Analytical and Numerical Analysis of Cylindrical and Spherical Pressure Vessels with Small-Diameter Nozzles
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
انه في معظم الحالات، يتم استخدام نظرية القشريات في تحليل الضغط عند مناطق اتصال الفتحات والتي تشكل مصادر محتملة للضعف نتيجة للتركيزات العالية للإجهادات. هناك أساليب تحليلية دقيقة متاحة للفتحات في الأوعية الكروية. ومع ذلك، فهي غير صالحة للأغراض العملية للتصميم إلا عن طريق التقريب. المشكلة تتزايد في حالة الفتحات في الأوعية الاسطوانية لأنها عالية التعقيد وغير قابلة للتحليل بشكل مفيد للتصاميم العملية، كما ان حلول التحليلية للقشريات المتاحة ليست دقيقة. وعلاوة على ذلك، فانه لكلا من الاوعية الكروية والأسطوانية، تعتبر هذه الحلول غير قابلة عندما تكون ترتيب الفتحات لا يتناسب مع فرضيات القشريات الدقيقة. وهذه تنشأ عندما تكون الحاجة إلى تحليل الاوعية الكروية والاسطوانية عند الفتحات ذات القطر الصغير. ومرة أخرى، فان معظم التحليلات المتاحة في الابحاث السابقة كانت مركزة على تقييم الاجهادات للأوعية ، مع اهتمام ضئيل أو معدوم إلى اجهادات الفتحات. وقد أشار العديد من الباحثين الى هذا النقص في النهج، ولكنه لم توجد الى الان دراسات تبحث في وقت واحد سلوك الإجهادات في كلا من الاوعية و عند الفتحات. هذا العمل البحثي يقوم على التطوير والدراسة لنماذج حل FEM (بحيث تكون صالحة لأي فتحة وباي قطر) ولعدم استمرارية الاجهادات في الأوعية الكروية والأسطوانية. تم استخدام نظريتين مختلفتين، نظرية القشريات والمرونة، لحل مشكلة الاوعية التي تتقاطع معها فتحات ذات قطر بين متوسطة وكبيرة وفتحات ذات قطر الصغير، على التوالي. حيث تم دراسة الدقة للتحليل التقريبي لحلول القشريات الكروية بالعلاقة مع FEM. وتم الايضاح ان النموذجات المطورة كان أدائها أفضل بمقارنتها من تلك الموجودة وذلك باعتبار احتمالية الاجهادات الحرجة الموجودة في الفتحات والاقتصار في دراسة اجهادات الاوعية الرئيسية. وتم تطوير مخططات لتصميم الاوعية مع فتحات بين متوسطة وكبيرة القطر و تم مناقشتها مع تلك ذو الفتحات الصغيرة القطر وذلك لإنتاج مخططات تصميم عامة وصالحة للأي فتحة وللأي قطر ممكن. وخلافا للشائع في الابحاث السابقة تم عرض المخططات البيانية المتقدمة لتمثيل الموقع الأقصى للإجهادات عند نقاط الاتصال. بالإضافة إلى ذلك أنها توفر عرضا بديل لقيم SCF التي يعتقد أنها تكون أكثر دقة وشمولية من رسومات ρ-SCF الاعتيادية. أخيرا، وضعت تحاليل ونماذج تجريبية ل SCF للمناطق حول نقاط اتصال الاوعية مع الفتحة. النتائج التي تم التوصل لها في هذه الدراسة تشكل قاعدة بيانات كبيرة والتي كانت مفقودة في المجموعة الابحاث السابقة. وبالتالي، تصبح في متناول الايدي لاحتمال استخدامها من قبل أي باحث آخر في الدراسات المستقبلية.