GASOMETRO GASOMETRO

Alumnos: Afonso Hernán Mousquere Marcos Profesor: Ing. Bartolomeo Fecha: 30-06-08

5To Año ingeniería Mecánica

PROYECTO DE MAQUINASPROYECTO DE MAQUINAS

UTN-FRSN Facultad Regional San Nicolás

TIPO M.A.N.TIPO M.A.N.

1. IntroducciónEl siguiente proyecto abarca las fases de análisis, diseño y cálculo de un recipiente a presión destinado para almacenar gases combustibles de uso industrial, denominado GASOMETRO. Estos equipos mantienen el gas a una presión constante debido al peso propio de un pistón flotante. Para evitar el escape de gas entre la pared interna del recipiente y el pistón cuentan con un sistema de sellado que varia según el tipo de gasómetro.

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2. ObjetivosDiseño, cálculo de un gasómetro tipo M.A.N., y estudio de su posible utilización en una planta siderurgica para recuperar los gases generados en el proceso de obtención del acero (conocido como LD).

3. Cálculo de resistencia de materiales según el código ASMESe adopto una chapa comercial utilizada normalmente para la fabricación de recipientes a presión ASTM A195 Gr.C, cuya Sadm = 969Kg/cm2

• Cálculo del espesor de la pared del gasómetro para soportar la presión interna

cm10.3,3

cm

Kg03,0.6,0

cm

Kg10.2.

cm

Kg969

cm2149.cm

Kg03,0

P.6,0E.S

R.Pt 8

226

2

2

a) Según la tensión circunferencial (σc)

b) Según la tensión longitudinal (σL)

cm10.66,1

cm

Kg03,0.4,0

cm

Kg10.2.

cm

Kg969.2

cm2149.cm

Kg03,0

P.4,0E.S.2

R.Pt 8

226

2

2

σc = 2σL

σc σc

σL

σL

Cálculo del espesor de la pared del recipiente para soportar el viento

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• Cálculo del espesor de la pared del gasómetro para soportar la presión del vientoPara realizar este cálculo se estudio una condición extrema del recipiente considerando un viento de 200 Km/hs = 124 millas/hs

H/2

a) Fuerza ejercida por el viento

Kg493195cm6750.cm4298.cm

Kg017,0H.D.PV

2extw

b) Momento producido por el viento

kgcm1664533125cm3375.Kg4931952

H.VM

c) Espesor del recipiente para soportar la flexión del viento

mm4,1cm14,0

85,0.cm

Kg969.cm2149

Kgcm1664533125

E.S.R

Mt

t.R.

M

W

MS

22

22

• Cálculo del espesor de la pared del gasómetro mm4,4cm44,0cm3,0cm10.66,1cm14,0tttt 8

c

2

pw

Se adopta comercialmente una chapa ASTM A195 Gr.C Esp.:5mm

4. Cálculo de resistencia de materiales en el software de elemento finito Algor.Mediante este programa se obtuvieron resultados de tensiones y deformaciones experimentadas por el recipiente y el pistón. A continuación se muestran imágenes de este análisis.

Tensiones según von MisesTensiones según von Mises

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DesplazamientosDesplazamientos

Tensiones según von MisesTensiones según von Mises DesplazamientosDesplazamientos

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Tensiones según von MisesTensiones según von Mises DesplazamientosDesplazamientos

5. Análisis de utilización en la industria siderurgicaSe analizara al gasómetro como acumulador para la reutilización del gas de los convertidores LD de la planta de Ternium Siderar. En estos convertidores se produce la descarburación del arrabio mediante el soplo de oxigeno a altas velocidades, produciendo gases de reacción que son captados por un sistema de aspiración, enfriamiento y limpieza.

Convertidor

GASGAS 3 convertidores

2 funcionando y uno en mantenimiento

48 coladas por día = 1 colada cada 30min.

Los datos operativos utilizados fueron obtenidos de una colada típica

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a) Situación actual de los gases b) Recuperación de los gases

Gasómetro

A Planta

Nueva cañería Ø 2000

SOFTWARE AutoCADAlgor V16Solid EdgeSolid WorksOfficeInstrucalc

BIBLIOGRAFIAPressure vessel handbookASME sección VIII división IClayton Walter gasholderManual Dubel tomo I Mecánica de los fluidos y maquinas hidráulicas; Claudio MataixCañerías para instalaciones industriales; Ing. Sebastián Oscar Gentile; tomo 4.1 Cañerías para instalaciones industriales; Ing. Sebastián Oscar Gentile; tomo 5Válvulas selección, uso y mantenimiento, Richard W.Greene Piping equipment; Trouvay & CauvinSoluciones prácticas para el ingeniero mecánico.Catalogo de productos siderúrgicos para la edificación ( IRAM IAS )

6. Bibliografía y software utilizados.