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205 7.1 Stoccaggio dei fluidi esempio 7.2 Si vuole stoccare del metano in un serbatoio in quantità pari a 25 volumi rispetto al volume misurato a 20°C e 101,325 kPa. Quale sarà il carico del serbatoio a 20 e, rispettivamente, a 50°C? Risoluzione Si può considerare il metano come un gas ideale. Calcoliamo la pressione a 20°C considerando di effettuare una compressione isoterma di 25 volumi fino al volume finale: l equazione di stato dei gas ideali diventa P1 V1 = P2 V2. Ponendo V1 = 25 V2, si ottiene: P2 = P1 V1 25V2 = 101, 325 kPa = 2533,125 kPa 25, 3 bar V2 V2 P2 è la pressione assoluta, per ricavare il carico si calcola la pressione effettiva sottraendo la pressione ambiente che possiamo porre pari a 1 bar: Ps = 25,3 1 = 24,3 bar Corrispondente al carico del serbatoio a 20°C. Il carico a 50°C si calcola considerando una trasformazione isocora. In questo caso l equazione di stato diventa: P1 P = 2 T2 T1 Ricordando di utilizzare le temperature assolute, si ricava il carico a 50 + 273,15 = 323,15 K: P2 = P1 T2 323,15 k = 2533,125 kPa 2792,4 kPa 27,9 bar T1 293,15 k Ps = 27,9 1 = 26,9 bar I serbatoi possono essere anche sotto vuoto. In tal caso il carico è diretto dall esterno verso l interno del serbatoio ed è pari alla pressione effettiva. Nei serbatoi chiusi contenenti un liquido e un gas, sul pelo libero del liquido agisce la pressione effettiva esercitata dal gas che si somma alla pressione idrostatica esercitata dal liquido. Per un serbatoio fuori terra il carico sarà massimo sul fondo. (7.3) Carico (Pa) = Pe (Pa) + H (m) (N/m3) Pamb Pgas Fig. 7.4 Serbatoio chiuso contenente un liquido e gas. Il carico è massimo sul fondo ed è dato dalla somma della pressione effettiva del gas e della pressione idrostatica del liquido ed è pari a Pe (Pa) + H (m) (N/m3). Pamb Pamb Pgas+ H Pamb 07a CAPITOLO_199-242_COLORE.indd 205 27/04/12 11.49

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