Distribuição de tensões em bocais de vasos de pressão

Abstract

This work is to analyze the behavior of context concentrated stresses generated around a nozzle connected to a pressure vessel. For this analysis we used the finite element method via a computer interface, the software ANSYS WORKBENCH. It was first necessary to study and intensive training of the software used, and also a study of the ASME Code, Section VIII, which is responsible for the standards used in pressure vessels. We analyzed three cases, which differ primarily in the variation of the diameter of the nozzle in order to analyze the variation of the stresses according to the variation of the diameters. The nozzle diameters were 35, 75 and 105 mm. After the model designed vessel, a pressure was applied on the innervessel of 0.5 MPa. For the smallest diameter, was found the lowest tensions concentrated. Varying between 1 and 223 MPa. Increasing the diameter of the nozzle resulted in increased tensions concentrated around the junction nozzle /vessel. The maximum stresses increased by 78% when the value was increased in diameter from 35 to 75 mm. Since the increase in diameter from 75 to 105 mm, the values of the tensions increased around 43%. These figures emphasize that stress concentrations increased with increasing the diameter of the nozzles, but not linearly

Este trabalho tem como contexto analisar o comportamento de tensões concentradas, geradas em torno de um bocal acoplado a um vaso de pressão. Para esta análise foi utilizado o método dos elementos finitos através de uma interface computacional, o software ANSYS WORKBENCH. Primeiramente foi necessário um estudo e treinamento intensivo do software utilizado, e também um estudo do Código ASME, seção VIII, a qual é responsável pelas normas empregadas em vasos de pressão. Foram analisados 3 casos, que diferiram basicamente na variação do diâmetro do bocal, a fim de analisar a variação das tensões de acordo com a variação dos diâmetros. Os diâmetros dos bocais foram de 35, 75 e 105 mm. Depois de desenhado o modelo dos vasos, aplicou-se uma pressão na face interna do vaso de 0,5 MPa. Para o menor diâmetro, encontrou-se os menores valores de tensões concentradas. Variando entre 1 e 223 MPa. O aumento do diâmetro do bocal acarretou no aumento das tensões concentradas em torno da junção bocal/vaso. As tensões máximas aumentaram em 78% quando foi aumentado o valor do diâmetro de 35 para 75 mm. Já no aumento do diâmetro de 75 para 105 mm, os valores das tensões aumentaram em torno de 43%. Estes valores enfatizam que as concentrações de tensões aumentaram juntamente com o aumento do diâmetro dos bocais, porém não de forma linear