понтонов, используемых в резервуарах
со стационарными крышами
Выводы по разделу
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОНТОНОВ
2.1. Применение численных методов для расчета понтонов на прочность
2.2. Влияние конструктивных параметров опоры понтона на его прочность
2.3. Плавучесть, остойчивость и непотопляемость плавающих покрытий в форме сплошного диска
2.4. Расчет прочности понтонов из синтетических и армированных материалов на опоре в форме многолучевой звезды
Выводы по разделу
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОНТОНОВ ИЗ ППУ
3.1. Оценка правильности математической модели
армированного понтона из вспененных полимеров
3.2. Определение коэффициентов поперечных деформаций ППУ

3.2.1. Методика проведения эксперимента
3.2.2. Обработка результатов эксперимента и их обсуждение
3.3. Исследования напряженно-деформированного состояния
пенополиуретанового понтона под нагрузкой
Выводы по разделу
4. ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОНТОНОВ
4.1. Расчет прочности внутреннего плавающего покрытия из полимерных вспененных материалов при воздействии на него нагрузок от уплотняющего затвора
4.2. Выбор оптимальной конструкции плавающего покрытия из
полимерных композитных материалов
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В нашей стране, как и во всем мире, существует необходимость хранения нефти и продуктов нефтепереработки, что обусловлено неравномерностью их потребления, сезонностью водного транспорта для большинства районов страны, неравномерностью работы других видов транспорта, возможными срывами работы смежных предприятий и прочими причинами. Чем большее количество нефтепродуктов нужно хранить, тем больше потери их от испарения [82].
Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их хранении обязательна и предусматривается требованиями ГОСТ 1510-84 и закона “Об охране атмосферного воздуха”. Одним из эффективных методов борьбы с потерями от испарения является использование конструкций резервуаров с плавающими крышами, с понтонами, с плавающими экранами, при хранении в контакте с рассолом в подземных соляных куполах. Стальные резервуары в общем объеме хранилищ составляют более 80% [8], а доля потерь от испарения достигает 75% [35]. Анализ показывает, что наиболее эффективный способ устранения потерь от испарения в стальных вертикальных резервуарах - использование понтонов и плавающих крыш [98].
Первые исследования по созданию резервуаров с внутренними плавающими покрытиями были начаты в 50-х годах под руководством Н.Н. Константинова. Большой вклад в развитие использования плавающих покрытий внесли отечественные ученые и специалисты Ф.Ф. Абузова, И.С. Бронштейн, В.А. Бунчук, С.И. Веревкин, В.Ф. Евтихин, С.Г. Едигаров, М.Г. Каравайченко, Н.М. Фатхиев и другие, а также зарубежные ученые: И. Виггинс, А. Нельсон и др.
Повышением доли резервуаров с плавающими крышами или понтонами в отечественном резервуарном парке до уровня ведущих зарубежных стран потери углеводородов от испарения можно снизить на 90-95% [81].

поэтому актуальными являются исследования, направленные на повышение остойчивости, плавучести, непотопляемости, жесткости, прочности армированных сетками плавающих покрытий из полимерных материалов.
1.3. Методы расчета понтонов из армированных полимеров
Необходимо рассмотреть использующиеся методы расчетов плавучести, остойчивости, непотопляемости, жесткости, прочности армированных сетками плавающих покрытий из вспененных полимеров.
Плавучестью называют способность плавающего тела плавать в заданном положении относительно поверхности жидкости [31]. При оценке плавучести рассматривают силу тяжести С и силу плавучести (поддерживания) уК Сила тяжести приложена в центре тяжести и направлена вертикально вниз. Сила плавучести численно равна произведению плотности жидкости р на ускорение свободного падения g и погруженный объем понтона V и является результирующей сил давления жидкости на погруженную часть плавающего покрытия. Примем, что сила поддерживания направлена всегда вертикально вверх и результирующая ее приложена в центре тяжести объема понтона, погруженного в жидкость. Центр тяжести объема понтона, погруженного в жидкость, называют центром величины [34]. Равновесие плавающего покрытия наступает только тогда, когда обе силы не только равны по значению, но и лежат на одной вертикали.
Координаты центра величины определяются только формой подводной части плавающего покрытия.
В соответствии с законом Архимеда плавучесть понтона вертикального стального резервуара будет обеспечена при уравновешивании сил тяжести, вызванных собственной массой конструкции, внешними нагрузками и выталкивающими силами жидкости, содержащейся в резервуаре [31]. При этом глубина погружения понтона Т0 не должна превышать толщины (высоты борта)