TANQUES RECTANGULARES

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TANQUES RECTANGULARES
SOMETIDOS A PRESION HIDROST ATICA
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 =
cúbicos.
W,
siendo V
volumen en pies
Relación preferible: lado más largo: 1.5 B; lado más corto: 0.667 B.
DISEÑO
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).
183
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.
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TANQUES RECTANGULARES
SOMETIDOS A PRESION HIDROST ATICA
NOTACION
a = factor que depende de la relación de la longitud a la altura del tanque, H/L (ver
E
G
1
1
L
R
S
t
=
=
=
=
=
=
=
w =
gráfica de la página 183)
módulo de elasticidad, lb/pulg2 ; 30 000 000 para acero al carbono
gravedad específica del líquido
momento de inercia, pulg'
distancia máxima entre soportes, pulgadas
longitud del tanque, pulgadas
reacción, con subíndices que indiquen la ubicación, lb/pulg
valor de esfuerzo de la placa, lb/pulg2, como aparece tabulado en la norma,
tablas UCS-23
espesor de placa requerido, pulgadas
carga por unidad de longitud, lb/pulg
ESPESOR DE PLACA REQUERIDO
t=
2.45 L Jo.H0f36 G
8
L
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 ATIESAMIENTO
w-
0.036 GH 2
2
Momento de inercia mínimo requerido:
PLACA DE FONdO CUANDO
ESTA SOPORTADA EN VIGAS
t=
t t
1
1·254
1
~0.036SG H
Separación máxima de soportes para un espesor de fondo dado:
1 = 1.254
t~_ 03 fG H
..
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TANQUES RECTANGULARES
EJEMPLOS
DATOS DE DISEÑO
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
X
78
./0.0045x34x0.036xl
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
R2= 0.7 X 20.808 = 14.57
2
= 1.25
1
mfn
1 Y:z
6 ·24 X 78 3___
30,000,000
= 0.123
pulg4
x1Y: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
254 0.036x 1x34
1.
O bien, utilizando el espesor de placa de 0.125 antes calculado, la separación máxima
entre soportes:
/
=
1.254
X
1 13750
0.125 0.0 36 X 1 X 34
= 16.6
pulg