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http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/22983
Título : | Diseño de un tanque de almacenamiento para lng, mediante la automatización del cálculo en python, y evaluación de esfuerzos aplicando la teoría de membrana con análisis MEF |
Autor : | Cantos Ñauñay, José Luis |
Director(es): | Caicedo Reyes, Jorge Isaías |
Tribunal (Tesis): | Noguera Cundar, Andrés Joao |
Palabras claves : | GAS NATURAL LICUADO;TANQUE DE ALMACENAMIENTO;TEORÍA DE MEMBRANA;PERTURBACIÓN DE BORDE;LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN PYTHON |
Fecha de publicación : | 8-jul-2024 |
Editorial : | Escuela Superior Politécnica de Chimborazo |
Citación : | Cantos Ñauñay, José Luis. ()2024. Diseño de un tanque de almacenamiento para lng, mediante la automatización del cálculo en python, y evaluación de esfuerzos aplicando la teoría de membrana con análisis MEF. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba. |
Identificador : | UDCTFM;15T00918 |
Abstract : | The growing demand for natural gas in the local environment as a need to diversify the energy matrix has led to the need within engineering for the structural design of the parts and components that involve the handling of this product in its liquid form. One of the main components are the storage tanks. Therefore, the objective of this work is to design a storage tank for liquefied natural gas, by automating the calculation in Python, for the evaluation of stresses and deformation by applying the membrane theory and the FEM. The methodology starts with the design of the side walls and the floor in accordance with API regulations, the seismic stability analysis is performed to determine the splash height and the free height of the fluid, together with the heat transfer analysis, which will be focused on achieving the automation of the calculation in the programming language. Secondly, the membrane theory and boundary perturbation are developed to obtain the stress and deformation values to compare them with the values obtained by FEM analysis. The methodology led to obtaining the geometry of the tank body that meets the initial requirements, obtaining stress and deformation values in the inner tank body that in comparison with the data offered by the FEM analysis software, a difference of 2.146% and 6.66% respectively was found in their maximums. In this context, together with the statistical tests, it can be stated that the results obtained by FEM analysis and membrane theory with edge perturbation do not have a significant difference between their peers, the agreement decreases as observed in the stress concentrators such as section changes and the last rings of the body. |
Resumen : | La creciente demanda por gas natural a entorno local como una necesidad de diversificar la matriz energética ha llevado a la necesidad dentro de la ingeniería al diseño estructural de las partes y componentes que implica el manejo de este producto en su presentación liquida, una de los componentes primordiales son los tanques de almacenamiento, por lo tanto el objetivo del presente trabajo es diseñar un tanque de almacenamiento para gas natural licuado, mediante la automatización del cálculo en Python, para la evaluación de esfuerzos y deformación aplicando la teoría de membrana y el MEF. La metodología parte con en el diseño de las paredes laterales y el piso de acuerdo con las normativas API, se realiza el análisis de estabilidad sísmica para determinar la altura de chapoteo y la altura libre del fluido, junto con el análisis de transferencia de calor estará centrado en lograr la automatización del cálculo en el lenguaje de programación, en segunda instancia se desarrolla la teoría de membrana y perturbación de borde para obtener los valores de esfuerzo y deformación para contrastarlo con los valores obtenidos por análisis MEF. La metodología llevo a la obtención de la geometría del cuerpo del tanque que cumple con los requerimientos iniciales, la obtención de valores de esfuerzo y deformación en el cuerpo del tanque interior que en comparación con los datos que ofrece el software de análisis MEF se encontró una diferencia de un 2.146% y 6.66% respectivamente en sus máximos. En este contexto junto con las pruebas estadísticas se puede afirmar que los resultados obtenidos por análisis MEF y teoría de membrana con perturbación de borde no tiene una diferencia significativa entre sus pares, la concordancia disminuye según lo observado en los concentradores de esfuerzos como los cambios de sección y los últimos anillos del cuerpo. |
URI : | http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/22983 |
Aparece en las colecciones: | Ingeniero/a Mecánico/a |
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