Blogue sobre Guia para o Projeto de Tampas de Vasos de Pressão e Cálculo de Volume

A selecção do tipo de cabeça adequado para a concepção de recipientes sob pressão constitui um desafio crítico para os engenheiros.Este guia abrangente examina três tipos comuns de cabeças e fornece fórmulas práticas de cálculo de volume para simplificar o processo de projeto.

Cabeças torisféricas, também conhecidas como cabeças em pratos, oferecem um equilíbrio ideal entre acessibilidade e desempenho mecânico.Seu desenho apresenta uma tampa esférica ligada a um dedo (rádio de transição), que distribui efetivamente a tensão para uma contenção de pressão confiável.

• Radius da coroa (R):Igual ao diâmetro da cabeça (D)
• Radius dos dedos (r):Tipicamente D/10
• Altura da cabeça (H):Calculado como D × 0,194 + SF + t (SF = altura da flange reta, t = espessura)
• Diâmetro do espaço:D × 1,11 + 2SF para corte de material

Excluindo a altura da flange reta, volume (galões) ≈ [D ( polegadas)/12]3 × 0.582Esta fórmula simplificada permite uma avaliação rápida da capacidade durante as fases preliminares do projecto.

A cabeça elíptica 2:1 tornou-se o padrão da indústria para aplicações de alta pressão devido às suas excelentes características de distribuição de tensão.Seu perfil semi-elíptico aproxima-se da geometria hemisférica, mantendo a eficiência do material.

• Radius da coroa (R):0.90D
• Radius dos dedos (r):0.17D
• Altura da cabeça (H):D × 0,25 + SF + t
• Diâmetro do espaço:D × 1,15 + 2SF

Volume (galões) ≈ [D ( polegadas)/12]3 × 0.954As cabeças elípticas proporcionam aproximadamente 64% mais capacidade do que os desenhos torisféricos com diâmetros iguais.

As cabeças hemisféricas representam a geometria de contenção de pressão teoricamente ideal, distribuindo a tensão uniformemente em toda a superfície.A sua complexidade de fabrico e as exigências de materiais resultam em custos significativamente mais elevados, limitando a utilização a aplicações de pressão extrema.

• Radius interno (IDR):D/2
• Altura da cabeça (H):D/2 + t
• Diâmetro do espaço:πD/2

Volume (galões) ≈ [D ( polegadas)/12]3 × 1.958Os desenhos hemisféricos oferecem a maior capacidade entre os tipos de cabeças normais.

Os processos de fabrico, em especial as operações de moldagem, podem causar afinamento dos materiais, especialmente nas zonas de transição.

• Adição de uma margem de 10% à espessura mínima calculada, ou
• Aplicação de franquias específicas de espessura: 1,5 mm para cabeças de espessura ≤ 12 mm; o maior de 1,5 mm ou 15% da espessura mínima para cabeças > 12 mm

A seleção ideal da cabeça requer uma avaliação cuidadosa da pressão operacional, restrições orçamentárias, limitações de espaço e capacidades de fabricação.Cabeças torisféricas servem bem para aplicações de pressão moderada, os projetos elípticos se destacam em ambientes de alta pressão, enquanto as configurações hemisféricas fornecem o melhor desempenho para condições extremas.Estas fórmulas de cálculo de volume e parâmetros de projeto permitem que os engenheiros tomem decisões informadas que equilibrem o desempenho, segurança e custo-eficácia.