Chiacchiere Tecniche
PROGETTAZIONE DEI SERBATOI D’ACQUA
COME CALCOLARE LO SPESSORE DELLE PARETI DEI
SERBATOI CIRCOLARI
Potete inserire questa equazione in un foglio di calcolo e calcolare rapidamente la variazione dello spessore della
parete per tutta la parete verticale variando il valore di H. Lo spessore è sempre maggiore alla base del serbatoio,
dove la pressione (P) è maggiore.
Discutendo con gli stampatori in giro per il mondo mi accorgo che molti di loro non si rendono conto che possono
utilizzare un foglio di calcolo per valutare lo spessore minimo della parete per i diversi livelli di altezza di un serbatoio
d’acqua.
“Discuterò come utilizzare
la pressione idrostatica
per calcolare lo spessore
della parete per i serbatoi
fuori terra”
I serbatoi d’acqua di grande capacità
beneficiano nell’avere le pareti
di spessore graduato (più spessa
al livello del suolo, più sottile al
livello superiore), consentendovi di
minimizzare il peso totale.
Figura 3 Profilo dello spessore per 15.000L
Figura 4 Esempio di foglio di calcolo Excel che mostra le formule dello
spessore
“Lo spessore della parete è sempre maggiore alla
base del serbatoio, dove la pressione (P) è maggiore”
Lo spessore della parete verticale (T) di un serbatoio circolare può essere
In questo articolo discuterò come determinato dall’equazione seguente:
utilizzare la pressione idrostatica per
T = P × OD/2σ (Sotto il Diagramma)
calcolare lo spessore della parete
per i serbatoi circolari fuori terra in dove
polietilene, con pareti diritte. Devo T = spessore della parete, in millimetri
sottolineare che il procedimento vi P = pressione, in megapascal, calcolata come 0,0098 × SG × H (MPa)
fornirà solo uno spessore minimo
SG = peso specifico del fluido da immagazzinare nel serbatoio
stimato a cui tendere. L’utilizzo di
H = altezza del fluido da immagazzinare nel serbatoio, in metri
nervature, il posizionamento e la OD = diametro esterno del serbatoio, in millimetri
dimensione del foro di uscita, e la HDB = Base Idrostatica di Progetto, in megapascal
necessità di avere una base e una σ = pressione idrostatica di progetto, in megapascal, dopo avere
copertura introducono complicazioni applicato il fattore servizio
tensionali che la pressione idrostatica
non è in grado di calcolare. Per questo (SG) del liquido. Le pareti del serbatoio devono essere fabbricate per resistere
è necessaria l’Analisi agli Elementi a questa pressione ai diversi livelli di stoccaggio dell’acqua. Sostanzialmente,
Finiti (AEF).
più alto è il serbatoio e maggiore sarà la pressione nell’area inferiore delle
pareti del serbatoio (Figura 1).
La pressione idrostatica può essere
semplicemente definita come la Per fare un esempio, userò un serbatoio da 15000L con un diametro di
pressione (P) derivante dal peso 2.400mm e un’altezza massima del liquido di 3.6m, per calcolare lo spessore
dell’acqua, e il suo valore come della parete all’altezza del suolo. Assumerò una temperatura di servizio del
determinato dall’altezza (H) del serbatoio di 23°C. Per questo esempio da 15000L, lo spessore della parete al
contenitore liquido e dalla densità livello del suolo è stimato non inferiore a 10.3mm (Figura 2)
Nel caso del nostro serbatoio da 15000L, il profilo dello spessore minimo
richiesto per la parete è sintetizzato in Figura 3.
Se non avete familiarità con la creazione di fogli di calcolo, nella Figura 4
ho mostrato una semplice formula che ho usato in Excel. Potete copiarla e
controllare se riuscite a duplicare i risultati della Figura 3.
Dovreste ottenere il valore dell’HDB della materia
prima dal vostro fornitore.
Noterete che lo spessore della parete a 2.5m di altezza deve essere di soli
3.2mm. C’è bassa pressione con soli 1.1m d’acqua (3.6m-2.5m =1.1m)
Tuttavia, alcuni standard per i serbatoi, come l’ASTM D1998 o l’AS/NZS4766
(e anche il buon senso) ci dicono che occorre mantenere uno spessore
minimo delle pareti, indipendentemente da quanto è bassa la pressione
idrostatica. Per esempio, l’ASTM D1998 definisce in 4.7mm lo spessore
minimo consentito.
Una proprietà chiave della materia prima che dovete ottenere dal vostro
fornitore è il valore dell’HDB. Qualsiasi serbatoio di buona qualità e grande
capacità sarà fornito di questo valore. Se il valore dell’HDB non è riportato sulla
Scheda Tecnica, assicuratevi di chiedere al vostro fornitore di comunicarvi il
valore dell’HDB. Potrete quindi controllare che il profilo dello spessore della
parete del serbatoio reale soddisfi o ecceda i calcoli dello spessore della
parete rispetto alla pressione idrostatica.
Informatevi. Chiedete al vostro fornitore.
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Ian Hansen
Ian Hansen ha più di 30 anni di
esperienza nel settore dello stampaggio
rotazionale e ha tenuto presentazioni in
tutto il mondo in merito agli standard
di qualità e di progetto dei serbatoi
idrici. Attualmente fornisce servizi
di consulenza alla comunità del
rotostampaggio di tutto il mondo.
[email protected]