Instalación de filtrado industrial

Proyecto de cliente

Ingeniería estructural Peter & Partner
Ingenieur- und Sachverständigengesellschaft für Strukturmechanik
Much, Alemania
www.ifs-peter-partner.de

Longitud: 2,8 m | Anchura: 2,8 m | Altura: 3,1 m | Peso: 9,2 t
Número de nudos: 3 612 | Barras: 425 | Superficies: 1 424 | Secciones: 6

Para este proyecto de diseño de esta instalación de filtrado/secado incluyendo el agitador se requirió un análisis completo de tensiones y deformaciones en RFEM. El complejo modelado representó un desafío especial para el diseño de la estructura que se compone de 1 424 superficies, 158 sólidos y 425 barras.

Introducción del modelo

La construcción se modeló con elementos sólidos y láminas elásticas lineales. Se compone de los componentes principales siguientes:

  • Placa de base
  • Base de filtro
  • Muro de contención con fondo abovedado y brida de anillo aplicada en la base
  • Soportes en el muro de contención
  • Placa de apoyo para el agitador
  • Unión de la tubería y ojetes en el fondo abovedado
  • Tuberías circulando en serpentina

El modelado de la unión del contenedor y la placa de base ha resultado especialmente interesante. La brida de anillo se aplicó en la forma de un elemento sólido hasta el fondo de la placa del tanque. Ésta se fijó a la placa del fondo mediante 53 bulones de anclaje M 27 que se distribuyeron de forma uniforme sobre la circunferencia para asegurar un esfuerzo de pretensado constante. 

Con el fin de anclar la brida de anillo contra la placa del fondo con esfuerzos de pretensado definidos, se modeló como elemento sólido un componente circulando al contrario en la pared del tanque. Por ello, fue posible asegurar con abrazadera la brida del contenedor contra la placa de base cónica. 

Para reproducir esta fijación cónica en RFEM, fue necesario definir las propiedades de contacto entre estos componentes estructurales en el modelo de análisis. Los elementos sólidos de contacto que definen el soporte elástico se distribuyeron de manera uniforme alrededor de la circunferencia.

Cargas

Se aplicaron las cargas siguientes a la construcción:

  • Presión de cálculo del contenedor -1/6 bar, calentamiento para el fondo plano -1/10 bar, calentamiento para el serpentín -1/10 bar
  • Cargas verticales debidas al peso propio y el equipamiento
  • Temperatura de trabajo -20/200 °C
  • Presión interna positiva y negativa con cálculo de las fluctuaciones de presión desde 0.0 a 3.0 bar para 28,000 ciclos de carga según AD-S1 y S2
  • Cargas de agitación para cargas para 2 millones de ciclos de carga

El cálculo en RFEM

Se crearon 5 grupos de carga desde los casos carga singulares y se generó la malla de EF. A continuación se determinaron los esfuerzos internos, tensiones y deformaciones. Además del análisis general de tensiones, se realizaron los cálculos relativos a las fluctuaciones de la presión y cargas de agitación.

Programa utilizado para el análisis estructural

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