Wanddikte berekening drukvat ?

Het forum voor alle technische vragen en antwoorden

Moderator: Moderators

WJ
Posts: 1955
Joined: Mon Aug 04, 2003 7:35 am
Location: Leeuwarden
Contact:

Wanddikte berekening drukvat ?

Post by WJ » Fri Oct 16, 2009 9:16 am

ik was even wat dingen aan het berekenen, maar kom op wat gekke waardes uit...

treksterkte staal = 500 N/mm2
binnendiameter buis = 120 mm
200 bar = 20 N/mm2

omtrek: 2 * pi * 60 = 377 mm
kracht op de binnenwand, segment van 1 mm lengte: 377 * 20 = 7540 N/mm2
wanddikte 7540 / 500 = (meer dan) 15 mm

Nu lijkt me 15mm nogal veel ? Een stalen brandblusser is bijvoorbeeld lang zo dik niet, dat kan nooit voor dat gewicht. Klopt mijn treksterkte staal niet, of iets anders van de berekening ?

edit :

zie hier : http://nl.wikipedia.org/wiki/Treksterkte_(materiaal) dat rvs een veel betere keus is voor een drukvat, dubbele treksterkte maar slechts ietsje hoger gewicht ?

User avatar
leo-rcc
Site Admin
Posts: 5882
Joined: Thu Aug 21, 2003 9:55 pm
Location: Hoogvliet-Rotterdam
Contact:

Post by leo-rcc » Fri Oct 16, 2009 11:15 am

Ik heb je bereking iets anders gedaan aan de hand van de gegevens die ik heb, maar ik kom ook op ongeveer 15mm uit.

Kos? Mario?

Edit: Hoogwaardig staal brengt de treksterkte tussen de 800N en 1000N, maar dat is dan nog steeds 7,5mm.
Mvg,
Leo van Miert
Team RCC website.
Gentlemen, no fighting please. This is, after all, a council of war.

flex
Posts: 2711
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Post by flex » Fri Oct 16, 2009 11:49 am

2 sterkte berekeningen.
het oppervlak (oprekken van de buis)
en de diameter rek (opzwellen)

het zwellen..
di*P/2t=s
120*20/2*500=2.4mm wanddikte.

voor de lengte pak je het ring oppervlak ( en niet de omtrek, WJ).
pi*(du^2-di^2) /4
du=di+2*s (s=wanddikte)
Aring=923mm2
A=11310mm2
teff*aring=p*A
teff=245n/mm2 is kleiner dan tstaal(500) en kan het dus ook aan.

Je stalen drukvat zou dus aan een wand van 2.4mm genoeg hebben. kom je uit op een pijp 125x2.5mm
Exclusief veiligheids marges!
en een marge van 2 a 3 is bij de robots wel zo handig&noodzakelijk. dus 130x5mm begint al beter te worden.
teff=
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."
Every once in a while you need to take your foot out of your mouth and up against your rear to kick our ass in to gear...

WJ
Posts: 1955
Joined: Mon Aug 04, 2003 7:35 am
Location: Leeuwarden
Contact:

Post by WJ » Fri Oct 16, 2009 11:55 am

Heb van een andere bron de volgende berekening gekregen :

druk * doorsnedeoppervlak / materiaaloppervlak * treksterkte

waarbij druk in N/mm2 (dus 20 voor 200 bar), doorsnede oppervlak = pi * r * r (3,14 * 60 * 60=11304 mm2 ), materiaaloppervlak = wat je aan materiaal ziet als je de dwarsdoorsnede van de cilinder bekijkt (dus eigenlijk de oppervlakte van de buitendiameter - de oppervlakte van de binnendiameter), treksterkte = 300 voor gewoon staal.

wat krijg je dan : 20*11304 / x*300 =>
x = 750 mm2

oppervlakte binnendiameter (11304 mm2) + materiaaloppervlak (750 mm2) = 12050mm2

pi * r * r = 12050 => r = wortel 3840 = 62mm

62mm = 60mm = 2mm

dus de wanddikte zou 2mm kunnen zijn ?


Kan iemand hier iets zinnigs over zeggen ? :)

kos
Posts: 1913
Joined: Sat Aug 02, 2003 4:32 pm

Post by kos » Fri Oct 16, 2009 12:06 pm

Ik zie nu op mijn werk, maar vanavond zal ik het narekenen.

Ten eerste gelaste buizen zien te vermijden of een ruime veiligheids marge aanhouden. Constructiestaal S235 JRG2, heeft een treksterkte van 360N/mm² en een rekgrens van 235N/mm². Deze grens vermenigvuldig je met 0,7 om een marge te hanteren. Daarnaast moet je er ook vanuit gaan dat je tank getest wordt op 1,5x de werkdruk. Dus die maximale testdruk moet je ook vanuit gaan.
Technically speaking, Whiskey is a solution.

flex
Posts: 2711
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Post by flex » Fri Oct 16, 2009 12:11 pm

druk * doorsnedeoppervlak / materiaaloppervlak * treksterkte
moet zijn
druk * doorsnedeoppervlak = materiaaloppervlak * treksterkte...
en is ook de formule die ik gebruikte voor de buis verlenging.

20*(pi/4*120^2)/300=754mm2

wortel(754+(pi/4*120^2)*4/pi)=123.9mm -> 1.95mm wand dikte. wat vreemd is dat ik met een sterker materiaal op een dikkere wand uit kom met een vergelijkbare berekening.
Overigens, als ik deze Du gebruik in de ring berekening PI/4*(Du^2-Di^2) kom ik op een ring oppervlak van 951.2mm2 en volgens mij is deze laatste ring vlak berekening de juiste berekening.
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."
Every once in a while you need to take your foot out of your mouth and up against your rear to kick our ass in to gear...

