Date post: | 06-Jul-2018 |
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8/17/2019 Cálculo de Estanque
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Cálculo de estanque
1. Descripción del estanque
• Contenido: Ácido Sulfúrico• Volumen: 10 m3
• Tipo de estanque: Vertical cerrado
. Datos !eo"rá#cos:
• $%icación: C&uquicamata' Calama.• Temperatura má(ima: )*C• Temperatura m+nima: ,10*C• -recipitación: 3 mm• Velocidad del iento: 130 /m& má(imo2
3. Ácido sulfúrico
S45
2:• 6+quido aceitoso incoloro• Densidad: 1.)00 /"m3
• Densidad 7elatia: 1') /"m3
• -unto de fusión: )3 8 10 *C2• -unto de e%ullición: 910 8 33 *C2• ;cide> p8a• -eli"rosidad: ?@-; 05
5. Aaterial
Bl material a utili
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Bl estanque de%e contener un olumen V2 de 10 m3 de ácido sulfúrico. -erose requiere una porción del 10H de ac+o so%re el l+quido. Bntonces elolumen real Vreal2 del estanque será:
V real=V +10%V =10m3+0.1∗10m3
V real=11m3
-ara la dimensión del estanque diámetro altura2 se recomienda lasi"uiente relación:
D≅1,5 H
Bntonces:
V real=π
4 D
2 H =
π
4(1,5 H )2 H
H =3
√ 4 V realπ 2,25
=3
√ 4∗11m
3
π 2,25
H =1.84m→D=2.76m
@inalmente se tra%aIará con un de diámetro D = 2.8 m y una altura H =1.8 m.
G.. Cálculo de los esfuer
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-ara compro%ar que las condiciones de diseo e &idrostática cumplen paraeste espesor se calcula los espesores m+nimos requeridos para estascondiciones. Bstos alores serán comparados en caso que uno de ellosrequiera maor espesor se diseara a %ase a dic&o alor.
$sando el AKtodo de un pie:
Con este mKtodo se calcula el espesor requerido de la pared deltanque' por condiciones de diseo de prue%a &idrostática' considerandouna sección transersal u%icada a 305.) mm 1 pie2 por de%aIo de la uniónde cada anillo. Bste mKtodo sólo es aplica%le en tanques con un diámetroi"ual o menos a 90'>90mm 00 pies2.
td=0.0005 D ( H −30.48 )G
Sd+C . A .
Donde:td F Bspesores por condiciones de diseo mm.2.tt F Bspesor por prue%a &idrostática mm.2.D F Diámetro nominal del tanque cm.2L.LBl diámetro nominal del tanque se mide en la #%ra media delcuerpo F ;ltura de diseo del niel del l+quido cm.2.altura desde la parte de %aIa del anillo considerado al per#l decoronamiento' o cualquier niel indicado por el usuario'restrin"ido por tec&os Eotantes o cálculos por sismo.2! F Densidad relatia del l+quido a almacenar o del a"ua para
cálculo por prue%a &idrostática.C; F Corrosión permisi%le mm.2.Sd F Bsfuer
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4ferta comercial:
-or catálo"o CJ?T;C2 nos ofrecen espesores de G mm lo más cercano a lorequerido2. -or lo tanto' comercialmente' se tra%aIará con un acero ;39 deGmm de espesor.
G.5. Cálculo del fondo del estanque:
-ara seleccionar el espesor del fondo del estanque' se utili
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-ara la ta%la se tiene un espesor del primer anillo de G mm un esfuer11 /"cm. 6o que nos entre"a un espesorpara el fondo del estanquK de 9'3G mm' como m+nimo.
Del catálo"o' propuesto anteriormente' se tiene espesores de 9mm )mm'como el m+nimo e(i"ido por la norma ;-J 9G0 es de 9'3Gmm se de%erá optarpor un espesor de ) mm.
G.G. Cálculo del tec&o del estanque:
Como el estanque es de diámetro pequeo' la norma permite el diseo deun tec&o cónico autosoportad%le. Bste consiste en un cono formado deplacas soldadas a tope' el cual' por su forma f+sica' además de con#rmarmediante un análisis de Ee(ión %asado en la teor+a de placas' es capa< desostenerse sin nin"ún elemento estructural únicamente soportado en superiferia por el per#l de coronamiento.
6a pendiente del tec&o cónico será de :1 >.GM2' con respecto a la&ori
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A= D
2
432000 senθ
Donde:
; F Área de la sección transersal cm
2.D F Diámetro de asiento del cono cm2.
N F Án"ulo con respecto a la &ori
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G.). Cálculo de la presión má(ima permisi%le
6a má(ima presión de diseo a considerar en los tanques dealmacenamiento se esta%lece con la si"uiente ecuación' pero en nin"úncaso maor a la má(ima permitida.
P=1126508 A tangθ D
2 +8 t!
Donde:
- F presión má(ima de diseo cm. columna de a"ua2.
; F área de la sección transersal de la Iunta cuerpo,tec&o cm.2.
N F án"ulo del tec&o con respecto a la &ori
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Q F Coe#ciente s+smico Ver Ta%la2
J F @actor de ri"ide< F 1 para todos los tanques e(cepto cuando unincremento en este factor es especi#cado por el usuario. Se recomiendaque este factor no e(ceda de 1.G que es el má(imo alor que se puedeaplicar.
C1' C F Coe#ciente de fuer
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1= T
1
T =18000∗67→ 1=126000 (kg)
2= T
2
T =18000∗3.8→
1=684000 (kg)
6as alturas desde el fondo del tanque a los centroides de las fuer
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Coe#cientes de fuer
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' =0.6
Bntonces:
T =0.6∗2800.5→T =10.04>4.5
C 2=0.35 S
T =
0.35∗1.0
10.04→C 2=0.035
-or lo tanto' el momento de olteo nos queda:
M =
0.3∗
1∗
(0.24∗
633∗
1.32+
0.24∗
616∗
2.033+
0.24∗
126000∗
63.18+
0.035∗
684000∗
98.82 )
M =1283045(kgm)
7esistencia a la olcadura:
6a resistencia al momento de la olcadura respecto del fondo del tanquepodrá ser preenido por el peso del cuerpo del tanque mediante anclaIe.
-ara sin anclaIe' el peso de la porción del l+quido contenido puede ser usadopara resistir la olcadura.
t = r+ s=616kg+633kg=1429 kg
Compresión del cuerpo
M
D2
t =
1283045
2802∗1429
=0.01
Con este alor nos enfocamos en la condición M
D2 t
(0.785' entonces la
fuer
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)= t +1.273 M
D2 =1429+
1.273∗1283045
2802
)=1450( kgm )Compresión má(ima permisi%le del cuerpo
Se anali.GM2• ;ltura total: .033 m
• Aaterial: ;cero estructural ; 39' laminado en caliente.
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• Bspesor paredes: G mm para todas las caras del tanque2• Soldadura:
• ;nclaIe: ?o• Bntrada om%re: Si
o Bntrada superioro Dimensiones:
• Bscalera: Si
• Ducto de entrada del Euido:o Diámetro:o SuIeción:
• Ducto de salida del Euido:o Diámetro:o SuIeción:
• Ducto de desa"Ue del Euido:o Diámetro:o SuIeción:
• -rotección de so%represión: Ventosa• -rotección o(idación e(terior: -intura
• Capacidad:o Volumen má(imo: 10 m3
o -resión má(ima:o Car"a má(ima en el tec&o: 1 &om%re