چه قطر و ارتفاعی برای یک مخزن ۲۰٬۰۰۰ متر مکعبی مناسب است: روشی برای تعیین ابعاد مخازن پیچ‌ومهره‌ای
ساخته شده در 09.09
چه قطر و ارتفاعی برای مخزن ۲۰,۰۰۰ متر مکعبی مناسب است: روش تعیین ابعاد برای مخازن پیچ‌ومهره‌ای
مخزن ۲۰٬۰۰۰ متر مکعبی یک استوانه است، بنابراین قطر و ارتفاع از همان معادله حجم به دست می‌آیند: V برابر است با π تقسیم بر چهار ضربدر قطر به توان دو ضربدر ارتفاع. یک مخزن ۲۰٬۰۰۰ متر مکعبی حدود ۴۸ متر قطر با ارتفاع مایع ۱۱ متر، یا حدود ۴۰ متر قطر با ارتفاع مایع ۱۶ متر دارد، و پاسخ عملی گزینه‌ای است که با زمین تطبیق داشته باشد و بلندکردن‌های جرثقیل را در محدوده‌های سایت نگه دارد. پانل‌های پیچ‌ومهره‌ای تقریباً ۱٫۲ متر عرض دارند، بنابراین ابعاد نهایی روی مضارب پانل قرار می‌گیرند، و ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر فضای آزاد به‌علاوه سقف و بار باد و برف باید روی ارتفاع مایع تحمل شود.
یک مهندس پروژه که موظف است ۲۰٬۰۰۰ متر مکعب را در یک قطعه زمین جای دهد، معمولاً کار را با یک صفحه‌گسترده و یک نمودار جرثقیل آغاز می‌کند، و این غریزه درستی است. حجم توسط فرآیند تعیین می‌شود، اما قطر و ارتفاع متغیرهای آزاد هستند، و تقسیم بین آن‌ها هزینه فونداسیون، مساحت سقف، رفتار در برابر باد و زلزله، انتخاب جرثقیل در محل و اینکه آیا مخزن می‌تواند بعداً توسعه یابد را تعیین می‌کند. یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای این کار را نسبت به مخزن جوشی آسان‌تر می‌کند، زیرا پوسته از پانل‌های ساخته‌شده در کارخانه مونتاژ می‌شود؛ همچنین آن را محدود می‌کند، زیرا قطر و ارتفاع نهایی باید بر مضارب پانل منطبق شوند نه بر هر عددی که صفحه‌گسترده تولید کرده است. بنابراین اینکه چه قطر و ارتفاعی برای یک مخزن ۲۰۰۰۰ متر مکعبی مناسب است، پیش از آنکه یک پرسش حجمی باشد، یک پرسش مربوط به زمین و جرثقیل است، و تقسیم بین این دو متغیر هزینه فونداسیون، مساحت سقف و اینکه آیا مخزن می‌تواند بعداً توسعه یابد را تعیین می‌کند.
