home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Monster Media 1996 #14 / Monster Media No. 14 (April 1996) (Monster Media, Inc.).ISO / business / mixing10.zip / VESSEL.TXT < prev   
Text File  |  1991-08-02  |  6KB  |  206 lines
  1.                          METHODOLOGY
  2.  
  3.                         VESSEL DESIGN
  4.  
  5. The vessel volume and surface calculations are performed
  6. using four types of heads.  You may select Flat Heads, ASME
  7. F&D,2-1 elliptical,or HemiSpherical Heads.  The flexibility
  8. to use different heads for the top and bottom was not
  9. included.  Designs with Hemi heads should be used with
  10. caution, since it is unusual for them to be selected except
  11. for very high pressure designs.  Special design techniques
  12. are often used for very high pressure applications that go
  13. beyond the capabilites of this program.
  14.  
  15. Cylinder Volumes  The volume of the vessel cylinder between
  16. the seam to seam dimensions is base upon the internal
  17. diameter in inches specified and the height given.  The
  18. formula for the volume is :
  19.  
  20.  
  21.      V = 3.1416/4 * (D/12)^2 * H/12   ft^3
  22.  
  23. The surface of the Cylinder is calculated by the formula
  24.  
  25.      A = 3.14.6*D/12*H/12     ft^2
  26.  
  27. The thickness of the cylinder is calculated by the ASME
  28. formulas
  29.  
  30. If P > 0.385 * S * E  then the thick wall equation is used
  31.  
  32.   T = R * ((S*E + P ) / (S*E - P))^0.5 - 1 + CA
  33.  
  34. ELSE The thin wall equation is used {this is the usual case}
  35.  
  36.   T = (P*R / (S*E - 0.6*P) + CA
  37.  
  38. IF the calculated thickness is less then 0.25 inches then a
  39. default thickness of 0.25 inches is used.
  40.  
  41. The weight of the cylinder is calculated by
  42.  
  43.      W = A * T * METAL WEIGHT
  44.  
  45.      with units corrected
  46.  
  47. The metal density used is 0.283 lb/ in^3 for steel
  48.  
  49. It can be changed as well as the values used for S, and E and
  50. CA in the screen called up by pressing W from the command
  51. line.
  52.  
  53.  
  54.  
  55.                           HEAD DATA
  56.  
  57.  
  58. The data for the various heads is calculated as follows for
  59. the head volume, surface areas, shell thickness and weight.
  60.  
  61. FLAT HEADS      ( no design pressure calculation is made )
  62.      A = Pi/4*(D/12)^2
  63.      V = 0
  64.      DEPTH = 0
  65.      T = 0.25 in
  66.  
  67. ASME F&D
  68.      A = Pi*(D/24)^2 * ( 1 + X^2*(2 - X)
  69.          Where X = 0.3334
  70.      V = 2*0.1667*0.667*Pi*(D/24)^3*7.47
  71.      DEPTH = X * D/2
  72.      T = T by thin wall eq * 10.6 / 6 + CA
  73.  
  74. 2-1 Elliptical
  75.      A = (Pi * (D/24)^2)*(1 + X^2*(2-X)
  76.          Where X = 0.5
  77.      V = 0.0005667*(D)^3
  78.      DEPTH = X * D/2
  79.      T = P*D / (2*(S*E - 0.1*P)) +CA
  80.  
  81. HEMISPHERICAL
  82.      A = 1.5708*(D/12)^2
  83.      V = 0.0011335 * (D^3)
  84.      DEPTH = D/2
  85.      T = (P*D/2) / (2*(S*E - 0.1*P)) +CA
  86.  
  87.  
  88.                             UNITS
  89.  
  90. A = AREA  FT^2
  91. V = VOLUME IN GALLONS
  92. DEPTH = INCH
  93. D = INTERNAL DIAMETER INCH
  94. T = THICKNESS INCH
  95. CA = CORROSION ALLOWANCE INCH
  96. P = DESIGN PRESSURE PSI
  97. E = WELD EFFICIENCY 0.75 TO 1
  98. R = RADIUS INCH
  99. S = ALLOWABLE STRESS
  100.  
  101.                         LIQUID HEIGHT
  102.  
  103. The height of the liquid in the vessel is calcuated from the
  104. bottom tangent or seam dimension.  It is calculated from the
  105. volume of the liquid inputted in the Liquid input section by
  106. subtracting the volume of the bottom head and determining the
  107. straight side volume of liquid.
  108.  
  109. The baffle width is calculated by
  110.      BW = D/12
  111.  
  112. The baffle offset from the wall is calculated by
  113.      BO = D/72
  114.  
  115.  
  116.                     STRESS VALUES TO USE
  117.  
  118. Stress values vary with the type of metallurgy
  119. typical values are as follows:
  120.  
  121.            Metal                     Allowable Stress (psi)
  122.  
  123. SA515-55, SA516-55, SA285C                  13700
  124. SA515-60, SA516-60, SA-53B                  15000
  125. SA515-65, SA516-65                          16200
  126. SA515-70, SA516-70                          17500
  127. SA240, 304LSS, 316LSS                       17500
  128. SA240, 304SS, 316SS                         18750
  129. SA240, 321SS, 347SS                         18750
  130. SA240, 410SS                                16250
  131. MONEL 400                             21000-30000
  132. INCOLOY 600                           26000-37000
  133. TITANIUM                               8700-16300
  134. SA285C 20% 304 OR 316 CLAD                  14700
  135.  
  136. HASTELLOY G                                 25100
  137. CARPENTER 20                                20000
  138. ZIRCONIUM SB551                             13050
  139. TANTALUM                                    11250
  140. ALUMINUM 5456                         10200-11500
  141. NICKEL SB-162                         10000-13300
  142. NICKEL SB-127                         17500-18700
  143. NICKEL SB-168                         20000-21200
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.                    WELD EFFICIENCY VALUES
  164.  
  165. The value of weld efficiency to use in the thickness
  166. calculation are determined by the weld procedures as follows:
  167.  
  168. TYPE OF JOINT      FULL X RAY    SPOT X RAY    VISUAL
  169.  
  170. double butt weld      1.0          0.85         0.70
  171.  
  172. single butt weld      0.90         0.80         0.65
  173.   with backing strip
  174.  
  175. single butt weld
  176.   W/O backing strip   ---           ---         0.60
  177.  
  178. double full fillet
  179.   lap joint           ---           ---         0.55
  180.  
  181. single full fillet lj
  182.   with plug welds     ---           ---         0.50
  183.  
  184. single lap without
  185.   plug welds          ---           ---         0.45
  186.  
  187.  
  188.                         METAL DENSITY
  189.  
  190. METAL                                       DENSITY
  191.                                             LB/IN^3
  192.  
  193. CARBON STEEL                                0.283
  194. 304 SS                                      0.301
  195. 316 SS                                      0.301
  196. MONEL 400                                   0.324
  197. ALUMINUM                                    0.0994
  198. INCONEL 600                                 0.326
  199. NICKEL                                      0.326
  200. TITANIUM                                    0.1669
  201. ZIRCONIUM                                   0.240
  202. HASTELLOY G                                 0.3056
  203. HASTELLOY C                                 0.327
  204. HASTELLOY B                                 0.339
  205. CARPENTER 20                                0.330
  206. TANTALUM                                    0.6079