Dimensionnement d'un réservoir sous pression

[Boudoum312]

Bonjour,
Dans le cadre d'un travail de vacances, pouvez-vous m'aider a résoudre ce travail de vacances,
Dans l'attente de vos réponses
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[Boudoum312]

Soit un réservoir contenant du R22 sous une pression de 20bar. Le reservoir cylindrique a un diametre de 2m et une longueur de 6m.
L'acier inox 316L utilisé a une Rp = 50N/mm² Les couvercles seront maintenues par 48 boulons.
On suppose la charge uniformèment réparties sur les boulons. Pour les boulons, on prends Rp = 60 N/mm²
Calculer :
F agissant sur le réservoir
Contrainte circonférencielles
Contrainte longitudinale
L'épaisseur de la virole
recalculer la contrainte avec une mesure standard
calculer diametre des boulons
Peut-on tarauder dans la virole pour installer la fixation
Quel procédé de fixation ? (si soudure prendre 0,7 de coef --> augmenter l'épaisseur de la tole) recalculer la contrainte max

[Dynamix]

Salut
Je suppose que tu ne viens pas ici pour trouver la solution de ton problème toute mâchée , plus qu' à copier coller .
Tu butes sur une question , tu cherches un coups de pouce pour la résoudre .
Quelle question ? Quel obstacle ?
En gros quel est ton problème ?

[Boudoum312]

Certes, une question bête, la premiere avec la force : 20bar = 2.000.000 Pa - N/m² pour avoir la réponse en Newton
Ensuite pour la deuxieme et troisieme question avec la contrainte = Pression.Rayon/epaisseur et Pression.Rayon/2.epaisseur pas de problème
Pour le reste, je suis completement dans le floue.

[A voir en vidéo sur Futura]

[geagea]

Bonjour,
Dans le cadre d'un travail de vacances, pouvez-vous m'aider a résoudre ce travail de vacances,
Dans l'attente de vos réponses

bonjour,
le calcul de l'épaisseur de la virole selon le CODAP soit ép=PxDe/2xfxz+P soit 20x200/2x500x0,7+20=5,55cm(55,5mm) dimension standard retenue60mm
avec comme contrainte 500daN/cm² et coefficient de joint z=0,7

avec la contrainte de LAME ep=PxR/contrainte admissiblexz(coefficient de joint =0,7 soit 20x100/500x0,7=5,71cm(57,1mm) valeur retenue standard 60mm
la contrainte circinférentielle est avec une épaisseur de 60mm soit 20x100/6x0,7=476,19daN/cm² soit 4,761daN/mm² ou 47,61N/mm²<50N/mm²
contrainte longitudinale est 20x100/2x6x0,7=238daN/cm² soit 2,38daN/mm²
l'effort N est égal a 20x100=2000daN ou 20000N,
Pour le calcul des boulons de la bride et de définir la bride,il faudrait connaître le diamètre extérieure de la bride et le diamètre de l'entraxe des boulons, en aucun cas il faut prévoir des trous borgnes pour fixer les goujons(affaiblissement local de la virole,et risques d'arrachement du filetage,la solution est de prevoir un piquage sur la virole,une bride et contre bride,avec bien entendu un joint torique,boulons

cordialement

géagéa

[Dynamix]

Pour passer d' une pression en N/m² à une force en N , il faut multiplier par une surface en m² : N/m²*m² = N
Au passage un boulon , c' est une vis et un écrou , ça ne peut pas se mettre dans un trou taraudé

[geagea]

la pression est de 20bars soit 20daN/cm² ou alors je vous ai mal compris

cordialement

géagéa

[Boudoum312]

Je vous remercie, cela est beaucoup plus clair
Oui, la pression est bien de 20 bar soit 20daN/cm²

[Dynamix]

la pression est de 20bars soit 20daN/cm²

Je répondais à la question :

20bar = 2.000.000 Pa - N/m² pour avoir la réponse en Newton

[geagea]

bonjour,
si vous voulez calculer les ancrages,comme je vous l'ai écrit il me faudrait le diamètre extérieur,ainsi que le diamètre de l'entraxe des boulons,afin de calculer les boulons

cordialement

géagéa

[Dynamix]

Connaissant la force sur le couvercle , il suffit de diviser par 48 pour trouver la force sur 1 boulon .
En divisant par Rp , on trouve la section du noyau .
On regarde dans une table de filetages métrique la section du noyau immédiatement inférieur et on trouve la taille du boulon .
A moins que je n' ais pas compris l' énoncé ...