هندسه: یک معادله، دو متغیر
از حجم استوانه شروع کنید و سپس اجازه دهید سایت شکاف را انتخاب کند. برای یک مخزن استوانه‌ای عمودی، ظرفیت برابر است با π تقسیم بر چهار، ضربدر مجذور قطر، ضربدر ارتفاع مایع، بنابراین ارتفاع مایع برابر است با چهار برابر حجم تقسیم بر π ضربدر مجذور قطر. بنابراین یک ظرفیت ۲۰٬۰۰۰ مترمکعبی تقریباً به شرح زیر محاسبه می‌شود: با قطر ۴۰ متر، ارتفاع مایع حدود ۱۶ متر است؛ با قطر ۳۶ متر حدود ۲۰ متر است؛ با قطر ۳۲ متر حدود ۲۵ متر است؛ و با قطر ۴۸ متر حدود ۱۱ متر است. بنابراین نموداری که بیشتر پروژه‌ها به آن می‌رسند یک مخزن پهن با قطر ۳۶ تا ۴۸ متر و ارتفاع مایع ۱۱ تا ۲۰ متر است، نه یک مخزن باریک. دو چیزی که باید به ارتفاع مایع اضافه شود عبارتند از فضای آزاد (freeboard)، معمولاً ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر یا بیشتر تا سطح در هنگام موج‌زدگی سرریز نشود، و سازه سقف، که برای یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای یک مخروط کم‌عمق یا یک گنبد ژئودزیک آلومینیومی است که به AWWA D108 و API 650 ارجاع داده می‌شود و بارهای باد و برف از ADM 2015 یا ASCE 7-10 گرفته می‌شود. به عبارت دیگر، اینکه چه قطری و ارتفاعی برای یک مخزن ۲۰۰۰۰ مترمکعبی مناسب است با همین یک معادله تعیین می‌شود، و پاسخ هندسی یک استوانه پهن با قطر ۳۶ تا ۴۸ متر و ارتفاع مایع ۱۱ تا ۲۰ متر بالای فضای آزاد است.
مضارب پنل: چرا تعداد پله‌ای است
مخزن پیچ‌ومهره‌ای به قطر دلخواه ختم نمی‌شود. عرض پنل‌ها حدود ۱٫۲ متر است و پوسته از پنل‌های کامل حول یک دایره ساخته می‌شود، بنابراین قطر محقق‌شده مضربی از عرض پنل و ارتفاع محقق‌شده عددی صحیح از ردیف‌ها است. برای قطر ۴۰ متر، محیط به حدود ۱۰۵ پنل ۱٫۲ متری نیاز دارد؛ برای قطر ۳۶ متر، حدود ۹۵ پنل؛ و سپس ارتفاع بر ارتفاع ردیف تقسیم می‌شود، بنابراین سطح مایع ۱۶ متری روی پنل‌های ۱٫۲ متری حدود ۱۳ ردیف و سطح ۲۴ متری حدود ۲۰ ردیف است. بررسی ظرفیت دوباره روی ابعاد اصلاح‌شده اجرا می‌شود تا تأیید شود مخزن همچنان ۲۰٬۰۰۰ متر مکعب را برآورده می‌کند، و ظرفیت مازاد کوچک به‌عنوان حاشیه طراحی نگه داشته می‌شود نه اینکه با برش مجدد پنل‌ها کاسته شود. این همچنین دلیلی است که مخزن پیچ‌ومهره‌ای به‌راحتی قابل توسعه است: افزودن یک ردیف پنل ارتفاع را به اندازه ارتفاع یک پنل افزایش می‌دهد، و افزودن پنل به محیط در همان سیستم ممکن است، بنابراین طراحی باید با در نظر گرفتن ردیف توسعه ترسیم شود حتی اگر امروز خریداری نشود. اینکه چه قطری و ارتفاعی از نظر پنل برای مخزن ۲۰۰۰۰ متر مکعبی مناسب است، همان قطر فهرست‌شده و تعداد صحیح ردیف‌هایی است که در محدودیت جرثقیل باقی می‌ماند، و سپس بررسی ظرفیت روی آن اعداد اصلاح‌شده دوباره اجرا می‌شود.
