【文章內(nèi)容簡介】 —安全裕量， 取8cm② 下沉深度不大于內(nèi)邊緣板的高度，且應(yīng)留有一定裕量，以免油品由浮內(nèi)側(cè)漫過內(nèi)邊緣板進入艙室（此時單盤破裂，浮船內(nèi)外兩側(cè)均有油），并導(dǎo)致浮頂沉沒，（參閱參考文獻【3】第101頁圖54）可用下式表達： （32）式中：—內(nèi)邊緣板的高度， —浮船尺寸，見圖54，式（31）和（32）中，均為已知數(shù)；為安全裕量，系控制的數(shù)字一般以10—20為宜，最低不得小于5。由以上看出，只要求出和便可進行校核，現(xiàn)分別求和。（一）假設(shè)時，下沉深度的計算下沉深度由三項組成，即 （33）式中：—浮船本身的浸沒深度（假設(shè)）， —破壞的單盤使浮船下沉的增加量， —由于兩個艙室泄露而使浮船下沉深度的增加量， （1）的計算 假設(shè)，則浮船本身的沉沒深度  （34）式中：—浮頂?shù)闹亓浚? —浮船的外徑， —浮船的內(nèi)徑， —儲液的容重， API650和JISB8501均規(guī)定，，按實際容重計算。由于此設(shè)計的貯液重度：液=850=。所以取。為簡化計算，令，則式（34）可改寫為 （35）其中： —浮船內(nèi)徑， —浮船外徑， —內(nèi)邊緣板高度， —外邊緣板高度， —隔板數(shù)， —外邊緣板厚度， —內(nèi)邊緣板厚度， —船艙頂板和船艙底板厚度， —隔板厚度。 =16560，又根據(jù)我設(shè)計的是10000的浮頂貯罐，所以依照參考文獻【3】第99頁表51有浮船外徑取2810浮船內(nèi)徑取2510。 （2）的計算單盤破裂以后浸泡于油品中，此時單盤除其自身的體積所排開的儲液能提供微小的浮力外，不再提供任何浮力。把破裂的單盤連接到浮船上將使浮船下沉量增加值，按平衡條件可列出 （36）式中： —單盤板厚度， —單盤單位面積的重量，（單盤總重） （37）將式（36）化簡整理得： （38）盤本身的重量： 單盤配件的重量：由于是浮頂,則不得小于60kgf，則。單盤總重=單盤自重+單盤配件=（單盤總重）=（3）的計算兩個艙室泄漏將使船下沉深度增加，在計算時可把艙室看成未泄漏，但在兩個艙室的浮力中心增加重量G，而G與泄漏前這兩個艙室所排開的液體重量相等，即 （39）式中： —艙室總數(shù)（1萬油罐分成14個艙室）取14加上重量G以后有兩個結(jié)果：(1) 把G加在中部，使浮船下沉(2)把G移至兩個艙室的浮力中心處，浮船傾斜邊緣下沉量增加。 （310）可根據(jù)平衡條件按下式求出：= （311）將式（39）中的G代入式（311），并化簡得 （312）可根據(jù)船舶靜力學的一般原理求出：= （313）式中：每個艙室所對應(yīng)的圓心角 將式（312）（313）代入（310）可得： （314）令 （315） （316）式中：—由于兩個艙室泄漏使浮船下沉的影響系數(shù)。將式（316）代入式（33），得 即 （317） （二） 的計算浮船底是斜的而不是平的，為了解決這個問題，可先把船底按平的考慮，然后再加上由于這樣考慮帶來的下沉量的誤差的值。參閱參考文獻【3】第103頁圖55，虛線是把傾角為的底板折算為平底的線，三角形截面積所圍成的環(huán)形體積為= 將和代入上式，經(jīng)整理得 矩形截面積所圍成的環(huán)行體積為： 因為浮力相等，即二者排開的液體的體積相等，故由次求出 （318）由式（318）看出，為浮船幾何形狀的函數(shù)，幾何形狀確定后，便可求出。底板傾角?。ㄒ妳⒖嘉墨I【1】第142頁）。 . 因為已經(jīng)求出按（31）式校核有： （?。┘矗? 滿足條件。按（32）式有： 即： 滿足條件。 第二準則的計算和校核第二準則是在整個罐頂面積上有250降雨量的水積存在單盤上時浮頂不沉沒，在下暴雨時，由于雨量過大或中央排水管不暢甚至堵塞，則單盤上將出現(xiàn)積水。設(shè)計容許的積水量為Q： （319）式中： —單盤上容許的最大積水重量， —油罐內(nèi)徑， —水的重量， —容許的降雨量，取=。在的作用下，浮頂?shù)南鲁亮浚ǔ运浚┰黾印５O(shè)計要求，即使在這種情況下罐內(nèi)的油品也不得越過浮船的外邊緣，且應(yīng)留有一定裕量。否則油品就會經(jīng)過外邊緣板流入浮頂，灌進艙室，最終導(dǎo)致浮頂沉沒。以上的校核條件可用下式表達： （320）式中： —浮船本身的沉沒深度， —加上單盤以后浮船下沉增加量， —由積水重量引起的浮船下沉增加量， —安全裕量，一般取—最小不得低于。在式（320）中為已知值 （321）按式（34）或式（35）計算，按式（318）計算。式（320）中的，均與載荷（單盤自重積水重）作用下單盤的撓度有關(guān)，因為撓度越大，則向下?lián)贤共糠值捏w積越大，排水量越多，亦即浮力越大，從而使和減小。故在下面先討論單盤和浮船的力學特性。 