[ABAQUS] Calcular tanque techo flotante sobre crudo

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[ABAQUS] Calcular tanque techo flotante sobre crudo

Post by bonox » Thu Jul 03, 2008 6:17 pm

Hola a todos. Tengo una gran duda, a ver si me podeis ayudar...
Tengo ya mallado un tanque de techo flotante con I-Deas, y lo quiero calcular, pero tengo la duda de cómo simular que el techo se apoya sobre el fluido que contiene, gracias al empuje del fluido. Tengo el manual de Abaqus pero no encuentro el modo. ¿Quizá con algún tipo de elemento especial para simular el crudo?
Os agradecería en el alma un poco de ayuda!

MDpilo1Egg
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Post by MDpilo1Egg » Thu Jul 03, 2008 8:10 pm

Hola, no se si te pueda servir de ayuda, yo trabajo en una petrolera aca en el sur, y los tanques de techo flotante son solamente eso, algo que flota sobre el crudo, algo asi como un barco flotando sobre el agua, la parte sumergida es funcion directa de la masa y la densidad del liquido sobre el que flota y los empujes sobre esta seccion sumergida son perpendiculares a la superficie solamente.

Hasta donde he visto, no existe un peso real del techo a considerar ya que este "flota" al igual que un flotador sobre el líquido. Lo que siempre he visto es que las estructuras del techo son enormemente y exageradamente rígidas, a propósito para eso, para no "deformarse" ni producir empuje sobre las paredes (si el flotante tiene que subir y bajar de acuerdo a la carga del liquido, no puede trancarse a medio camino por rozamiento... generaría una burbuja de gases enormemente riesgosa...

No olvides considerar el liquido con una densidad de 0.88/0.89...
voy a buscar algunas fotos de tanques del estilo, de mis viejas épocas del departamento de Ingenieria (18 años atras...)a ver si las puedo encontrar.

suerte
MDP

pd. si te quieres reir un poco, esa cosa gorda disfrazada de blanco soy yo en un simulacro de salvamento dentro de un tanque... y el otro que esta tirado atras es mi jefe, a quien cometi el error de no cortarle la linea de aire en su momento... :wink:

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Post by bonox » Tue Jul 08, 2008 11:40 am

Jeje, muy buena la foto. Muchas gracias por tu ayuda, el problema es que lo que necesito calcular es el efecto de un sobrepeso en el techo flotante, vease una inundación de varios pontones o una acumulación de agua en el techo debido a una obstrucción en el drenaje.
Para eso, necesito poner en contacto el techo flotando sobre el crudo, y no se que tipo de elemento tengo que poner para simular el fluido, porque quiero ver las tensiones y deformaciones del techo debido a esas sobrecargas.
Por otro lado, si tuvieras alguna foto de algún tanque de techo flotante me harías un gran favor si me la pudieras hacer llegar, ya que estoy haciendo el proyecto fin de carrera sobre todos estos cálculos del tanque, y toda ayuda es poca!!

MDpilo1Egg
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Post by MDpilo1Egg » Tue Jul 08, 2008 5:09 pm

Disculpame, sigo sin entender tu punto de vista,
si por alguna falla, el sistema dejase de "flotar" sobre el líquido... digamos que el peso propio de la estructura del techo del tanque por alguna causa comienza a pesar mas que su reserva de flotabilidad, simplemente se hundiría en él... quedando toda la estructura del techo, en el fondo del tanque, y el petroleo evaporandose libremente a la atmósfera...ya que tanto el acero que le compone como la posible agua acumulada sobre éste, son mas pesados que la densidad relativa del contenido del tanque...

Particularmente no conozco ese programa I-Deas, pero imagino que debe preveer tipo de apoyos deslizantes, o con hundimientos, sería cuestión de "modelar" la rigidez estructural necesaria por el posible hundimiento de un sector respecto al resto de la estructura con algún tipo de apoyo deslizante en el eje Z.

Tener en cuenta que toda sobrecarga por acumulacion de nieve o lluvia sobre el techo flotante, es aproximable a una mayor altura de líquido x 1.136 (1/0.88, por la diferencia de densidades) presionando (empuje) sobre las paredes laterales solamente.

Por último, en los tanques que he visto, hay un sistema de seguridad contra la falla de alguno de los pontones de flotabilidad, de modo que el techo no pueda "torcerse" o hundirse, ya que lleva un sistema de soportes móviles por cadenas que no permiten el hundimiento de un sector por debajo del nivel del resto de la tapa.

Y en último término, la "realidad" hace que siempre exista una burbuja de gases debajo de la tapa, (que periódicamente se envía por mangueras a la torre de destilación) y que actua en tu favor aumentando la reserva de flotabilidad, no olvides que el punto de vaporización de los combustibles (por lo general en los de alto octanaje que son para los que se usan los techos flotantes), esta por debajo de la temperatura ambiente, por lo que estan siempre vaporizando... y aunque el gas resultante sea mas pesado que el aire, sienpre es mas liviano que el líquido.


suerte
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Post by bonox » Tue Jul 08, 2008 5:35 pm

Si, si, ya se que se hundiría, pero aún así quiero ver las deformadas que se obtienen, ya que en eso consiste mi proyecto, en calcular tensiones y deformaciones en el tanque, no solo en el techo, también en la envolvente y fondo.

Lo quiero calcular con Abaqus, con I-deas solo dibujé el mallado. Para simular el techo flotando sobre el líquido y ver sus deformaciones había pensado apoyar el techo sobre un muelle en cada uno de los nodos del techo (unos 15.000), con una K del muelle equivalente al comportamiento de un fluido (la cual tendría que buscar en bibliografía).

Pero también he visto en el manual de abaqus la existencia de un elemento fluido, el F3D4, aunque no estoy seguro si servirá para lo que quiero.

Gracias.

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Post by MDpilo1Egg » Tue Jul 08, 2008 8:21 pm

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