کتاب مبانی طراحی مخازن ذخیره‌ سیال

کتاب مبانی طراحی مخازن ذخیره‌ سیال

مقدمه کتاب مبانی طراحی مخازن ذخیره‌ سیال:

امروزه در راستای حفظ ذخایر و معادن طبیعی و دست‌ساز بشر، احساس نیاز به جمع‌آوری و نگهداری منابع مهم طبیعت و نیز منابع شیمیایی احساس می‌شود. در این راستا مخازن و تانک‌های ذخیره‌ساز، المان‌های اساسی در بهبود اهداف بشریت در جهت حفظ منابع ارزشمند طبیعی و تولید شده به حساب می‌آیند.

شناسایی انواع و نیز عملکرد مخازن ذخیره‌ساز به منظور گزینش بهینه‌ترین حالت در حفظ و نگهداری منابع امری ضروری می‌باشد. در نوشتار حاضر به معرفی و بررسی انواع مخازن ذخیره‌ساز سیال و نیز آشنایی با نحوه طرح و اجرای آن‌ها به زبان ساده پرداخته شده است.
نوشتار حاضر مشتمل بر شش فصل متناسب با احساس نیاز خوانندگان تدوین گشته است. فصول ابتدایی در متن مرتبط با مبحث آشنایی با انواع مخازن ذخیره‌ساز و نیز طراحی آنها بر مبنای مباحث مطروحه در آئین نامه‌های معتبر طراحی مخازن تنظیم گشته و در ادامه مبانی معادلات حاکم بر سیال آورده شده است.

در فصل انتهایی نحوه مدل‌سازی و طراحی یک مخزن نگهدارنده سیال به کمک نرم‌افزار SAP2000 در راستای کاربرد روابط و مفاهیم طرح شده در این نوشتار، به طور کامل شرح داده شده است. شایان ذکر است بخشی از نوشتار حاضر اقتباس از پژوهش Mukesh M Chauhan طی عنوان Design and Stability of Large Storage Tanks and Tall Bins می‌باشد.
.

مقدمه

در سال‌های اخیر ذخیره موسوم اغلب منابع طبیعی و غیرطبیعی به منظور استفاده مجدد توسط بشر توسط مخازن مرسوم و مطلوب تلقی می‌گردد. در راستا شناسایی عملکرد و انواع مخازن نگهداری می‌تواند امری مهم دربررسی رفتار آنها و میزان باربری و ذخیره سازی مخازن شناحته گردد.

مخازن ذخیره سازی به طور گسترده‌ای دربسیاری از ذخیره ساز صنعتی بخصوص در کارخانه‌های فرآوری مانند پالایشگاه نفت و صنعت پتروشیمی استفاده می‌شوند.

این مخازن برای ذخیره بسیاری از محصولات مختلف مورد استفاده می‌شوند. این مخازن برای ذخیره بسیاری از محصولات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. مخازن در ابعاد تنوع بسیار زیادی دارند به طوریکه شامل مخازن کوچک با کاربری خانگی تا ابعاد بزرگ و صنعتی شامل می‌شوند. همچنین کاربردهای گوناگون از قبیل ذخیره محصولات از مواد خام تا محصولات اتمام یافته، به شکل گاز، مایع، جامد و ترکیبات آنها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 فهرست کتاب مبانی طراحی مخازن ذخیره‌ سیال :

پیشگفتار

فصل اول / آشنایی با انواع مخازن

۱-۱- مقدمه
۱-۲- عملکرد مخازن ذخیره‌سازی
۱-۳- انواع مخازن ذخیره‌سازی
۱-۳-۱- مخازن سرباز
۱-۳-۲- مخزن سقف ثابت
۱-۳-۳- مخازن سقف شناور یا متحرک
۱-۴- انبارک‌های ذخیره (سطل‌های ذخیره)
۱-۴-۱- انواع انبارک‌های ذخیره‌سازی(سطل‌های ذخیره)
۱-۵- سایر پارامترهای تقسیم‌بندی مخازن
۱-۵-۱- تقسیم‌بندی از لحاظ موقعیت قرار گیری
۱-۵-۲- تقسیم‌بندی از لحاظ نوع پی
۱-۵-۳- تقسیم‌بندی از لحاظ شکل
۱-۵-۴- تقسیم‌بندی از لحاظ پوشش سقف
۱-۵-۵- تقسیم‌بندی از لحاظ عمق سیال
۱-۵-۶- تقسیم‌بندی از لحاظ ارتفاع
۱-۵-۷- تقسیم‌بندی از لحاظ رفتار
۱-۵-۸- تقسیم‌بندی از لحاظ جنس
۱- ۶- مخازن انعطاف‌پذیر
۱-۷- آسیب‌های وارده به مخازن
۱-۷-۱- آسیب‌های محتمل
۱-۷-۲- کمانش پافیلی
۱-۷-۳- کمانش الماسی
۱-۸- کدهای طراحی و استانداردها

