Stress state analysis of propane butane gas spherical storage tanks

Abstract

The paper presents the design of a spherical tank using a combination of analytical procedure with FEM analysis and experimental testing in order to minimize design time and verify the design strength. The analytical procedure for calculating the tank strength in the initial stages of the design process is briefly presented. Based on analytical results, the tank is designed and by created FEM model. FEM analysis is used to identify areas of high stress concentration. FEM results show that the equivalent value of stress at the points of spherical tank support exceeds the values of yield stress, but not significantly and in a very small area, so the overall design is deemed worthy. Experimental measurements verify FEM results that show it is not necessary to reinforce the spherical tank at the points of support. After 8 months, exper- iments are repeated giving the same results as the original measurements, thus justifying the decision not to reinforce tank supports.

U radu je prikazano projektovanje sfernog rezervoara kombinacijom analitičke procedure sa MKE analizom i eksperimentalnim ispitivanjem, kako bi se minimiziralo vreme projektovanja i proverila nosivost. Ukratko je prika-zan analitički postupak za proračun čvrstoće rezervoara u početnim fazama procesa projektovanja. Na osnovu anali-tičkih rezultata rezervoar je dimenzionisan uz kreiranje MKE modela. MKE analiza se koristi za identifikaciju oblasti sa velikom koncentracijom napona. Rezultati MKE pokazuju da ekvivalentna vrednost napona na tačkama oslonca sfernog rezervoara premašuje napon tečenja, ali ovo prekoračenje nije značajno, na veoma maloj površini, pa je celokupno projektovanje ocenjeno kao korektno. Eksperimentalna mere-nja potvrđuju MKE rezultate da nije potrebno ojačati sferni rezervoar na tačkama oslonca. Posle 8 meseci eksperimenti su ponovljeni dajući iste rezultate kao i originalna merenja, čime se pravda odluka da se ne pojačaju nosači rezervoara.