Získání a zpracování dat

Geofyzikální měření jsou uskutečňovány geofyzikálními aparaturami na profilech (liniích řadově od několika desítek m až po stovky km) nebo na bodech. Čtení dat se děje v intervalech. Profil – používaný termín pro linii měření, má své označení a průběh je přesně geodeticky vytyčen a vynesen v mapě (součástí každé geofyzikální měřící skupiny je nutný odborník přes geodézii – znalost přesného zaměření bodu, nivelace, korekcí a vynesení do map různých souřadných systémů, znalost přepočtu souřadnic do jiných souřadných systémů). Čtení probíhá na bodech profilu v pravidelné vzdálenosti, nutné označení jednotlivých bodů a vedení terénního deníku (zápis, označení bodu, kdo a čím měřil, někdy i přesný čas a samotná hodnota čtení, někdy i poznámka o počasí, zvláštnosti pozici bodu – teplota, roční období, množství srážek, blízkost silnice, vedení, trafa apod.)
Na bodech plochy – zaměřené body se vynášejí do mapy, podle hustoty je dáno měřítko měření.
Data mohou být získána buď na povrchu pozemním měřením nebo leteckým měřením nebo měřením v podzemí či vrtu.

Rozdělení geofyziky.

Užitá geofyzika
Globální (velká) geofyzika
Laboratorní geofyzika

Využívají stejných principů, jen aplikují na jiná měřítka.
Užitá geofyzika se soustřeďuje na výzkum řádově v jednotkách m až km. Jedná se většinou o metody využívané nejen při vědeckých výzkumech, ale především v praktických řešení některých problémů – např. vyhledávání ložisek rud, nerud, vody, zjišťování poddolovaných území, sesuvů, podzemních dutin, průběh vodičů, stupeň znečištění radioaktivními látkami, archeologické výzkumy apod.
Globální geofyzika studuje Zemi jako těleso, její projevy, vývoj a současný stav. Není omezena hloubkou, je úzce spjata s hlubokou geologickou stavbou a teorií deskové tektoniky, vzniku zemětřesení a seismicky aktivních oblastech.
Laboratorní geofyzika studuje především fyzikální vlastnosti horninových vzorků, určuje elastické parametry prostředí a je součástí obou předešlých oborů.

Geofyzika nemůže stát vedle geologie, musí být její součástí, aby byla zajištěna kvalitní interpretace naměřených fyzikálních dat.

Geofyzika

GEOFYZIKA

Co je to geofyzika?
Je to vědní obor, který je úzce spjatý s geologií. Pomáhá geologii studovat fyzikální pole Země, jeho projevy ve vztahu k horninovému prostředí a geologické procesy, které jsou spjaty s vývojem zemského tělesa. Geofyzika je součástí geologických věd a měla své místo i v historii. Tehdy nebyla samostatnou vědou, ale projevy fyzikálních polí byly už známy, např. magnetické pole, které ovlivňovalo měření kompasem na ložiscích železných rud (první studie prováděl W.Gilbert 1544-1603), gravitací Země se zabývala řada astronomů (Galileo, Kepler, Newton) a položila základy studie tíhového pole Země, elektromagnetickým metodám dali základ znalosti o zákonitostech elektrického pole a je tedy poměrně mladší metodou stejně jako radiometrie, která využívá znalosti radioaktivních vlastností hornin a seismika, která se nejvíce rozvinula až v době vyhledávání ložisek ropy a plynu a nových počítačových technologií.

Geofyzika jako věda pro poznání Země používá také rozdílné metodiky než geologie.
Geologie – vrty, rýhy, tedy relativně povrchové metody, v mnoha případech finančně nákladné a omezené hloubkou (nejhlubší vrt na Kole má 13 km).
Geofyzika – měření projevů fyzikálních polí, které nemusí být omezeny hloubkou (výzkum celého zemského tělesa).

