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TANQUES RECTANGULARES SOMETIDOS A PRESION HIDROST A TICA

Los tanques de paredes planas se utilizan únicamente para presiones hidrostáticas bajas, debido a su forma mecánicamente débil. La cantidad de material requerida para Jos tanques rectangu­lares es mayor que la que requieren los tanques cilíndricos de igual capacidad. Sin embargo, a veces se prefiere utilizar dichos tanques por la facilidad de fabricación y buena utilización de espacio.

TAMAÑO MAXIMO

Los tanques sin elementos atiesadores no pueden ser mayores de 30 pies cúbicos de capacidad; los que sí llevan tendrán menos de 140 pies cúbicos de capacidad.

Para tanques de mayor tamaño se utilizan tirantes por razones económicas.

RELACION DE LOS LADOS

Si todos Jos lados son iguales, la longitud de un lado: B = W, siendo V cúbicos.

Relación preferible: lado más largo: 1.5 B; lado más corto: 0.667 B.

DISEÑO

volumen en pies

Las fórmulas de las páginas siguientes están basadas en la deflexión máxima permitida Á = L/500, en donde Les el lado más largo de la placa. El esfuerzo permitido para el material de la placa puede tomarse como el permitido por las normas ASME para recipientes sujetos a pre­sión, sección VIII, Div. l. Los valores de a usados en las fórmulas dependen de la proporción de los lados y aparecen representados en la gráfica de la página 183.

SOLDADURA DE LOS BORDES DE LAS PLACAS

A continuación se ilustran algunas juntas soldadas recomendadas para los bordes de las placas:

LL~ Los elementos atiesadores pueden soldarse al tanque con soldadura intermitente o continua y pueden colocarse en el interior o en el exterior.

BIBLIOGRAFIA Otros métodos de diseño se muestran en los siguientes artículos: Vojtaszak, l. A.: Stress and Deflection of Rectangular Plates, Artículo ASME A-71, Journal Appl. Mech., Vol. 3, No. 2, 1936. Timoshenko, S. y S. Woinowsky-Krieger: "Theory of Plates and Shells", 2a. edición, McGraw-Hill Bo­ok Company, 1959. Roark, J. Raymond: "Formulas for Stress and Strain", cuarta edición, McGraw-Hill Book Company, 1965 (incorpora las fórmulas de Vojtaszak).

-

2.5

2.0

H -1.5 L

t. O

O. S

-+-0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

VALORES DE a

EN LAS FORMULAS PARA TANQUES RECTANGULARES*

*Los datos que se usaron para graficar esta curva se tomaron de "Vegyipari Készülékek Szer­kesztése", Budapest, 1969, por Balázs Szántay.

183

184

TANQUES RECTANGULARES

SOMETIDOS A PRESION HIDROST A TICA

NOTACION a = factor que depende de la relación de la longitud a la altura del tanque, H/L (ver

gráfica de la página 183) E módulo de elasticidad, lb/pulg2; 30 000 000 para acero al carbono G = gravedad específica del líquido 1 = momento de inercia, pulg' 1 = distancia máxima entre soportes, pulgadas L = longitud del tanque, pulgadas R = reacción, con subíndices que indiquen la ubicación, lb/pulg S = valor de esfuerzo de la placa, lb/pulg2, como aparece tabulado en la norma,

tablas UCS-23 t = espesor de placa requerido, pulgadas w = carga por unidad de longitud, lb/pulg

8

L

t 1 t

ESPESOR DE PLACA REQUERIDO

t= 2.45 L Jo.H0f36 G

También puede usarse el espesor t para la _placa del fondo si está apoyada toda su su­perficie.

Para servicio bajo condiciones de corrosión puede incrementarse el espesor t.

BASTIDOR DE A TIESAMIENTO

0.036 GH2

w- 2

Momento de inercia mínimo requerido:

PLACA DE FONdO CUANDO ESTA SOPORTADA EN VIGAS

t = 1

4 ~ S 1·25 0.036 G H

Separación máxima de soportes para un es­pesor de fondo dado:

1 = 1.254 t~_ 03f G H

..

DATOS DE DISEÑO

TANQUES RECTANGULARES

EJEMPLOS

Capacidad del tanque: 600 galones = 80 pies3 aproximadamente Contenido: aJ~:ua; G = 1 Lado de un tanque de forma de cubo para la capacidad de diseño: {18() = 4.31 pies.

Dimensiones de los lados: L = 4.31 x 1.5 = 6.47 pies = 78 pulgadas H = 4.31 x .667 = 2.87 pies = 34 pulgadas Ancho del tanque 4.31 pies = 52 pulgadas

S = 13750, usando material SA 285 C Margen por corrosión:

HIL = 34/78 = 0.44; ex = 0.0045

ESPESOR DE PLACA REQUERIDO

1 = 2 45 78 ./0.0045x34x0.036xl = . X V 13750 0.121

+ 0.0625 margen por corrosión = 3/16 pulg

BASTIDOR DE A TIESAMIENTO

w = 0.03~xJ!'342= 20 . 808 lb/pulg R 1 = 0.3x20.808 = 6.24 2 R2= 0.7 X 20.808 = 14.57

1 = 1.25 6 ·24 X78 3___ = 0.123 pulg4

mfn 30,000,000

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1 Y:z x 1 Y:z x Y4 (.14 pulg4) satisfactorio para atiesamiento en la parte superior del tanque.

1 x 1 x l/8, en ángulo, puede usarse para todos los bordes si se ha escogido ese tipo de junta. (Ver página 182)

PLACA DE FONDO CUANDO ESTA SOPORTADA POR VIGAS si el númedo de vigas = 4; 1 = 26 pulgadas

26 t = l 13750 = 0.196 pulg

1.254 0.036x 1 x34

O bien, utilizando el espesor de placa de 0.125 antes calculado, la separación máxima entre soportes:

= 1 13750 / 1.254 X 0.125 0.036 X 1 X 34

= 16.6 pulg