Flashcard FC284661
Qual a função principal de um envoltório primário metálico em reatores e por que a forma esférica é estruturalmente vantajosa?
Questões sem classificação de assunto (Física)
IDECAN · 2014
Qual a função principal de um envoltório primário metálico em reatores e por que a forma esférica é estruturalmente vantajosa?
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Resposta
Barreira estanque contra vazamentos e suporte à sobrepressão; a geometria esférica distribui tensões uniformemente, reduzindo o esforço máximo.Explicação:
O envoltório metálico atua como limite estanque que contém fluídos e gases e resiste a sobrepressões acidentais.
A forma esférica é preferida porque, em cascas finas sujeitas à pressão interna, a tensão membranar é menor que na forma cilíndrica — isto melhora a resistência e permite paredes mais finas para a mesma carga.
Exemplo:
Para uma casca esférica fina: \( \sigma_{esfera}=\dfrac{p\,r}{2t} \).
Para uma casca cilíndrica fina (tensão hoop): \( \sigma_{cilindro}=\dfrac{p\,r}{t} \).
Se \(p=0{,}5\ \text{MPa}\), \(r=2\ \text{m}\), \(t=0{,}01\ \text{m}\):
\( \sigma_{esfera}=\dfrac{0{,}5\cdot10^{6}\times2}{2\times0{,}01}=50\times10^{6}\ \text{Pa}=50\ \text{MPa}\).
\( \sigma_{cilindro}=\dfrac{0{,}5\cdot10^{6}\times2}{0{,}01}=100\ \text{MPa}\).
Logo, a esfera apresenta metade da tensão da casca cilíndrica nas mesmas condições, justificando sua vantagem estrutural.
Veja como foi cobrado:
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