Tlaková nádoba

Navrhněte a pevnostně zkontrolujte svařovanou tlakovou nádobu válcového tvaru o objemu
V=1,5 m3, sloužící jako zásobník plynného media o pracovním přetlaku a teplotě T=100°C podle obrázku. Nádoba je opatřena průlezovým otvorem, nátrubky pro připojení potrubí a příslušenství a nosnou konstrukcí.

Přílohy: Výkres: sestava nádoby, detaily průlezu, spojení válcová část - dno (s vyznačením
všech svarů).


Seznam použitých značek:

V m3 Objem nádoby
VV m3 objem válcové části o délce L
Vd m3 objem dna
D´ m3 předběžný pruměr nádoby
s mm nejmenší tlouštka stěny
c mm přídavek na orezavění
p MPa výpočtový přetlak
D MPa dovolené namahaní plechu kotle
Dsvaru MPa dov. Namahaní v místě svaru
v převodní součinitel svarového spoje
pP MPa provozní přetlak
x1 součinitel bezpečnosti
pZ MPa zkušební přetlak
xZ ssoučinitel bezpečnosti
sp mm normalizovaná tlouštka plechu
s´ mm nejmenší tlouštka stěny dna
s0 mm základní výpočtová tlouštka
m MPa maximální meridiánové napětí
β - součinitel tvaru dna
d1 mm pruměr prulezného otvoru
d2 mm pruměr otvoru pro pracovní media
d3 mm pruměr otvoru pro připojení pojistného ventilu
d4 mm pruměr otvoru pro připojení manometru
d5 mm pruměr otvoru pro vypouštěcí kohout
s1 mm tlouštka stěny trubkové výztuhy
sv mm tl. stěny na okraji otvoru
DK mm velký pruměr prstence
bkmin mm minimální šířka prstence
αT součinitel trubkové výztuhy
G N celková tíha nádoby
Gv………….N……………….tíha válcové části nádoby
h mm výška profilu
a mm tlouštka koutových svarů
Q N síla působící na jednu nohu
sd mm zesílení výstužnou deskou v místě připojení nohou

Výpočet:


1. Určení vnějšího průměru nádoby

V=1,5 m3

- s ohledem na rozměry dna nádoby volím průměr D=1100 mm



2. Výpočet tloušťky stěny válcové části nádoby

a) provozní režim

pp=1,1. =1,1 .1,25 pp=1,375 MPa

Kt(100)=150 MPa
x1=1,5





b) režim tlakové zkoušky

pz=1,25.pp =1,25 .1,65 pz=1,718 MPa

Kt(20)=216 MPa
xz=1,1




- rozhodující je režim provozní p=pp=1,375 MPa, D=Dp=100 MPa


v=0,7

přídavek c=2 mm
sp=so+c=10,71+2=12,71 mm

sp=13 mm po zaokrouhlení



3. Výpočet tloušťky stěny dna

- volím dno vysokotlaké (ČSN 42 5816) =1,95

přídavek c1=2 mm

=7,37+2=9,37 mm
po zaokrouhlení

- protože , je nutné navrhnout přechod mezi dnem a válcovou částí nádoby
- podmínka platí, proto lze plynulý přechod provést svarem

rozměry zvoleného vysokotlakého dna jsou:

R=1085 mm h=40 mm

r=205 mm md=222 kg

h1=300 mm Vd=275 dm3





4. Určení délky válcové části nádoby



- volím L=1100 mm



5. Návrh průměrů jednotlivých otvorů

a) otvor pro průlez

d1=530 mm

(přivařovací příruba s krkem DN 500, PN=25 / II)


b) otvory pro vstup a výstup media



(přizpůsobit přírubě DN 80, PN=25 / II)


c) otvor pro připojení pojistného ventilu

d3=0,5.d2=0,5 .80=40 mm

(příruba DN 50, PN=25 / II)


d) otvor pro připojení manometru

d4=8 mm


e) otvor pro vypouštěcí kohout

d5=20 mm





6. Vyztužení otvorů

- určení průměru dmax

sv=sp=13 mm



- pro tyto hodnoty bylo z diagramu odečteno



vyztužení je nutné řešit pouze pro průměr d1


- řešení výztuhy pro otvor průlezu (průměr d1)

vA=0,63

- pro tyto hodnoty bylo z diagramu odečteno

- protože tato tloušťka je neúměrná tloušťce stěny příruby
, je třeba použít kombinované výztuhy

