در منطقه ای که زلزله واقعیت دارد، مخزن شیمیایی فقط یک کشتی نیست. این یک توده بالقوه شلاق و نوسانی از مایع است. بخاری غوطهوری که در داخل آن نصب میشود، نه تنها باید از حمله شیمیایی روزانه، بلکه از تکانهای شدید و ناگهانی یک رویداد لرزهای بدون شکستن غلاف، شکستن فلنج یا جدا کردن اتصالات الکتریکی آن نیز جان سالم به در ببرد.
مناسبمنطقه لرزه ای انتخاب بخاری PTFEبنابراین مهندسی نه تنها یک کار طراحی حرارتی است، بلکه یک مشکل پایداری ساختاری و دینامیکی است که توسط مکانیک ارتعاش، رفتار ریزش سیال و الزامات کد ساختمانی کنترل میشود.
محدودیت های طراحی لرزه ای برای سیستم های گرمایش غوطه وری
بارگذاری لرزه ای هم نیروهای استاتیکی و هم نیروهای دینامیکی را وارد می کند که به طور همزمان بر روی بخاری های غوطه وری نصب شده در داخل مخازن عمل می کنند. این نیروها ناشی از:
شتاب اینرسی جرم بخاری
بریدگی دینامیکی سیال فرآیند
حرکت نسبی بین ساختار مخزن و پی ساختمان
گشتاورهای خمشی تقویت شده در نقاط نصب
کد بینالمللی ساختمان (IBC) و استانداردهای لرزهای محلی مرتبط، ضرایب شتاب مورد نیاز را تعریف میکنند که باید برای اجزای غیرسازهای{0}} اعمال شوند. این ضرایب نیروهای جانبی معادلی را تعیین می کنند که باید بدون شکست مکانیکی یا از دست دادن عملکردی در برابر آن مقاومت کرد.
بخاری باید بتواند موج غلتشی و تکان دهنده را بدون اینکه خود را از هم جدا کند، سوار کند...
الزامات نصب مکانیکی و تقویت سازه
سیستم نصب به عنوان دفاع اولیه در برابر آسیب لرزه ای در نظر گرفته می شود. یک براکت نوری استاندارد- تحت تحریک لرزه ای کافی نیست. در عوض، یک سازه به شدت تقویت شده مورد نیاز است.
الزامات مکانیکی کلیدی عبارتند از:
براکت های فولادی جوش داده شده ضخیم به جای تسمه های نازک
اتصال پیچ مستقیم به پوسته مخزن با سخت افزار قفل
استفاده از مهره های قفل کننده، واشرهای قفلی، یا ترکیبات قفل کننده رزوه{0}
مجموعه فلنج تقویت شده برای بارهای برشی و خمشی بالا طراحی شده است
فلنج باید به عنوان یک جزء ساختاری به جای یک رابط آب بندی ساده مهندسی شود. انتقال بار از جرم گرمکن و نیروهای ناشی از سیال{1} باید بدون تمرکز تنش موضعی در دیواره مخزن توزیع شود.
محاسبات بارگذاری پویا باید موارد زیر را در نظر بگیرند:
وزن خود بخاری-در شرایط استاتیک
نیروی اینرسی اضافی تحت اوج شتاب لرزه ای
نیروهای انقباض هیدرودینامیکی که بر روی سطوح غوطه ور عمل می کنند
در مخازن بزرگ، جرم ریزش می تواند بار ثانویه قابل توجهی ایجاد کند، که ممکن است از بار اینرسی مستقیم خود بخاری فراتر رود.
اتصالات الکتریکی انعطاف پذیر و جداسازی ارتعاش
اتصالات مجرای صلب که مستقیماً به جعبههای اتصال بخاری متصل میشوند، در محیطهای لرزهخیز، نقاط شکست{0} با خطر بالا در نظر گرفته میشوند. حرکت نسبی بین مخزن و زیرساخت ساختمان ثابت می تواند منجر به شکستگی مکانیکی یا آسیب ترمینال شود.
در عوض، پیکربندی زیر معمولا مورد نیاز است:
مجرای فلزی قابل انعطاف{0} محکم
حلقه خدمات سخاوتمندانه برای جابجایی
اتصالات رفع فشار هم در جعبه اتصال و هم در ساختار ثابت
مجموعههای بلوک ترمینال{0}مقاوم در برابر لرزش
این انعطاف پذیری تضمین می کند که انرژی مکانیکی به طور مستقیم به پایانه های الکتریکی در طول رویدادهای لرزه ای منتقل نمی شود و خطر شکست عایق یا خستگی هادی را کاهش می دهد.