فونداسیون، سقف و باد: محدودیت‌هایی که واقعاً تأثیرگذارند
گزینه باریک و بلند معمولاً همان گزینه‌ای است که با عملیات عمرانی درگیر می‌شود، نه گزینه‌ای که با حجم درگیر است. یک مخزن با قطر ۳۲ متر که ۲۰٬۰۰۰ مترمکعب را نگه می‌دارد، حدود ۲۵ متر ارتفاع مایع دارد، که سطح بزرگي برای تحمل باد روی پوسته ایجاد می‌کند، به داربست بلندتر و جرثقیل بلندتر نیاز دارد، و ارتفاع خروجی پمپ و پایه لوله را چند برابر می‌کند. یک مخزن با قطر ۴۰ تا ۴۸ متر که همان حجم را نگه می‌دارد، ۱۱ تا ۱۶ متر ارتفاع مایع دارد، که ارتفاع دیوار و بار باد روی پوسته را کاهش می‌دهد اما مساحت سقف را افزایش می‌دهد، بنابراین بار برف و زهکشی سقف به بررسی‌های حاکم تبدیل می‌شوند، و مخزن بخش بیشتری از زمین را می‌پوشاند. جایی که زمین صاف نیست، قطر بزرگ‌تر آسان‌تر است، زیرا فونداسیون می‌تواند یک حلقه بتنی یا دال باشد که در یک مرحله ریخته می‌شود؛ جایی که محدودیت ژئوتکنیکی وجود دارد، مخزن بلند و باریک ممکن است نیاز به شمع‌کوبی داشته باشد، که معمولاً بیشتر از هر بحثی درباره پوشش، پاسخ را تغییر می‌دهد.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار / محدوده معمول | یادداشت |
حجم طراحی | ۲۰,۰۰۰ متر مکعب | به‌علاوه ارتفاع آزاد و شیب کف |
قطر معمول | ۳۶–۴۸ متر | مبتنی بر سایت؛ بر مضارب پنل منطبق می‌شود |
ارتفاع معمول مایع | ۱۱–۲۰ متر | عریض کم‌عمق یا بلند باریک |
عرض پنل | ~۱.۲ متر | پنل پیچ‌ومهره‌ای کارخانه‌ای |
ضخامت پنل | ۳–۱۲ میلی‌متر بر اساس طراحی | خوردگی با پوشش داخلی مدیریت می‌شود، نه با ضخامت |
ارتفاع آزاد | ۳۰۰–۵۰۰ میلی‌متر و بیشتر | ذخیره سرریز و کف |
سقف | مخروط، یا گنبد آلومینیومی AWWA D108 / API 650 | بارها بر اساس ADM 2015 / ASCE 7-10 |
پوشش لعابی | ذوب‌شده در ۸۲۰–۹۳۰ درجه سانتی‌گراد، ۰٫۲۵–۰٫۴۵ میلی‌متر | آزمون جرقه ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم، pH ۱–۱۴ |
پرداخت داخلی | Ra < 0.8 میکرومتر | سطح قابل تمیزکاری |
فونداسیون | حلقه بتنی یا پایه مسطح با نشست کنترل‌شده | جزئیات مهاربندی بر اساس بار باد |
تبدیل اعداد به یک پروژه
پس از نهایی شدن هندسه، جزئیات تعیین می‌کنند که آیا نگهداری از مخزن آسان است یا خیر. یک سرویس آب با ظرفیت ۲۰٬۰۰۰ متر مکعب معمولاً یک مخزن فولادی با پوشش شیشه‌ای ذوب‌شده است: لعاب ذوب‌شده در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سانتی‌گراد، با ضخامت ۰٫۲۵ تا ۰٫۴۵ میلی‌متر، با مقاومت نامی بالای ۳٬۴۵۰ نیوتن بر سانتی‌متر مربع، آزمایش جرقه در ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم، مقاوم در برابر pH ۱ تا ۱۴ و با عمر نامی ۳۰ سال و بیشتر، با سطحی با زبری Ra کمتر از ۰٫۸ میکرومتر. اتصالات با واشر EPDM و پیچ‌های گرید ۸٫۸ فلنج‌دار هستند، بنابراین پوسته می‌تواند دوباره گشتاوردهی شود و بعداً مرتفع یا گسترش یابد، که این مزیت عملی نسبت به مخزن جوشی در این اندازه است. جایی که آب خورنده است یا محل در ساحل قرار دارد، پوشش داخلی اپوکسی پیوند ذوبی با ضخامت ۱۸۰ تا ۲۸۰ میکرومتر مطابق AWWA C550 با مقاومت در برابر پاشش نمک بیش از ۴۰۰۰ ساعت گزینه جایگزین است، و جایی که گواهی آب آشامیدنی تعیین‌کننده انتخاب است، مستندات NSF/ANSI 61 و WRAS برای سطوح در تماس با آب اعمال می‌شود.
