mecanica de materiales

C a m p u s C o a t z a c o a l c o s

I N G E N I E R I A M E C A N I C A E L E C T R I C A .

“ P R E S I O N E S E N F L U I D O S ” .

FA C I L I TA D O R : I N G . J u a n M a n u e l L ó p e z C o b o s .

E Q U I P O N U M . 3 ;

•F a v i o A b r a h a m E s c o b a r R a m ó n•F L O R E S C A N O J U A N C A R L O S•G A R C I A G A L L E G O S M A N U E L A G U S T I N

UNIVERSIDAD VERACRUZANA.

Fuerzas longitudinales en recipientes cilíndricos

La figura 1 muestra un cilindro cerrado sometido a una presión interna de fluido que tiende a empujar los extremos hacia afuera. Este empuje hacia afuera es resistido por las fuerzas longitudinales en las paredes del cilindro.El principio de pascal establece que la presión aplicada en un fluido encerrado es la misma en todas direcciones del fluido y de las paredes del recipiente. Por consiguiente, la presión del fluido en los extremos del cilindro es también ҏlb/plg2. La fuerza resultante de la presión del fluido que actúa contra el extremo del cilindro de la figura 1(b) es F’, y es igual a la presión multiplicada por el área sobre la que actúa. Expresado algebraicamente:

Figura 1

Figura 1

Por estática obtenemos:

DondeP’= fuerza resultantes de las paredes del cilindroF’= fuerza sobre el extremo del cilindro izquierdo producida por la presión interna del fluido

Ejemplo: Determinar el esfuerzo longitudinal en las paredes del cilindro cerrado mostrado en la figura 2. El diámetro de la figura es de 30 plg, el espesor de sus paredes es de plg y la presión interna del fluido es de 60 .

Figura 2

SOLUCION

Esfuerzos circunferenciales y longitudinales

En las secciones anteriores, se encontró que , y que . Combinando estas expresiones para eliminar la fuerza P se llega a:

Ecuación A

La ecuación (A) determina el esfuerzo circunferencial en un cilindro en términos de la presión interna del fluido, el diámetro y el espesor de la pared.En el caso de esfuerzos longitudinales, pueden combinarse las ecuaciones de la sección anterior de una manera semejante eliminando de las ecuaciones correspondientes, así;

Ecuación B

La ecuación (B) da el esfuerzo longitudinal en un cilindro en términos de la presión interna del fluido, el diámetro y el espesor de la pared. También es la misma ecuación para el esfuerzo unitario en recipientes esféricos.

Ejemplo: Un cilindro cerrado que contiene un fluido a una presión de 250 lb/plg2 tiene 6 plg de diámetro y 0.10 plg de espesor. Determinar los esfuerzos circunferencial y longitudinal en el cilindro.

SOLUCION Datos:ҏ=250 lb/plg2

D=6 plg t= 0.10 plg