هندسه بخاری و کنترل رزونانس
رویدادهای لرزه ای معمولاً فرکانس های حرکتی زمین را در محدوده 1-10 هرتز ایجاد می کنند. اگر فرکانس طبیعی سیستم مخزن بخاری{3}}با این محدوده مطابقت داشته باشد، رزونانس ممکن است رخ دهد که به طور قابل توجهی تنش مکانیکی را تقویت می کند.
برای کاهش خطر رزونانس:
عناصر گرمکن کوتاه با جهت عمودی ترجیح داده می شوند
از ساخت بخش های گرمایشی کنسولی بزرگ اجتناب می شود
توزیع جرم در صورت امکان متقارن نگه داشته می شود
سختی سازه افزایش می یابد تا فرکانس طبیعی را از محدوده تحریک دور کند
با کنترل هندسه و سختی، می توان از شرایط تشدید اجتناب کرد و اطمینان حاصل کرد که انرژی نوسان در طول فعالیت لرزه ای تقویت نمی شود.
ملاحظات مصالح و ساختمان داخلی
ساختار داخلی بخاری نقش مهمی در دوام لرزه ای دارد. برای مقاومت در برابر ارتعاش عناصر زیر باید مشخص شوند:
عایق-اکسید منیزیم (MgO) با چگالی بالا برای کاهش جابجایی داخلی
سیستم های آب بندی ترمینال قوی برای جلوگیری از شل شدن تحت بار چرخه ای
غلاف تقویت شده-به-انتقال فلنج برای مقاومت در برابر ترک ناشی از خستگی
بسته بندی قطعات داخلی مقاوم در برابر فشرده سازی-
این ویژگی ها تضمین می کند که حرکت داخلی منجر به خرابی الکتریکی یا خرابی غلاف تحت بارگذاری شوک مکرر نمی شود.
بررسی مسیر بار و مهندسی سازه
نصب کامل بخاری PTFE در مناطق لرزه ای مستلزم ارزیابی مسیرهای انتقال بار از بخاری به ساختار مخزن تا فونداسیون است. بررسی مهندسی معمولاً شامل موارد زیر است:
بررسی محدودیت های فشار براکت و فلنج
ارزیابی عوامل تقویت دینامیکی
محاسبه شرایط ترکیبی بارگذاری حرارتی و لرزه ای
تایید کفایت لنگر انداختن به پوسته مخزن
هر دو تحلیل استاتیکی و دینامیکی برای اطمینان از اینکه حالت های شکست تحت شرایط عملیاتی و لرزه ای ترکیبی نادیده گرفته نمی شوند، مورد نیاز است.
استانداردهای طراحی و انطباق با مقررات
طراحی لرزه ای تجهیزات صنعتی بر اساس ضوابط ساختمانی و استانداردهای مهندسی از جمله:
کد بین المللی ساختمان (IBC)
مقررات بار سازه ای ASCE 7
استانداردهای طراحی لرزه ای منطقه ای
این چارچوبها مقادیر شتاب مورد نیاز و فاکتورهای ایمنی را تعریف میکنند که باید برای اجزای غیرساختاری مانند بخاریهای غوطهوری- اعمال شوند. انطباق تضمین می کند که تجهیزات در طول رویدادهای شدید عملکردی باقی می مانند یا به طور ایمن از کار می افتند.
نتیجه گیری
انتخاب یک بخاری PTFE برای یک منطقه لرزه ای اساساً یک چالش مهندسی مکانیک و سازه است. رامنطقه لرزه ای انتخاب بخاری PTFEاین فرآیند به طراحی ناهموار،{0}}خوب براکت با فلنجهای مقاوم در برابر لرزش-، اتصالات الکتریکی انعطافپذیر، و هندسه بهینهسازی شده برای جلوگیری از تشدید نیاز دارد.
بقا به توانایی سیستم برای تحمل بارهای استاتیکی و تحریک لرزه ای دینامیکی بدون جداسازی مکانیکی یا شکست الکتریکی بستگی دارد. قابلیت اطمینان واقعی از طریق ساختارهای پشتیبانی قوی و رابط های انعطاف پذیر مهندسی شده برای شرایط حرکت شدید به دست می آید.
در نهایت، طراحی برای محیطهای لرزهای یک اصل اصلی مهندسی سیستم حرارتی را تقویت میکند: عملکرد بادوام نه با شرایط عملیاتی عادی، بلکه با توانایی زنده ماندن در شدیدترین و غیرمنتظرهترین رویدادهای مکانیکی تعریف میشود.