مطالعه موردی پروژه
پروژه | موقعیت | محصول | ظرفیت | دامنه |
مخزن آب خام با قطر بزرگ | نامیبیا | مخزن GFS | ۴۴,۹۰۰ متر مکعب | تأمین و نظارت بر ساخت |
ذخیره آب آتش‌نشانی، دو مخزن | سیچوان، چین | مخزن آب آتش‌نشانی GFS | ۸,۹۳۰ متر مکعب | تأمین و نظارت بر ساخت |
مخزن آب آشامیدنی | اندونزی | مخزن آب آشامیدنی GFS | ۲۱,۰۹۹ متر مکعب | نظارت بر تأمین و ساخت |
قابلیت مهندسی مینای مرکزی
سنتر انامل (شرکت فناوری شیجیاژوانگ ژنگژونگ، با مسئولیت محدود) از سال ۲۰۰۸ مخازن ذخیره‌سازی پیچ‌ومهره‌ای را طراحی و تولید کرده است. این شرکت به عنوان اولین تولیدکننده مخازن فولادی با پوشش شیشه‌ای ذوب‌شده (GFS) در چین، نزدیک به ۲۰۰ اختراع مرتبط با انامل را در اختیار دارد، سالانه حدود ۳۰۰,۰۰۰ ورق فولادی پوشش‌داده‌شده با انامل تولید می‌کند، بیش از ۳۰,۰۰۰ پروژه نصب‌شده را تکمیل کرده و مخازن خود را به بیش از ۱۰۰ کشور عرضه می‌کند. پایگاه تولید جدید به مساحت ۱۵۰,۰۰۰ متر مربع برای افزایش ظرفیت تولید اضافه شده است و مخازن تک‌واحدی تا ظرفیت ۶۰,۰۰۰ متر مکعب عرضه می‌شوند. تولید تحت استانداردهای ISO 9001 و ISO 45001 انجام می‌شود، با گواهینامه‌های محصول شامل NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI و EUROCODE، و طراحی با ارجاع به AWWA D103-09، AWWA C550 و NFPA در مواردی که کاربرد ایجاب می‌کند.
برای ظرفیت ۲۰٬۰۰۰ متر مکعبی که معمولاً به معنای یک مخزن GFS پیچ‌ومهره‌ای با قطر و ارتفاع تنظیم‌شده بر اساس زمین، پنل‌های یک‌چهارم‌گرد مرتب‌شده برای تفکیک حمل‌ونقل، نقشه سقف و فونداسیون مطابق با بار باد و برف، و بسته نظارت بر مونتاژ پیچ‌ومهره‌ای و آزمون نشتی برای محل است.
سوالات متداول
س۱: چه قطری و ارتفاعی دقیقاً ۲۰٬۰۰۰ متر مکعب می‌دهد؟
A1: ترکیب‌های زیادی این کار را می‌کنند. تقریباً ۴۸ متر قطر با ۱۱ متر مایع، ۴۰ متر قطر با ۱۶ متر، ۳۶ متر قطر با ۲۰ متر، و ۳۲ متر قطر با ۲۵ متر همگی نزدیک به ۲۰٬۰۰۰ متر مکعب می‌دهند؛ انتخاب به زمین، جرثقیل و فونداسیون بستگی دارد، و عدد نهایی به مضربی از عرض پنل می‌رسد.