單盤撓度及的計算單盤是一個大撓度圓形薄板，其中心的撓度可按下式計算： （322）式中：—單盤中心撓度， —與浮船徑向剛性有關(guān)的系數(shù)， —單盤上所受的當量均布載荷， —單盤的外徑， —鋼材的彈性模量， —單盤板的厚度， —單盤直徑，cm。單盤上任意點的撓度可按下式計算： （323）式中： —從單盤中心至計算點的距離，由式（323）看出，當時，即在單盤的中心，；當時，即在單盤的邊緣。式（322），（323）的建立有三個假設(shè)條件，只有滿足或基本滿足這些假設(shè)條件時，使用以上公式才是正確的，三個假設(shè)是：⑴ 薄膜應(yīng)力假設(shè)⑵ 均勻載荷假設(shè)⑶ 邊界為鉸支假設(shè)實際情況與式（322），（323）的基本假設(shè)相符，故可以大膽使用。式（322）中的是一個與浮船徑向剛性有關(guān)的系數(shù)，可以把浮船看成是一個受徑向力（力的方向指向圓心）的受壓圓環(huán)。在次力作用下，受壓環(huán)產(chǎn)生徑向位移，而這一位移將會造成單盤撓度的增加。值可按下述方法計算：首先求出無量綱參數(shù) （324）式中： —無量綱參數(shù)； —浮船的平均半徑，； （325） —用于剛度計算的浮船有效面積。 （326）式中：折減系數(shù)，；—浮船上加強圈的截面積，如連接角鋼等均可做為加強角鋼看待， 。將式（325）代入式（324）得 （327）由于我設(shè)計貯罐的頂圈板厚度為，根據(jù)英國BS2654標準故選取 截面積為：用線性插入法求即： 表31 的函數(shù)值0當浮船剛性加大，即增加時由式（327）知減小，從而減?。ㄒ姳?1），由式（322）求出的值減小，即浮船剛性越大則單盤的撓度越小，這一結(jié)論完全為實驗所證實。當趨近于無窮大時，則浮船為剛性環(huán)，此時 的計算式（320）中的為加上單盤以后浮船下沉深度的增加量。加上單盤以后，由于下沉深度增加，使排水體積增加和和三個部分。參閱參考文獻【3】第107頁圖57，為加上單盤以后浮船體積的增加量，為加上單盤以后單盤部分（不計單盤撓度，即把單盤假設(shè)成平的）的排水體積，為因單盤有自然下?lián)隙黾拥呐潘w積。 （328）式（328）中的為距單盤中心處的自然下?lián)?，可參考單盤的撓度曲線式（323）寫出，即： 為單盤中心的自然下?lián)?，將式?28）積分后，求出 根據(jù)平衡條件得出：化簡得出 （329）式（329）中有兩個未知數(shù)和，故需找另一個關(guān)系式才能求解。在單盤上任一點處的平衡條件可用下式表達： （330）式中： —單盤在方向單位長度上所受的力； —該點在方向的曲率半徑。在中心處，故 故在中心處可得出下式： （331）將式（329），（331）聯(lián)立消去，可得： （332）式中取。 的計算為整個浮頂面積上有降雨量的水積存在單盤上時，浮船下沉的增加量。在整個浮頂面積上有降雨量的積水時，積水的重量可按式（319）計算。把重量為的水加到單盤上以后，一方面浮船下沉從而使排水體積增加；另一方面單盤的撓度由增至從而使排水體積增加，由平衡條件可知： （333） （334） （335）的計算參閱式（328）。把式（319）.（334）.（335）代入式（333），化簡可得： （336）式（336）為與的關(guān)系式，該式右側(cè)為常數(shù)。由式中看出增加則減小，上式含有兩個未知數(shù)為求解還需找另外的關(guān)系式。參閱參考文獻【3】第109頁圖58，單盤所受向下的力為水重和單盤自身的重量，向上的力為浮船通過連接角鋼給予單盤的向上分力，以及儲液對單盤的浮力。由單盤的平衡條件可以得出： （337） 其中： （338）式中： —單盤上的當量載荷，可按式（322）計算 —儲液對單盤浮力的總和?？砂聪率接嬎? （339） 將式（339）積分并注意到，可得 （340）在式（337）中，將用式（338）代入，用式（340）代入，用式（319）代入，而可由式（329）求出，代入后化簡可得： （341）上式為的關(guān)系式，與式（336）聯(lián)立消去可得： （342）式（342）為與的關(guān)系式，將式（322）中的代入并化簡可得的方程式： （343）式中： 　　（344） 　?。?45）　　　 　　　　　　　 （346） 第三準則的計算和校核第三準則為在操作時單盤與儲液之間不存在油氣空間，這一條件是從減少單盤的腐蝕考慮的。單盤的安裝參閱參考文獻【3】第111頁圖59，其上限為即值達到時單盤的底面尚與儲液全部接觸，此時若再將單盤向上移則單盤底面與儲液脫開。單盤安裝位置的下限為，此時浮力恰好與單盤的重量相平衡，單盤成水平的，此時若將單盤繼續(xù)下降，單盤將在浮力的作用下向上凸起而不利于排水，因此單盤的安裝高度應(yīng)滿足以下條件： （347） 的計算在等于時，單盤的重量與浮力相等，此時浮船不再在垂直方向負擔單盤傳來的載荷，即式（332）中的單盤成為平的，即將和代入式（329），并將該為則有