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為什麼絕大多數充氣的壓力罐底部都是凹進去的半球形?

2019年07月21日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 3 ℃ 次

常見的如可樂的易拉罐、噴塗油漆的油漆罐、空氣清新劑、殺蟲氣霧劑、泡沫清潔劑、摩絲。

總之家裡常見的一切金屬充氣壓力罐底部都是凹入的半球形的。這很難說是巧合吧。定然有某種理由?

【李卿的回答(9票)】:

首先問題本身似乎便不成立:

這是一輛鐵路上的液化石油氣罐車:s3.qing.li/201201

這是一輛公路上的液化石油氣罐車:s0.qing.li/201201

這是家裡的液化氣罐結構圖:s3.qing.li/201201

這是一個大型天然氣罐:s1.qing.li/201201

所以,問題中的?「絕大多數充氣的壓力罐底部都是凹進去的半球形?」 ?並不成立,也就無從去說明原因。

那麼為什麼問題中列出的 「易拉罐、噴塗油漆的油漆罐、空氣清新劑、殺蟲氣霧劑、泡沫清潔劑、摩絲?」?底部都是凹進去的半球形這種結構呢?

首先可以看出,以上這些物品都是常見的日常用品,市場需求量大,同時造型還要盡量美觀。

還有很重要的一點是:雖然他們內部壓力都大於外界,但內部氣壓並不是特別高。

  • 由於是日常用品,所以它們都有一個最基本的要求:能隨手放在一旁。如果採用凸起的底部,就必須要再在底部加一些結構來保持整體的穩定,可以參考液化氣罐的結構。
  • 由於市場需求大,所以產品製作工藝要盡可能簡單,像現有的採取凹進去的半球形,清新劑、殺蟲劑之類的只需要做一個圓柱加一個半球形底面就可以製造出來,易拉罐也差不多。如果採用凸起的設計的話,就需要再添加一個部分來當底座了,既增加了成本,也使得製造工藝變複雜了。
  • 為什麼還要說到內部壓力小呢?蛋形結構承壓大大家都是知道的,也正是因為這樣,我在開頭列出的這些內部存儲有高壓氣體的設施都採用了完整的蛋形結構,兩端凸起。不過問題中所述的日用品內部壓力並不大,即使採用半球形,壓力也是集中在半球和圓柱的連接處,依靠現有工藝製造的罐子完全可以承受,不會造成安全問題,既然如此,何樂而不為呢。

哦,我們似乎忽略了平底的情況,這個參考@趙世奇?的答案就可以嘍:

  1. 可以承受更大的壓力?

  2. 由於運輸過程和使用過程中導致的微弱變形後,可以保證底座繼續方穩,而不會底部漲起。

【趙世奇的回答(8票)】:

  1. 可以承受更大的壓力

  2. 由於運輸過程和使用過程中導致的微弱變形後,可以保證底座繼續方穩,而不會底部漲起。

關於凹進去的地方完全鼓出來的說法暫不贊同,我覺得可以發生形變,但不至於鼓起來,從小學兩個倒霉孩子搖爆可樂的經歷來看,爆炸是從側面,而不是罐底發生的。剛剛查了一些圖片,發現也有從上側接口處發生的,未見到底部嚴重變形的情況

【KevinG的回答(2票)】:

這樣的結構能更好的承受高壓。

凹向壓力來源的方向的這種形狀可以把力傳導至兩側。回到問題中的情境,這種形狀把壓力從瓶底導向瓶壁,使瓶底彎曲的力變成了使瓶壁拉伸的力。對固體來說,顯然拉伸形變比彎曲形變要難的多,因此結構也更穩定。

類似的應用還有葡萄酒瓶的瓶底、半圓形水壩凹向儲水側,拱橋應該也算是同類的應用。

【陳勃的回答(1票)】:

個人理解,一旦有意外,比如異常的加熱膨脹,可以允許凹進去的部分鼓出來,而不是沒有膨脹餘地而爆炸。

【楊新龍的回答(0票)】:

為了好放同時受壓形變小,半球的形變比平的要小的多,突出來又不好放,所以就做成凹進去的

一般運輸的話還是會做成凸出來的,容積大,體積小

【sixue的回答(0票)】:

補充

我記得這種包裝會有一條警告,如果包裝鼓起,那麼說明有變質,請勿食用

也可能記錯了

另外,易拉罐鼓到放不住的這種情況,是存在的,我小時候見過,還是90年代初

【李松澤的回答(0票)】:

不是為了把東西放得少一點也不至於不好看嗎?

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