Q2: آیا باید پهن و کم‌عمق بسازم یا بلند و باریک؟
A2: پهن و کم‌عمق ارتفاع دیوار و بار باد روی پوسته را کاهش می‌دهد اما مساحت سقف، بار برف و ردپای سازه را افزایش می‌دهد. بلند و باریک مساحت زمین و مساحت سقف را کاهش می‌دهد اما بار باد روی پوسته و ارتفاع بلندکردن با جرثقیل را بالا می‌برد. معمولاً ژئوتکنیک فونداسیون تصمیم را می‌گیرد.
Q3: چقدر فضای آزاد (فری‌بورد) نیاز دارم؟
A3: ذخیره سرریز و کف ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر نقطه شروع رایجی برای سرویس آب است، که در جاهایی که کف تشکیل می‌شود، جایی که سطح از چرخه پمپ نوسان می‌کند، یا جایی که مخزن بعداً به وظیفه بالاتری ارتقا می‌یابد، افزایش می‌یابد.
س۴: آیا می‌توانم با یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای دقیق باشم؟
پ۴: ارتفاع مایع یک عدد صحیح از ردیف‌ها و قطر یک عدد صحیح از پنل‌ها در اطراف دایره است، بنابراین ظرفیت تحویلی نزدیک به هدف اما به ندرت یکسان با آن است. بر اساس حداقل حجم مورد نیاز طراحی کنید و بگذارید پنل‌ها بقیه را تأمین کنند.
س۵: آیا می‌توان یک مخزن ۲۰٬۰۰۰ متر مکعبی را بعداً بزرگ‌تر کرد؟
پ۵: بله، در یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای. ردیف‌های اضافی پوسته را بالا می‌برند، پنل‌های بیشتر ردپا را گسترش می‌دهند یا می‌توان یک مخزن موازی اضافه کرد، که از تعویض کامل عمرانی که یک مخزن جوشی هم‌اندازه نیاز دارد جلوگیری می‌کند.
س۶: آیا قطر بزرگ‌تر طراحی پوشش را تغییر می‌دهد؟
A6: بله. مساحت سقف، بار برف، ظرفیت زهکشی و سازه سقف را تعیین می‌کند، و برای سقف گنبدی با ارجاع به AWWA D108 و API 650، حالات بار از ADM 2015 یا ASCE 7-10 گرفته می‌شود، بنابراین یک مخزن پهن و کم‌عمق و یک مخزن بلند و باریک، طراحی سقف یکسانی ندارند.
مخزن ۲۰٬۰۰۰ متر مکعبی یک مسئله هندسی ساده با پاسخی متناسب با سایت است: حجم، حاصل‌ضرب قطر در ارتفاع را تثبیت می‌کند، عرض پنل ابعاد نهایی را گام‌به‌گام تعیین می‌کند، زمین و جرثقیل نحوه تقسیم‌بندی را مشخص می‌کنند، و بارهای وارد بر فونداسیون و سقف آن را تأیید می‌کنند. در کاربردهای آب و فاضلاب، پوسته معمولاً یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای شیشه‌ای-فولادی ذوب‌شده یا اپوکسی است که به دلیل اتصال قابل بازتنظیم گشتاور و پوششی با عمر مفید چند دهه به‌جای چرخه رنگ‌آمیزی مجدد انتخاب می‌شود. ظرفیت، محدودیت‌های زمین و بارهای سایت را ارسال کنید تا قطر، ارتفاع و تعداد ردیف‌ها را همراه با دامنه سقف، فونداسیون و آزمون نشتی به شما بازگردانیم.
با یک مهندس صحبت کنید
ظرفیت مورد نیاز، ابعاد زمین و محدودیت ارتفاع، داده‌های باد و برف، شرایط لرزه‌ای و فونداسیون، ظرفیت جرثقیل در محل، و شیمی مایع را ارسال کنید. ما یک توصیه قطر و ارتفاع همراه با تعداد رینگ و پنل، بررسی بار سقف و فونداسیون، و بسته نقشه و مشخصات برای پرونده شما بازمی‌گردانیم.
واتس‌اپ