1. MECÁNICA - Teoría
De paredes delgadas recipientes a presión
Tanto los recipientes a presión cilíndrico y esférico son
estructuras comunes que se utilizan desde grandes
estructuras de almacenamiento de gas a pequeños depósitos
de aire comprimido en equipos industriales. En esta sección,
sólo analizaremos recipientes de paredes delgadas de
presión.
Un recipiente a presión se supone que es de paredes
delgadas si el espesor de pared es menor que 10% del radio
(r / t> 10). Esta condición supone que la carga de presión será
transferido en la cáscara como la tensión pura (o compresión)
sin ninguna flexión.Tubos de paredes delgadas de presión
también se conocen como estructuras de cáscara y son
estructuras de almacenamiento eficientes.
Recipientes a presión cilíndrico con
presión interna Si la presión exterior es mayor que la presión en el interior, la
carcasa también puede fallar por pandeo. Este es un tema
avanzado y no se considera en esta sección.
Recipientes cilíndricos de presión
Sólo la sección media cilíndrica de un recipiente a presión del
cilindro se examina en esta sección. La unión entre las tapas
de los extremos y la sección media tendrá esfuerzos
complejos que están más allá de la discusión en este capítulo.
En la sección media, la presión hará que el recipiente se
expanda o colar en sólo la dirección axial (o longitudinal) y el
aro (o circunferencial) direcciones. No habrá ninguna torsión o
Recipientes cilíndricos se expierence
deformaciones por corte. Por lo tanto, sólo habrá la tensión
Tanto Hoop y el estrés axial en circunferencial, σ h y la tensión axial, σ una . como se muestra
la sección media en el diagrama de la izquierda.
Los recipientes a presión pueden ser analizados por el corte
en dos secciones, a continuación, igualando la presión de
carga en el corte con la carga de la tensión en las paredes
delgadas. En la dirección axial, la presión axial de las
secciones desechados producirá una fuerza axial total de p
( π r 2 ) que es simplemente los tiempos de la sección
transversal de la zona de la presión interna. En general se
supone que r es el radio interior.
La fuerza axial es resistido por la tensión axial en las paredes
de los vasos que tienen un espesor de t. La carga axial total
en las paredes serán σ una (2 π . rt)Dado que la sección
transversal es en equilbrium, las dos fuerzas axiales deben
ser iguales, dando
Cortar Corte transversal de
recipiente cilíndrico 2
p ( π r ) = σ una (2 π rt)
Esto se puede simplificar a

2. donde r es el radio interior y t es el espesor de la pared.
Además de la tensión axial, habrá una tensión circunferencial
alrededor de la circunferencia. La tensión circunferencial, σ h ,
se puede determinar tomando una sección vertical de aro que
tiene una anchura de dx. La carga total horizontal de presión
que empuja contra la sección será p (2r dx) como se muestra
en el diagrama.
La sección de borde superior e inferior se resisten a la presión
y ejercer una carga de σ h (t dx) (cada borde).Las cargas de
borde tiene que ser igual a la carga de presión, o
p (2r dx) = σ h (2t dx)
Esto se puede simplificar a
Hoop corte de sección de
recipiente cilíndrico
donde r es el radio interior y t es el espesor de la pared.
Recipientes a presión esféricos
Un recipiente de presión esférico es realmente un caso
especial de un recipiente cilíndrico. No importa cómo la esfera
se corta a la mitad, la carga de presión perpendicular al corte
debe ser igual a la carga de estrés shell. Esta es la misma
situación con la dirección axial en un recipiente cilíndrico. La
equiparación de las cargas a dar,
2
p ( π r ) = σ h (2 π rt)
Esto se puede simplificar a
Recipientes a presión esféricos
Cortar por la mitad
Aviso, el aro y la tensión axial son los mismos debido a la
simetría.
http://www.ecourses.ou.edu/ebook/mechanics/ch07/sec076/me
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