Wanddikte vacuumtank berekenen

[Chris396]

Vraag,
 
Hoe kun je de wanddikte van een vacuumtank berekenen? 
Stel voor de tank heeft een d800mm en een lengte van 1000mm. Zie bijlage
Materiaal is RVS316. Maximale onderdruk 0mbar en de tank staat in de openlucht.
 
Ik ben benieuwd.

[Michel Uphoff]

De bijlage ontbreekt

[Chris396]

Beste Michel,
 
Hierbij de bijlage. 

[die hanze]

Zoek je de minimale dikte van de tank waarop deze zou scheuren onder het drukverschil van 1 bar?
1 bar druk verschil is echt niet zo veel hoor maar merk op dat een vaccuum tank toch heel anders moet ontworpen worden dan een druk tank. Is de tank van binnen volledig hol of zijn er "spaken"?

[boertje125]

1 bar is best redelijk wat kracht hoor bij een dergelijk oppervlak
 
als je wilt rekenen is de straal van de kromming in de kopwanden ook belangrijk.
alles in 1 dikte?
 
onderdruk is niet vergelijkbaar met overdruk.
qua krachten in de wand

[Chris396]

Hallo,
 
Graag zou ik willen weten wat de minimale dikte moet zijn voordat die scheurt.
Er zitten geen verbindingen binnen in.
 
 

[Benm]

Is er een reden dat je in deze tank geen spaken of iets dergelijks kunt aanbrengen?
 
Onderdruk is inderdaad heel iets anders dan overdruk. Tanks en dergelijke die zijn ontworpen voor een aanzienlijke overdruk zijn soms niet bestand tegen een fractie daarvan aan onderdruk. 
 
Bij overdruk heb je het voordeel dat de deformatie naar een gunstigere situatie gaat, een bedervend voedsel oid gaat bol staan, waardoor de vorm dichter bij een echte bol komt met gelijkmatigere belasting van de wanden. Bij onderdruk gebeurt precies het tegenovergestelde: de zwakste plek wordt nog zwakker doordat deze vervormt. 
 
Door spaken en dergelijke inwendig te plaatsen kun je voorkomen dat een vat implodeert. 

[Pinokkio]

Hoe kun je de wanddikte van een vacuumtank berekenen?

Dat soort berekeningen staat beschreven in codes zoals ASME VIII Div 1.
Er zullen ook wel vergelijkbare europese codes zijn.
 
Welke code van toepassing is op jouw vat zul je eerst uit moeten zoeken.
 
Om de benodigde wanddikte te beperken kan men verstevigingsringen rondom het vat maken. Berekening daarvan staat ook beschreven in de code.

[Chris396]

Er is geen directe reden om geen spaken te gebruiken. Optisch is het mooier om een glade tank te hebben. 
Wat betreft de normering ASME VIII Div 1 deze is toch niet van toepassing op onderdruk?
 

[Pinokkio]

Toch wel. Lees daarin UG-28 en verder.
 
Zie ook: https://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/202565-min-wanddikte-pijp-onder-vacuum/

[Chris396]

Weet iemand de Europese richtlijn?

[Benm]

Er is geen directe reden om geen spaken te gebruiken. Optisch is het mooier om een glade tank te hebben.

Optisch? die spaken zitten aan de binnenkant van de tank, dus daar zie je niets van. 
 
Het voordeel van spaken aan de binnenkant is dat er voornamelijk compressiekrachten op komen te staan, terwijl je bij uitwendige versteviging altijd trekkrachten hebt. Dat kan met versterkende ringen en/of om een heel raamwerk dat je om een vacuum-vat heen plaatst, maar het blijven trekkrachten in een deel van de constructie. 
 
Als je het puur met wanddikte wil doen dan kom je om idioot zware tanks uit. Neem bijvoorbeeld iets als een tankwagen waarin men iets als butaan transporteert: zo'n tank kan 5 tot 10 bar overdruk aan, maar als je zoiets vacuum trekt is de kans gereed dan het implodeert. 

[boertje125]

Aan de berekening kan ik je niet helpen dat valt buiten mijn vakgebied.
Bij een oneindige cilinder of een bol vallen de spanning m.i wel mee.
 
Maar in een vat krijg je ook normaal krachten om evenwicht te maken en dus plooi verschijnselen en dergelijk
spaken lijken mij geen goed plan die veroorzaken spanningsconcentraties in de huid.
verstijvingsringen tegen plooi en knik zie ik veel meer in.

[Chris396]

Bedankt voor alle reacties en goede voorstellen.
Echter zou ik graag willen weten wat de wanddikte voor zo'n tank moet zijn zonder spaken of etc. Is er iemand die dat theoretisch kan?
 
 

[boertje125]

je kan een strookje van bv 10 cm breed uit de zijkant op knik te beschouwen
de normaalspanning  kan je verkrijgen uit de oppervlakte van de kopzijde/omtrek van de cilinder
en de belasting in het vlak is dan 100 kN/m2
dat is wel een conservatieve benadering  maar heb je in ieder geval een richtwaarde