[Boudoum312]

la force dans le réservoir est de 20 daN/cm² x 2 (la hauteur/diametre) = 4.000.000 N
je trouve une épaisseur de 8mm pour la contrainte longitudinale, 1,25N/mm² circonf. 2,5daN/mm²
la virole à 55mm
la contrainte longi. 2,38 daN/mm² circonf 4,76 N/mm²

[Boudoum312]

4.000.000 N / 48 = 83.333 /Rp = 1388N S= 138,8 = un écrou 144
est de prevoir un piquage sur la virole,une bride et contre bride,avec bien entendu un joint torique,boulons (Merci Geagea !)

[geagea]

la force dans le réservoir est de 20 daN/cm² x 2 (la hauteur/diametre) = 4.000.000 N
je trouve une épaisseur de 8mm pour la contrainte longitudinale, 1,25N/mm² circonf. 2,5daN/mm²
la virole à 55mm
la contrainte longi. 2,38 daN/mm² circonf 4,76 N/mm²

bonjour,
l'épaisseur de 8mm que vous avez calculé,c'est quoi!!!!! virole ou bride pleine si c'est la bride pleine ou la virole cette épaisseur est relativement faible
cordialement

géagéa

[geagea]

bonjour,
sur votre virole vous avez un piquage,mais ce piquage ne correspond pas dimensionnellement par rapport a votre plan,car pour le calcul des brides pleines avec les boulons ,en connaissant le diamètre de l'entraxe,l'épaisseur est donnée (P/f)^0,5xDxc avec c=0,42 et D étant le diamètre de l'ent'axe des boulons

cordialement

géagéa

[Jaunin]

Bonjour, Boudoum312,
Je n'ai pas bien compris ce passage, j'ai peut être loupé quelque chose, que représente le 2 :

la force dans le réservoir est de 20 daN/cm² x 2 (la hauteur/diametre) = 4.000.000 N

Cordialement.
Jaunin__

[Boudoum312]

Bonjour, Boudoum312,
Je n'ai pas bien compris ce passage, j'ai peut être loupé quelque chose, que représente le 2 :

Cordialement.
Jaunin__

le 2 est la hauteur du reservoir, pour calculer la force présente dans le réservoir

geagea, c'est l'épaisseur de la tole question n°2 avec la formule Rp= P*r/e
il n'y a pas besoin de calculer les brides pleines, savoir l'entraxe. Il suffit de faire comme dit Dynamix :
Connaissant la force sur le couvercle , il suffit de diviser par 48 pour trouver la force sur 1 boulon .
En divisant par Rp , on trouve la section du noyau .
On regarde dans une table de filetages métrique la section du noyau immédiatement inférieur et on trouve la taille du boulon .

Cordialement

[geagea]

Bonjour, Boudoum312,
Je n'ai pas bien compris ce passage, j'ai peut être loupé quelque chose, que représente le 2 :

Cordialement.
Jaunin__

bonjour Jaunin,
le 2 représente le diamètre de la virole

cordialement

géagéa

[Jaunin]

Re-Bonjour, Boudoum312,
Je suis peut être fatigué, mais j'ai toujours pas compris.
Si on multiplie la force, disons N/m^2*m=>N/m
la force dans le réservoir est de 20 daN/cm² x 2m (la hauteur qui est le diamètre) = 4.000.000 N/m ?
Cordialement.
Jaunin__

[geagea]

le 2 est la hauteur du reservoir, pour calculer la force présente dans le réservoir

geagea, c'est l'épaisseur de la tole question n°2 avec la formule Rp= P*r/e
il n'y a pas besoin de calculer les brides pleines, savoir l'entraxe. Il suffit de faire comme dit Dynamix :
Connaissant la force sur le couvercle , il suffit de diviser par 48 pour trouver la force sur 1 boulon .
En divisant par Rp , on trouve la section du noyau .
On regarde dans une table de filetages métrique la section du noyau immédiatement inférieur et on trouve la taille du boulon .