- volím tloušťku prstence sK=10 mm, pak sv=sp+sK=13+10=23 mm


- kontrola skutečných hodnot po přidání prstencové výztuhy






- pro tyto hodnoty bylo z diagramu odečteno

volím výztužnou trubku 530 x 10 (st=10 mm)






- pevnostní kontrola trubkové výztuhy

........ splněno v=1


- minimální šířka výztužného prstence



- volím průměr prstence DK=1,7.d1=1,8 .530=954 mm

- pak bK=0,5.(DK - d1)=0,5.(954 - 530)=212 mm



7. Návrh a pevnostní kontrola nosné konstrukce

- celková tíha nádoby

GH15=H15 .V=2.104=12750 N H2O=8,54 N.m-3

GV=(D - sp).sp .L .Fe=(1,1-0,013).0,013 .1,6 .7,85.104 Fe=7,85.104 N.m-3

GV=1220,2 N

Gd=md.g=125.g=1226,25 N



G=GH2O+GV+Gd=12750+1220,2+1226,25 G=15196,45 N


- síla na jednu nohu

Q= G= 15196,45 =5065,5 N


- pro konstrukci nohy volím profil U (ČSN 42 5570) o rozměrech:

h=0,1.D=0,1 .1100=110 mm

b=55mm, e=16 mm, s1=7 mm


- výpočtová napětí v koutových svarech

a=5 mm
l=110 mm

 =0,5
 =0,6


- platí V m.D ......... splněno, návrh vyhovuje m=1



8. Pevnostní kontrola svarů

a) v místě otvoru pro průlez
- spojení příruby DN 500 a výztužné trubky

- spoj je proveden tupým svarem V o tloušťce st=10 mm

 =0,9

....... splněno, podmínka platí


- spojení výztužné trubky se zesílenou stěnou nádoby

- spoj je proveden kombinovaným svarem (tupým svarem o tloušťce sp=20 mm a koutovým
svarem o tloušťce a=5 mm)

- osová síla ......
- plocha tupého svaru ...... ST=

- plocha koutového svaru ....... SK=

- poměr
- plocha kombinovaného svaru ....... STK=ST +  .SK=21634,6 + 0,5 .8403,76=25836,5 mm2

- smykové napětí ve svaru .......

....... splněno, podmínka platí =0,6


b) v místě otvorů pro vstup a výstup media

- spoj je proveden tupým svarem o tloušťce sp=20 mm
- osová síla ......
- plocha tupého svaru ...... ST=

- smykové napětí ve svaru .......

....... splněno, podmínka platí =0,6


c) v místě otvoru pro připojení pojistného ventilu

- spoj je proveden tupým svarem o tloušťce sp=20 mm
- osová síla ......
- plocha tupého svaru ...... ST=

- smykové napětí ve svaru .......
- ....... splněno, podmínka platí =0,6
d) v místě otvoru pro připojení manometru

- spoj je proveden koutovým svarem o tloušťce a=5 mm
- osová síla ......
- plocha koutového svaru ...... SK=

- napětí ve svaru .......
....... splněno, podmínka platí =0,6


e) v místě otvoru pro vypouštěcí kohout

- spoj je proveden koutovým svarem o tloušťce a=5 mm
- osová síla ......
- plocha koutového svaru ...... SK=

- napětí ve svaru .......
....... splněno, podmínka platí =0,6