Blade
Posts: 222
Joined: Mon Nov 08, 2004 8:51 pm

Post by Blade » Fri Oct 16, 2009 1:04 pm

q1 = Omtrekrichting belasting

q1 = p*r/t

P = Inwendige druk = 200bar = 20N/mm^2 -> 1,5 werkdruk = 30N/mm^2

R = inwendige straal vd cilinder = 60mm
t = dikte vd wand = x
qmax = (volgens kos gegevens) -> 235 * 0.7 = 164,5n/mm^2

q2 = Axiale belasting

q2 = p*r/2t

Omtrekrichting

164,5 = 30*60/x
x = 10.94mm

Axiaal

164,5 = 30*60/2x
= 5.47mm

dit zegt mijn mechanica boek ervan :)

(edit: iets verbertert)
Last edited by Blade on Fri Oct 16, 2009 1:41 pm, edited 1 time in total.
Building in progress 10%

flex
Posts: 2711
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Post by flex » Fri Oct 16, 2009 1:23 pm

http://nl.wikipedia.org/wiki/Drukvat#Wa ... _drukvaten

Qr=P*r/t -> t=P*r/Qr -> 30*60/164.5 -> t=10.95mm

Ql=P*r/2t -> t=P*r/Ql*2 -> t=5.47mm

En je kan dus stellen dat een vat op radiale kracht berekent ook voor de lengte kracht voldoende sterk is.

Echter geld deze benadering zoals wiki zegt enkelt als r groter is dan 20*t... dus mag t niet groter zijn dan 3mm.. en dat redden we niet. Maar het geeft wel aan dat je aan een grote wanddikte zit.

Maar zet je in de eerste formule de waardes 20n/mm2 en 500n/mm2 zit je op een wand van 2.4mm

Dus goed staal helpt enorm.
Pak je 30n/mm2 (test druk) en staal 800n/mm2->560N/mm2 kom je op 3.2mm wand dikte. Zou ik er nogsteeds een veiligheids marge van 2 op zetten maar toch.
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."
Every once in a while you need to take your foot out of your mouth and up against your rear to kick our ass in to gear...

User avatar
MJM
Moderator
Posts: 3069
Joined: Tue Jul 29, 2003 8:43 am
Location: Rijnmond

Post by MJM » Fri Oct 16, 2009 2:35 pm

Hebben we nu met dezelfde invoer, 5 verschillende antwoorden gekregen?
De 200 bar is al een veiligheid want bij gebruik van CO2 is 50 bar reëler. Daarmee durf ik wel de rekgrens als toelaatbare spanning te gebruiken. Lloyds en BV zullen hierover nog wel opmerkingen maken, maar die lichten we maar niet in...
Marien
Roboteer
Scraptosaur, Midnight Oil, Lt Lee, Mecha Knights, Rockey, Race Robots, Linefollowers.

WJ
Posts: 1955
Joined: Mon Aug 04, 2003 7:35 am
Location: Leeuwarden
Contact:

Post by WJ » Fri Oct 16, 2009 2:42 pm

heb voor de veiligheid inderdaad gewoon voor 200 bar gekozen, aangezien een brandblusser ook tot 200 bar word getest.

Hoe verklaart men hier dan dat een brandblusser van 3,5 kg (inclusief ventiel) in staal uitgevoerd dan toch 200 bar aankan ? Volgens jullie berekeningen van een wanddikte van 5+ mm kan een brandblusser nooit zo licht zijn, en toch is het zo...

flex
Posts: 2711
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Post by flex » Fri Oct 16, 2009 2:44 pm

We hebben verschillende inputs gebruikt... om het overzicht makkelijk te houden :oops:

Maar Marien, je hebt gelijk dat als het voor CO2 is dat 200bar al een ruim genoege veiligheids marge mee neemt in de berekening.
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."
Every once in a while you need to take your foot out of your mouth and up against your rear to kick our ass in to gear...

WJ
Posts: 1955
Joined: Mon Aug 04, 2003 7:35 am
Location: Leeuwarden
Contact:

Post by WJ » Fri Oct 16, 2009 2:50 pm

laten we dan nu eens gelijke inputs gebruiken.

werkdruk = 50 bar, voor de veiligheid berekenen we 200 bar (dus 20N/mm2)
binnendiameter van de buis = 120mm
treksterkte staal = 300

resultaat => wanddikte is ongeveer 2mm

Waar komen jullie op uit ?

flex
Posts: 2711
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Post by flex » Fri Oct 16, 2009 3:11 pm

t=P*r/Qr
20*60/300=4mm wanddikte
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."
Every once in a while you need to take your foot out of your mouth and up against your rear to kick our ass in to gear...

User avatar
inventor
Posts: 2575
Joined: Mon Aug 04, 2003 6:58 am
Location: Numansdorp

Post by inventor » Fri Oct 16, 2009 3:43 pm

[quote="flex"]t=P*r/Qr
20*60/300=4mm wanddikte[/quote]

Dit is dus fout. De echte berekening is:
2t=P*r/Qr

Dus 4mm = 2t, t = 2mm. Wat WJ dus ook al berekend had.
Last edited by inventor on Fri Oct 16, 2009 4:41 pm, edited 1 time in total.
True science is not measured by its successes, but by its ability to learn gracefully from its failures.

flex
Posts: 2711
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Post by flex » Fri Oct 16, 2009 4:24 pm

Nee, want die formule van mij werkt al met de radius, en daarom 1 wanddikte. De dubbele wand krijg je als je met de diameter werkt ipv de radius
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."
Every once in a while you need to take your foot out of your mouth and up against your rear to kick our ass in to gear...

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 27 guests