कौन सा प्रेशर वेसल सबसे मजबूत है? ज्यामिति, सामग्री और बर्स्ट लिमिट की तुलना

मूल प्रश्न का उत्तरःकौन सा दबाव वाहिका सबसे मजबूत है?"सबसे मजबूत" दबाव पोत का निर्धारण करने के लिए दो अलग-अलग इंजीनियरिंग कारकों को देखने की आवश्यकता होती हैःज्यामितिऔरसामग्री की संरचनाज्यामितीय दृष्टिकोण से,गोलाकार दबाव पात्रसबसे मजबूत आकार है क्योंकि इसकी सममित दोहरी वक्रता आंतरिक दबाव को समान रूप से वितरित करती है, एक सिलेंडर के अधिकतम दीवार तनाव का ठीक आधा अनुभव करती है।भौतिक और परिचालन दृष्टिकोण से, उच्च दबावटाइप 4 कम्पोजिट पैक किए गए पात्र(एक पूर्ण कार्बन फाइबर ओवरवॉल्व में लिपटे एक बहुलक आवरण का उपयोग करके) उच्चतम पूर्ण फट दबाव और ताकत-से-वजन अनुपात प्राप्त करें,सुरक्षित रूप से 700 बार या उससे अधिक के चरम दबावों को धारण करने वाला.

आंतरिक दबाव बनाए रखने पर, एक पोत का आकार निर्धारित करता है कि तनाव इसकी दीवारों पर कैसे कार्य करता है। पतली दीवार वाले दबाव पोत यांत्रिकी के तहत, आकार भार के तहत बहुत अलग व्यवहार करते हैंः

• बेलनाकार पात्र (द्वैध तनाव):एक दबाव वाले सिलेंडर को दो अलग-अलग वेक्टर बलों के अधीन किया जाता हैहुप तनाव(परिवेशी तनाव को लंबाई में विभाजित करता है, और के रूप में गणना की जाती हैअनुदैर्ध्य तनावचूंकि हुप तनाव अनुदैर्ध्य तनाव से दोगुना होता है, इसलिए सिलेंडरों में उनकी परिधि के साथ एक अंतर्निहित संरचनात्मक भेद्यता होती है।

• गोलाकार पात्र (एक समान तनाव):एक गोले में एक सममित दोहरी वक्रता होती है जो आंतरिक दबाव को सभी दिशाओं में समान रूप से फैलाती है। इसका अधिकतम सामान्य तनाव इस बात से शासित होता है किआधाएक ही त्रिज्या और दीवार मोटाई के एक सिलेंडर द्वारा अनुभव किए जाने वाले रिम्प तनाव।यह एक ही सामग्री तनाव सीमा तक पहुंचने से पहले एक समकक्ष सिलेंडर के आंतरिक दबाव के दो गुना का सामना करने में संरचनात्मक रूप से सक्षम गोले बनाता है।

जबकि बल्क स्टोरेज के लिए गोले ज्यामितीय रूप से बेहतर हैं, सामग्री की प्रगति उच्च दबाव और मोबाइल अनुप्रयोगों में पूर्ण फट शक्ति निर्धारित करती हैः

• उच्च शक्ति वाले धातु मिश्र धातु (प्रकार 1): विशेष धातुओं से बना पात्र जैसे डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील, इनकोल, टाइटेनियम,या क्रोम-मोली कम मिश्र धातु वाले स्टील्स कठोर औद्योगिक तापमान और संक्षारक रासायनिक वातावरण के तहत अपार तन्यता शक्ति और क्रॉप प्रतिरोध प्रदान करते हैं.

• कार्बन फाइबर कम्पोजिट ओवरवॉल (प्रकार 4):अत्यधिक दबाव संयोजन के लिए (जैसे 350 से 700 बार हाइड्रोजन भंडारण और एयरोस्पेस सिस्टम)प्रकार 4 के दबाव पात्रएक हल्के पोलीमर अस्तर के साथ एक उच्च तन्यता कार्बन फाइबर और epoxy मैट्रिक्स ओवरवॉल के संयोजन से, इन जहाजों असाधारण फट दबाव मार्जिन प्राप्त,पारंपरिक पूर्ण धातु कंटेनरों के वजन-से-शक्ति सीमाओं से बहुत अधिक.