14.56 Determine a maior pressão interna que pode ser aplicada a um tanque cilindrico com
de diâmetro externo e 16 mm de espessura de parede, se o limite de tensão normal do aço utilizado é de 450 MPa e o coeficiente de segurança desejado é de 5,0.
14.57 Um tanque de armazenamento contém propano liquido sob uma pressão de 1.449 kPa , a uma temperatura de
. Sabendo que o tanque tem um diâmetro externo de 315 mm e espessura de parede de
, determine a tensâo normal máxima e a tensão de cisalhamento máxima no tanque.
14.57 Um tanque de armazenamento contém propano liquido sob uma pressão de 1.449 kPa , a uma temperatura de
Passo 1
O enunciado traz dois problemas de cascas cilíndricas de parede fina submetidas à pressão interna. Trata-se de mecânica dos materiais, com as fórmulas fundamentais para tensão circunferencial (hoop) e tensão longitudinal (axial) em casca fina:
onde
é a pressão interna,
o raio médio da casca e
a espessura da parede. Além disso, o coeficiente de segurança implica tensão admissível
Adotamos a condição de casca fina quando
, o que vale nos dois casos.
Passo 2
Para o problema
temos:
Diâmetro externo ,m, espessura
,mm
,m, tensão limite
,MPa e coeficiente de segurança
.
. Calculamos a tensão admissível:
Diâmetro externo
Passo 3
Para o problema
temos:
Pressão interna ,MPa, diâmetro externo
,mm, espessura
,mm.
. Convertemos para metros e calculamos o raio interno e externo:
Pressão interna