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Pression max admissible par un cylindre en verre.



  1. #1
    Zakiee

    Pression max admissible par un cylindre en verre.


    ------

    Bonjour,

    Voila je fais une petite étude et je voulais avoir une aide sur un calcul qui permettrai de déterminer la pression maximal admissible à l'intérieur d'un cylindre en verre (verre "banal" 70% de silice):

    Voila les données auxquelles j'ai acces:
    hauteur: 300mm
    Diamètre: 100mm
    Epaisseur: 5mm
    Masse volumique du verre: 2.5g/cm3

    Le cylindre est fermé en haut et en bas.

    Merci d'avance pour votre aide!

    -----

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  3. #2
    mbochud

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Bonjour,

    La limite de rupture du verre à la traction est de 70 MPa.( valeur à vérifier!).
    Cela donnerait une pression maximum de 7kBar.

  4. #3
    Zakiee

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Salut,

    7 kbar ça serais valable pour un effort en traction et ça doit pas être le cas ici, car mon petit réacteur de verre à éclaté à 2.5bars...

    Je me suis peut-être mal expliquer, en fait j'ai un cylindre en verre fermé dans lequel une réaction chimique va avoir lieu, en gros ça explose et lors de la dernière explosion on a atteint les 2.5 bars et la maquette a explosée...

    Nouvelle info: d'après les docs constructeur le cylindre était fait pour résisté à 1.5 bars mais ils expliquent pas comment on arrive à ce résultat.

  5. #4
    polo974

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    L'épaisseur du verre doit résister à la pression sur un rayon du tube.
    Donc 70MPa = 700bar (1bar = 1kg/cm2 soit 10N/cm2 soit 100000Pa)

    700*5/50 = 70bar de pression à la rupture.
    (j'ai pris 100/2 comme rayon interne, sinon ça donne 700*5/45)

    Penser éventuellement à un coefficient de sécurité si ce n'est pas la rupture qui est recherchée...
    Ainsi qu'aux éventuelles concentrations de contrainte qui existent aux terminaisons du tube (voir comment sont fermées les bouteilles d'air comprimé par ex).

  6. #5
    mbochud

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    700*5/50 = 70bar de pression à la rupture.
    (j'ai pris 100/2 comme rayon interne, sinon ça donne 700*5/45)
    Oups,
    Mes excuses, c’est bien 700*5/50 = 70bar et non pas 700*50/5.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    mbochud

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Ce calcul est valable dans le cas d’une pression homogène à l’intérieur. Ce n’est pas forcément très acceptable dans le cas d’une explosion!
    Quand à la limite de rupture du verre à la traction (70 MPa.),ça dépend peut être du type de verre (à vérifier!)

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  10. #7
    obi76

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    C'est surtout que vous avez considéré la résistance du verre à la TRACTION. Si on exerce une force perpendiculaire à la surface (et c'est le cas ici), il va se déformer et c'est cette déformation qui va le fissurer et le casser, pas une élongation ou une compression.
    Vous en conviendrez, la limite de rupture dépend déjà de l'épaisseur du réacteur, or dans vos résultats il n'apparaît pas...

    Cordialement

  11. #8
    FC05

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Moi pour un verre non traité, j'ai des valeurs de 10 MPa. Ces valeurs pouvant diminuer avec le temps (propagations de fissures).

    Ca donne quand même 10 bars ... pour un tube ayant une épaisseur constante et sans compter ce qu'il y a au bout. Il faudrait avoir une idée de la forme exacte.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  12. #9
    FC05

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    C'est surtout que vous avez considéré la résistance du verre à la TRACTION. Si on exerce une force perpendiculaire à la surface (et c'est le cas ici), il va se déformer et c'est cette déformation qui va le fissurer et le casser, pas une élongation ou une compression.
    Vous en conviendrez, la limite de rupture dépend déjà de l'épaisseur du réacteur, or dans vos résultats il n'apparaît pas...

    Cordialement
    Comme le réacteur est cylindrique, si il y a pression à l'intérieur je ne comprends pas bien ...

    Quand à l'épaisseur, elle apparait, dans les données, mais pas dans le résultat.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  13. #10
    obi76

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Ben le fait que ce soit cylindrique veut dire que localement il s'exerce 2 forces.
    Une de l'intérieur vers l'extérieur (pression directe) et une qui se propage le long du verre (traction).

    la valeur que vous avez est celle donnant la résistance du verre à l'étirement, mais pas à la déformation.
    Tu prend un spaghetti en verre, tu pourra peut etre exercer 1kg en traction avant qu'il ne casse, mais quelques grammes au milieux suffiront.
    pour moi ça dépend de la direction de la force, et par conséquent directement de l'épaisseur du verre qui doit encaisser la pression.

  14. #11
    FC05

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    le fichier pdf joint.

    Dans les autres post, ils on fait le calcul en supposant que R1 et R2 étaient identiques ce qui simplifie un peu.

    Et su on reprend le calcul pour une rupture perpendiculaire à l'axe, on trouve une résistance double (si mes souvenirs sont bon).
    Fichiers attachés Fichiers attachés
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  15. #12
    tail

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Bonsoir
    avec un cylinde de ce type qu'il soit donné pour 1.5 bar et explose vers 2.5 bars me semble ce que l'on observe habituellement.
    Les données ont aussi pu être obtenues experimentalement.

    L'experience a toujours raison même si les calcul ou la simulation disent le contraire. Si la theorie est sure chercher en quoi elle n'est pas completement applicable.
    Salutation

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  17. #13
    Jaunin

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Bonjour,
    Au vu des dimensions , le calcul peut être considéré comme un récipient à paroi mince.
    Quelles sont les contraintes internes lors de la fabrication du tube (problème avec les tuyaux en fonte)
    Lors de votre expérience y-a-t-il augmentation brutale de température.
    Ni aurait-il pas un verre mieux adapté à votre expérience.


    Voir articles : http://www.sgm.univ-savoie.fr/cours/ver-cer.pdf
    http://geo.hmg.inpg.fr/~daudevil/publis/IDV.pdf
    http://www.schleppy.ch/trempe/index.htm
    Salutations.

  18. #14
    nabzz

    Re : Pression max admissible par un cylindre en verre.

    Citation Envoyé par Zakiee Voir le message
    Salut,

    7 kbar ça serais valable pour un effort en traction et ça doit pas être le cas ici, car mon petit réacteur de verre à éclaté à 2.5bars...

    Je me suis peut-être mal expliquer, en fait j'ai un cylindre en verre fermé dans lequel une réaction chimique va avoir lieu, en gros ça explose et lors de la dernière explosion on a atteint les 2.5 bars et la maquette a explosée...

    Nouvelle info: d'après les docs constructeur le cylindre était fait pour résisté à 1.5 bars mais ils expliquent pas comment on arrive à ce résultat.
    Une petite bouteille de bière de couleur verte supporte facilement 4 bar abs
    tester sur du butane liquide et un bouchon de liège !!! à 30°C.
    N@bzz du 38

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