Calculadora da Tensão num Recipiente sob Pressão de Parede Fina (Cilindro e Esfera)
A tensão circunferencial e longitudinal num cilindro ou esfera de parede fina sob pressão interior, a espessura de parede necessária para uma tensão admissível e a maior pressão que uma parede dada suporta.
Resultados
O que faz esta ferramenta
Num cilindro sob pressão, a tensão em volta do perímetro é o dobro da tensão ao longo do eixo, σ = pr ÷ t contra pr ÷ 2t — por isso uma salsicha rebenta ao comprido e a costura longitudinal de uma caldeira é a que conta. Uma esfera aguenta a pressão com metade da parede de um cilindro do mesmo tamanho, com pr ÷ 2t em todas as direções. As fórmulas valem quando o raio é pelo menos cerca de dez vezes a parede. Os códigos reais de vasos de pressão juntam sobreespessura de corrosão, coeficientes de segurança e eficiências de junta ensaiadas, por isso use isto para uma primeira estimativa, não para certificação.
Fórmula
hoop σ = p r ÷ t · longitudinal σ = p r ÷ 2t (cylinder, and sphere) · t_needed = p r ÷ (S E) · valid when r ≥ 10 t
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
pb | Pressão interior (manométrica) | bar |
di | Diâmetro interior | mm |
tw | Espessura da parede | mm |
sa | Tensão admissível do material | MPa |
ej | Eficiência da junta soldada (1 = sem costura) | — |
HO | Tensão circunferencial (em volta do perímetro) | MPa |
LO | Tensão longitudinal (ao longo do eixo; também a de uma esfera) | MPa |
UT | Parte da tensão admissível utilizada | % |
TR | Espessura de parede necessária | mm |
PM | Maior pressão que esta parede permite | bar |
VD | As fórmulas de parede fina valem? | — |
Exemplo resolvido
- Pressão interior (manométrica)10 bar
- Diâmetro interior500 mm
- Espessura da parede5 mm
- Tensão admissível do material120 MPa
- Eficiência da junta soldada (1 = sem costura)1
- Tensão circunferencial (em volta do perímetro)50,0 MPa
- Tensão longitudinal (ao longo do eixo; também a de uma esfera)25,0 MPa
- Parte da tensão admissível utilizada42 %
- Espessura de parede necessária2,08 mm
- Maior pressão que esta parede permite24,0 bar
- As fórmulas de parede fina valem?Sim — o raio é pelo menos 10 vezes a parede
Limitações
- Para trabalhos que tenham de cumprir uma norma ou ser assinados, confirme o resultado com o regulamento aplicável e peça a revisão de um engenheiro qualificado.
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.