Перейти к содержимому


Внимание! Основная масса файлов благополучно переехала на новое место, просьба проверить свои блоги, личку и темы, которые вы ведете, на предмет наличия изображений. Обнаруженные проблемы просьба постить в тему "Обсуждение работы форума".

Воруют-с!





Фотография

Бочка специальной конструкции

Написано Kompas, 28 February 2017 · 1936 просмотров

Бочкообразная ёмкость для хранения жидкостей, имеющая
максимальный объём при минимальной поверхности.
(Аналитическое исследование).


Для хранения жидкостей в основном используются ёмкости, выполненные в виде цилиндров у которых высота цилиндра равна его диаметру. Такая ёмкость имеет максимально возможный объём при минимальной поверхности. Конструкция такой ёмкости нашла широкое распространение.
Автор предлагает рассмотреть конструкцию ёмкости приближенную к сферической: средняя часть поверхности описывается цилиндрическим поясом, оставшаяся часть поверхности ёмкости составлена из боковой поверхности усечённых конусов.
Впишем поверхность в сферу и поставим задачу: насколько такая поверхность приближается к сферической поверхности.
С точки зрения техники, сферическая поверхность является идеальной, как имеющая максимальный объём при минимальной поверхности.
Определим аналогичные характеристики для выше указанной поверхности.
На рисунке показана такая ёмкость уже со всеми рассчитанными параметрами, обладающая вышеуказанными свойствами.
Для простоты вывода формулы, определяющей площадь поверхности такой ёмкости, рассмотрим только верхнюю половину «бочки».
Площадь поверхности слагается из площади боковой поверхности половины цилиндра и площади поверхности усечённого конуса.
Присоединенное изображение: Бочка1(2).jpg Присоединенное изображение: Бочка.jpg Присоединенное изображение: 1.jpg Присоединенное изображение: 2.jpg Присоединенное изображение: 3.jpg Присоединенное изображение: 4.jpg
Решил рассмотреть математически: насколько площадь поверхности цилиндрической ёмкости, больше поверхности сферичекой:
Присоединенное изображение: 5.jpg
Реальный пример показывает, что при изготовлении сферической поверхности, происходит существенная экономия металла, кроме того сферическая поверхность, может быть использована для изготовления сосудов, работающих под давлением. При серийном изготовлении, обрезков металла, как пишут некоторые пользователи, вряд ли будет больше, а возможно даже меньше т.к. при изготовлении днища и потолка цилиндра, тоже необходимо резать круг. Конусная поверхность, при серийном изготовлении, может быть прокатана в специальных вальцах.


Построение развёртки сферической поверхности бочки специальной конструкции


.
Все размеры развёртки сферической поверхности, рассчитаны через радиус
Автор попытался построить развёртку бочки специальной конструкцииокружности, описанной вокруг бочки специальной конструкции.
Расчётные формулы приведены непосредственно на рисунке развёртки.
О сложности построения такой развёртки судить Вам – пользователям этого форума. Сложности, в основном связаны с изготовлением конической поверхности.

Присоединенное изображение: Развёртка бочки специальной конструкции.jpg

Ниже приводятся основные формулы необходимые для построения развёртки поверхности бочки специальной конструкции:

Присоединенное изображение: Развёртка бочки1.jpg Присоединенное изображение: Развёртка бочки2.jpg













Классный вывод.

Где то в интернете есть видео изготовления сферических оболочек из таких емкостей методом раздачи гидравлическим давлением (в декоративных целях). В инструкции зависимость размеры разверток заготовок/диаметр сферы сведены в таблицу.

Из приведенного исследования можно указать способ построения разверток емкости для изготовления сферы произвольного диаметра при помощи элементарных тригонометрическихформул . Кроме того можно можно сделать попытку расчета разверток для изготовления овоидов и эллипсоидов.

Зачет.
Чисто теоретически рассуждения верные. Но на практике минимальный обьем поверхности не используется из за не эффективности, та же самая бочка намного практичней. Другое дело для сосудов под давлением и в местах с ограниченым пространством. А как бочка - чисто эффект самоудовлетворения ))

offline (01 March 2017 - 09:56) писал:

Чисто теоретически рассуждения верные. Но на практике минимальный обьем поверхности не используется из за не эффективности, та же самая бочка намного практичней. Другое дело для сосудов под давлением и в местах с ограниченым пространством. А как бочка - чисто эффект самоудовлетворения ))
Плоские днища накладывают обольшие ограничения для сосудов давления. Зато сам принцип интересен. Можно, например, листовые материалызаменить стержневой системой и получить пространственную конструкцию.
Ну для сосудов давление и используют полукруглые днища. А вот со стержневой системой не понял ничего.
То, что такие сосуды не в ходу (несмотря на то, что идея лежит на поверхности), наводит на мысль, что выгоды не покрывают затрат.

