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208 7 Stoccaggio e linee di trasporto dei fluidi esempio 7.3 Si vuole stoccare propano allo stato liquido in un serbatoio chiuso con un altezza massima di riempimento di 8 m. Si ipotizza una temperatura massima dello stoccaggio di 50°C. Si vuole calcolare il carico massimo agente sul fondo. Risoluzione Il propano è un gas a condizioni normali (c.n., 0°C e 1 bar), ma passa allo stato liquido sotto moderata pressione. Bisogna reperire alcuni dati, quali la tensione di vapore del propano a 50°C e la sua densità allo stato liquido, per la pressione ambiente possiamo assumere il valore di 1 bar. Dalla Fig. 7.5 possiamo notare che a c.n. il propano è un gas e che a 50°C la sua tensione di vapore è di circa 17 bar. Cercando la densità troviamo per il liquido al punto di ebollizione a 1 atm il valore di 583 kg/m3, a cui corrisponde un peso specifico di: = 583 kg/m3 9,81 m/s2 = 5719 N/m3 Calcoliamo la pressione effettiva esistente sul pelo libero del liquido: Pe = Pv Pamb = 17 bar 1 bar = 16 bar = 16 105 N/m2 Calcoliamo il carico agente sul fondo aggiungendo la pressione idrostatica corrispondente al battente di liquido: Ps = Pe + h = 16 105 N/m2 + 8 m 5719 N/m3 = 1645752 N/m2 16,5 bar 7.1.2 Spessore dei serbatoi Direttiva PED Per resistere al carico dovuto alla pressione del fluido contenuto e alle altre sollecitazioni, le pareti del serbatoio devono essere costruite con un adeguato spessore in relazione alla resistenza del materiale con cui è costruito e alla forma geometrica. L argomento è soggetto a regolamentazioni. In Europa è stata emessa la direttiva PED , Pressure Equipment Directive (97/23/CE), recepita in Italia dal Dlgs 93/2000, con lo scopo di armonizzare la fabbricazione delle apparecchiature in pressione per quanto riguarda le caratteristiche di sicurezza (v. § 7.3). In particolare il carico di sicurezza si ricava dalle caratteristiche meccaniche dei materiali, in relazione alle condizioni d uso, adottando opportuni coefficienti di sicurezza. Anche la procedura di calcolo dello spessore di un serbatoio è opportunamente normata. Qui si utilizzano le semplici formule di Mariotte, valide per pareti di piccolo spessore in relazione al diametro. Per un serbatoio a geometria cilindrica, la spinta esercitata dalla pressione interna agisce prevalentemente in senso radiale tendendo a dilatarne la circonferenza. Le forze di spinta della pressione si possono comporre in un unica forza che, agendo sul piano diametrale, tende a spaccare a metà il cilindro. 07a CAPITOLO_199-242_COLORE.indd 208 27/04/12 11.49

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