فصل دوم / طراحی مخازن و انبارک‌ها

۲- ۱- مقدمه
۲-۲- طراحی جداره مخزن
۲-۲-۱- محاسبه ضخامت به کمک روش ۱-فوت
۲-۲-۲ محاسبه ضخامت به کمک روش نقاط طراحی متغیر
۲-۲-۲-۱- ضخامت لایه پایینی مخزن
۲-۲-۲-۲- ضخامت دومین لایه یا طبقه
۲-۲-۲-۳- ضخامت لایه‌های بالایی
۲-۲-۳- محاسبه ضخامت براساس آنالیز الاستیک
۲-۳- سقف مخزن
۲-۳-۱ مخازن با سقف ثابت
۲-۳-۲- مخازن با سقف شناور
۲-۳-۳- پارامتر‌ها و مشخصات کلی سقف‌های ثابت
۲-۳-۴- مشخصات کلی سقف‌های شناورخارجی
۲-۳-۵- روش طراحی سقف مخازن
۲-۴- ورق کف مخزن

فصل سوم / آشنایی با سیلوها و روند طراحی آن‌ها

۳-۱- مقدمه
۳-۲- طراحی سیلو بر حسب کاربری آن
۳-۲-۱- شکل و نوع سیلو
۳-۲-۲- شکلهای خروجی‌ها و قیف‌ها (ورودی)
۳-۲-۳- انواع شکل جریان
۳-۳- محاسبه بارهای وارد بر سیلو

۳-۳-۱- بارگذاری استاتیکی
۳-۳-۱-۱-روش جانسن
۳-۳-۱-۲- روش ریمبرت
۳-۳-۲- نیروهای استاتیکی – نیروی اصطکاک قائم
۳-۳-۳- فشار استاتیک روی قیف‌های خروجی سیلو
۳-۴- طراحی سازه سیلو
۳-۴-۱- محاسبه ضخامت پوسته استوانه‌ای
۳-۴-۲- پوسته دارای سخت کننده
۳-۴-۳- سخت‌کننده‌ها
۳-۴-۴- قیف (خروجی) سیلوها
۳-۴-۵- سقف‌ها
۳-۴-۶- کمانش
۳-۴-۶-۱- سیلوهای استوانه‌ای
۳-۴-۷- حلقه فشاری بین بدنه سیلو و خروجی آن

فصل چهارم / پایداری مخازن ذخیره تحت بارهای دینامیکی

۴-۱- مقدمه
۴-۲- مقررات مربوط به بارگذاری لرزه‌ای
۴-۲-۱- شرایط عمومی
۴-۲-۲- مدل جرم فنر در تحلیل لرزه‌ای ۴۶
۴-۲-۲-۱– مخازن زمینی
۴-۲-۲-۲- مخازن هوایی
۴-۲-۳- دوره تناوب مخزن
۴-۲-۳-۱- دوره تناوب مود ضربه
۴-۲-۳-۲- دوره تناوب مود رفت و برگشتی
۴-۲-۴- میرایی
۴-۲-۵- محاسبه ضریب لرزه افقی
۴-۲-۶- برش پایه
۴-۲-۶-۱- مخازن زمینی
۴-۲-۶-۲-مخازن هوایی
۴-۲-۷- گشتاور واژگونی در پایه مخزن
۴-۲-۸- راستای بار لرزه‌ای
۴-۲-۹- فشار هیدرودینامیک وارد بر مخزن
۴-۲-۹-۱- فشار هیدرودینامیکی در مود ضربه
۴-۲-۹-۲- فشار هیدرودینامیکی در مود رفت و برگشت
۴-۲-۹-۳- فشار ناشی از اینرسی دیواره مخزن
۴-۲-۱۰- تأثیر شتاب عمودی زمین
۴-۲-۱۱- ارتفاع موج متلاطم
۴-۲-۱۲- الزامات مهاری و میل مهارها
۴-۳- مقررات و اقدامات لازم در بارگذاری باد
۴-۳-۱- شاه تیر (سخت کننده) بالایی و میانی مخزن
۴-۳-۲- شاه تیر میانی مخزن
۴-۳-۳- پایداری و مقاومت واژگونی در برابر بار باد

فصل پنجم / مبانی معادلات حاکم بر رفتار سیال درون مخازن

۵-۱- مقدمه
۵-۲- مطالعه رفتار سیال
۵-۲-۱- قانون بقاء جرم
۵-۲-۲- معادله حرکت
۵-۳- شرایط مرزی در تحلیل معادلات لاپلاس در مخازن
۵-۴- فرکانس‌های طبیعی تلاطم سیال و نوسانات پوسته مخزن
۵-۵- فرکانس اصلی ارتعاش آزاد سیال- سازه

فصل ششم / طراحی مخزن استوانه‌ای ذخیره سیال بـا اسـتفاده از نرم‌افزار SAP2000

۶- ۱- مقدمه
۶- ۲- نحوه مدل‌سازی مخزن
۶-۲-۱- ساخت مدل هندسی
۶-۲-۲- معرفی مصالح مورد استفاده

۶-۲-۳- تعریف المان‌های سطحی
۶-۲-۴- ترسیم هندسه سازه
۶-۲-۵- نحوه گسسته‌سازی (مش بندی)
۶-۲-۶- تعریف شرایط تکیه‌گاهی
۶-۳- بارهای وارد بر مخزن
۶-۳-۱- بارهای دینامیکی
۶-۳-۲- روش تحلیل استاتیکی معادل
۶-۳-۳- نیرو‌های ناشی از ارتعاش افقی مخازن
۶-۳-۴- جزییات بارگذاری پروژه

منابع و مآخذ