Cordialement

bonjour,
en effet,car en partant avec 400000/48x600=13,89cm² soit en diamètre de la partie lisse soit (13,89x4/3,1416)^0,5=4,20cm(42mm) en général pour le calcul des brides et des boulons le calcul est un peu plus compliqué,car il faut tenir compte du joint et de l'assise,bref ce n'est pas important,a défaut du calcul du CODAP
cordialement

géagéa

[geagea]

Re-Bonjour, Boudoum312,
Je suis peut être fatigué, mais j'ai toujours pas compris.
Si on multiplie la force, disons N/m^2*m=>N/m
la force dans le réservoir est de 20 daN/cm² x 2m (la hauteur qui est le diamètre) = 4.000.000 N/m ?
Cordialement.
Jaunin__

bonjour jaunin
20daN/cm² soit 200T/m²x2=400T/m² effort appliqué sur les boulons
cordialement

géagéa

[invite07941352]

Bonjour,
Comme Jaunin, j'ai un peu de mal à suivre ...
Effort appliqué sur les boulons 400T/m2 ( ... de surface à retenir ) , si je comprends bien .
Mais comme nulle part , je ne vois la surface des " couvercles " , comment va t on calculer le diamètre réel des boulons ?

Et d'ailleurs , non, je ne comprends pas pourquoi on multiplie par 2 ???

[Dynamix]

pour calculer la force présente dans le réservoir

Il n' y a pas de force dans le réservoir . Il y a une pression .
Si tu parle d' une force , il faut dire sur quoi elle s' applique .
La force sur le fond qui , je suppose , est tenu par le 48 boulons est le produit de la pression par la surface du fond . La hauteur n' a rien à y voir .

[Jaunin]

Il y a déjà eu beaucoup de discussion sur le forum concernant ce sujet.
Par exemple:

http://forums.futura-sciences.com/ph...-vertical.html

[invite07941352]

Il n' y a pas de force dans le réservoir . Il y a une pression .
Si tu parle d' une force , il faut dire sur quoi elle s' applique .
La force sur le fond qui , je suppose , est tenu par le 48 boulons est le produit de la pression par la surface du fond . La hauteur n' a rien à y voir .

Re,
Exactement, là , je comprends .
Et encore, il y a une photo, à quoi sert elle ? Les fonds sont soudés , les fonds ne sont pas "'des couvercles" .
Par contre, vers le centre , il y a une virole supplémentaire équipée d'un couvercle fermant une bride tenue par des boulons ...

[Dynamix]

il y a une photo, à quoi sert elle ?

C' est la question que je me pose depuis le début
Vu que le problème doit pouvoir être résolu avec les seules données fournies , j' en suis venu à conclure que soit
_la photo ne sert à rien
_elle est la pour embrouiller les esprits
_il manque des infos , qui doivent figurer su d' autre pages

Vu que la première question n' a pas de sens , ce qui indique une certaine maladresse de celui qui a pondu l' exercice , je penches pour la première réponse .
Et ce qui semble être une première question n' en est pas une .

[Boudoum312]

Bonjour, la photo est bien une chose inutile. De plus l'exercice est basique sans Codap ni bride
Est-ce que pour la question 2 les réponses sont bien celles ci : contrainte longitudinale 1,25N/mm² et circonf. 2,5daN/mm²
Cordialement

[geagea]

bonjour,
une photo n'est jamais inutile,pouquoi vous l'avez mis sur le site,de toute façon,cela ne réflète pas la réalité,pour répondre c'est confus,d'autre part pour le calcul de l'épaisseur de la virole,a défaut du CODAP,on peut utiliser la méthode de Lamé,valable pour des épaisseurs de parois faible,la contrainte est différente avec une épaisseur de 55mm.
Vous demandez de répondre a la question2 les valeurs des contraintes que vous donnez,il faudrait développer

cordialement

géagéa