Если конические части делать одним куском - и обрезков будет много, и резать муторно, и согнуть правильно непросто. Ну а если делать конусы из клиньев эти проблемы отпалут, но зато длина швов будет в разы больше чем у цилиндрической бочки.

Соотношение объем/поверхность - это, конечно важно, но материала на такую бочку в реальности может уйти даже больше (если делать с цельнокроенными конусами). И теплоизолировать ее сложней. Ну а зачем еще нужна минимальная поверхность при заданном объеме?

offline (01 March 2017 - 11:14) писал:

Ну для сосудов давление и используют полукруглые днища. А вот со стержневой системой не понял ничего.
На ребрах расположить узлы, соединить их стержнями, листовые поверхности удалить. Получится эдакая пространственная ферма.

plutarh (01 March 2017 - 15:52) писал:

offline (01 March 2017 - 11:14) писал:

Ну для сосудов давление и используют полукруглые днища. А вот со стержневой системой не понял ничего.
На ребрах расположить узлы, соединить их стержнями, листовые поверхности удалить. Получится эдакая пространственная ферма.


А по моему херня получится ))))
Ну. почему же. К примеру, задемали вы купол соорудить. С чего начинать, какими методами пользаться? А вот готовое решение. Иприближение к сферической поверхности хорошее, не хуже 3%.

plutarh (02 March 2017 - 11:17) писал:

Ну. почему же. К примеру, задемали вы купол соорудить. С чего начинать, какими методами пользаться? А вот готовое решение. Иприближение к сферической поверхности хорошее, не хуже 3%.

Так в таком дырявом куполе много жидкости или газа не сохранишь.
Так в таком дырявом куполе много жидкости или газа не сохранишь.

Я не понял: причём тут дырявый купол?
Это Вы как говорите: в прямом или переносном смысле т.е. нельзя такую модель конструкции использовать для таких целей, если в прямом, то все вопросы к качеству сварочных работ, а ответственные сварочные швы проверяются рентгеном и, как правили, качество бывает идеальным!

Kompas (02 March 2017 - 15:31) писал:

Я не понял: причём тут дырявый купол?Это Вы как говорите: в прямом или переносном смысле т.е. нельзя такую модель конструкции использовать для таких целей, если в прямом, то все вопросы к качеству сварочных работ, а ответственные сварочные швы проверяются рентгеном и, как правили, качество бывает идеальным!


А какая бочка должна получится без "листовых" поверхностей??


plutarh (01 March 2017 - 15:52) писал:

Hа ребрах расположить узлы, соединить их стержнями, листовые поверхности удалить. Получится эдакая пространственная ферма.

offline (02 March 2017 - 13:39) писал:

plutarh (02 March 2017 - 11:17) писал:

Ну. почему же. К примеру, задемали вы купол соорудить. С чего начинать, какими методами пользаться? А вот готовое решение. Иприближение к сферической поверхности хорошее, не хуже 3%.
Так в таком дырявом куполе много жидкости или газа не сохранишь.
Вы не успеваете за мыслью. Бочка уже трансвормировалась в купольное покрытие. В не не хранят, а от непогоды укрываются. Для ангара тоже хорошо когда вместимость большая, а площадб ограждающих конструкций минимальная.
По любому возьму идею на вооружение.
Вы не успеваете за мыслью. Бочка уже трансформировалась в купольное покрытие.

Я Вас понял, идея разработана была для одного применения, а ей уже нашли другое.
Неожиданный поворот ))
В ангар без листовых поверхностей тоже мало чего поставить можно, да расположение внутри предметов будет проблематично, хотя в юртах же живут и ничего ))

Изображение
Прильно! При минмалой поверхности дров на отопление необхоимо минимум.

Kompas (03 March 2017 - 05:11) писал:

Вы не успеваете за мыслью. Бочка уже трансформировалась в купольное покрытие.Я Вас понял, идея разработана была для одного применения, а ей уже нашли другое.
Я уже говорил тут, что ещё раее видел эту идею совершеннов другов качестве. Шары из нержи люди делают. Применять идеи в разных местах и есть суть изобретательства (наука прикладная). А проводить исследования-задача науки фундаментальной.
Да и в качестве бочек хорошо работать будет данная форма. Нужно только транспорт соответствующий изготовить и систему хранения. Потому, что форма близка к шару и будет так же легко перемещаться в не предсказуемых направлениях при случайных воздействиях. Ну конечно неплохо было бы провести исследование и сравнить плотность упаковки в контейнере классических бочек, скажем и бочекс спецформы. Можно также провести сравнения с "молочными пирамидками". (если не понятно-вспомните треугольные пакеники с молоком в СССР)
В качестве иллюстрации разнообразия технических решений - ёмкости склада жидкого аммиака, Концерн "Стирол" г. Горловка.Изображение

A.G.B. (03 March 2017 - 11:44) писал:

В качестве иллюстрации разнообразия технических решений - ёмкости склада жидкого аммиака, Концерн "Стирол" г. Горловка.



Так это уже сосуд под давлением, не надо путать бочку и рессивер.