¿Por qué los tanques que transportan líquidos como el combustible y el agua tienen forma cilíndrica?

Según lo definido por la mayoría de los fabricantes de tanques.

Los tanques de pierna elípticos están diseñados para proporcionar la mayor capacidad con el centro de gravedad más bajo, lo que lo convierte en el mejor diseño disponible para transportar grandes volúmenes.

Pero, por supuesto, se puede argumentar que el volumen sería mayor para una sección transversal rectangular, para la misma altura y anchura (manteniendo un centro de gravedad similar), considerando la sección transversal representada en la sección transversal inferior.


Sin embargo, en realidad, en realidad es así.

Aquí hay un buen ejemplo, que muestra una base más ancha en la parte inferior que en la parte superior, para maximizar el volumen mientras se baja el centro de gravedad.


Sin embargo, otra preocupación mientras se diseña un tanque es la descarga, algo de aceite siempre permanecerá en el fondo. ¿En qué caso se desperdiciaría menos petróleo?

¿Rectángulo?

O elipse?


Otra cosa interesante que encontré fue esto. Técnica para limpiar el camión mientras se recupera el aceite extra y se evita su liberación en aguas residuales.

EDITAR:
Acabo de ver un camión y pensé en esta respuesta que había escrito.
La razón más importante es la ausencia de costuras y puntos de soldadura. Imagina todos los cubos de acero.

¿Alguna vez has visto uno cuadrado? Esto se debe a que una sola pieza de placa de metal se dobla para crear el cubo. Soldar cuatro placas juntas, tiene una mayor probabilidad de crear un cubo con fugas.

Pero también hay otro beneficio que se puede especular con un vaso elíptico. Considere que el tanque no está completamente lleno, entonces lo que sucederá en caso de una inclinación.


El centro de gravedad está más cerca del centro en caso de un vaso elíptico. Por lo tanto, hay menos posibilidades de volcarse sobre el camión.


Déjame darte otro caso especial. No sé cuántos de ustedes han tratado de crear un súper tsunami con sus manos en una tina de baño medio llena. Bueno, yo tengo. Y la clave para crear este Tsunami simulado es la resonancia. Mueva sus manos a través de la bañera en una dirección. La ola viaja en el agua y regresa. Ahora mueva su mano con la onda de retorno, agregando energía de su mano. Repita este movimiento sincronizado varias veces, y tendrá toda la tina de agua, siguiendo el movimiento de su mano.

Entonces supongamos que tal resonancia podría ocurrir con un líquido medio lleno. ¿Cómo lidian los dos tanques con esta ola?

Perdón por el pobre dibujo. Es difícil expresar este fenómeno en palabras. Solo podía explicar esto a través de la experimentación. Una vez más, esto es solo mi especulación. Es obvio que he pensado demasiado en mi respuesta a esta pregunta.

Todas las buenas respuestas a continuación, pero en las pocas respuestas que leí, me sorprendió ver la integridad estructural apenas mencionada. Un círculo es una de las formas más fuertes, ya que cuando aplica presión, se dispersa uniformemente por toda la superficie. La forma más fuerte es en realidad un triángulo, pero un cilindro redondo tiene más sentido para el máximo volumen y drenaje. Aunque un tanque en forma de triángulo invertido también funcionaría bien, con una parte superior ancha que se estrecha a un “punto” más estrecho, permitiría que el líquido se acumule en el “punto” del triángulo y permitiría que prácticamente todo el líquido se drene. Aunque una vez más, el cilindro finalmente tendrá más, a menos que comience a hacer un tanque en forma de triángulo que sea significativamente más alto y / o más ancho. El tanque en forma de cilindro es un excelente punto medio, proporciona una estructura muy fuerte, al dispersar uniformemente toda la presión infligida en el tanque, y también permite un volumen muy grande. Es posible que pueda obtener un poco más de volumen en un tanque cuadrado, pero renunciará a una gran cantidad de integridad estructural, ya que la forma del cilindro es mucho más fuerte que un rectángulo o cuadrado. Para hacer un tanque cuadrado que sea estructuralmente tan fuerte como el tanque del cilindro, pesaría sustancialmente más que el cilindro, ya que necesitaría refuerzo en ciertas áreas clave de alta tensión.

Intente pasar un ladrillo a través del agua e intente pasar un objeto elíptico a través del agua. Ambos con similar tamaño y peso. Notarías la diferencia tú mismo.

Para decirlo más sucintamente,
1) Menos fricción de agua y un movimiento más fácil a través del agua
2) Menos generación de olas y turbulencias asociadas
3) Cálculos de flotabilidad y arquitectura naval (junto con el punto 1 anterior)

Pero en caso de que no lo sepa, es solo el casco el que parece elíptico, los tanques son principalmente rectangulares con bordes redondeados para facilitar la limpieza.

Puedo ofrecer dos razones lógicas, pero habrá otras.

  1. Los líquidos se drenarán hacia el punto más bajo en un recipiente. Cuanto más pequeño es el punto bajo, más eficiente es el drenaje. Por lo tanto, una esfera es la mejor forma y un cilindro (que se extiende a lo largo de su eje largo) es la siguiente forma más eficiente.
  2. Pero, un cilindro es un contenedor más fácil y barato de construir que una esfera.

Una sección transversal circular tiene un área de sección transversal máxima para una cantidad dada de material, por lo tanto, será la más ligera si consideramos tanques de forma lineal.

Además, cualquier borde o esquina tiende a concentrar el estrés o la vibración y el material generalmente falla en dichos puntos.

Idealmente, deberíamos usar esferas que no tengan variación alguna en el estrés, pero es mucho más fácil hacer formas cilíndricas de cualquier tamaño.

La presión se distribuye uniformemente en un cilindro y, además, la forma misma es mantener una tensión uniforme. También es una consideración de diseño en el factor de conservación del espacio.

Observe que la forma elíptica del tanque se coloca en un camión con el diámetro horizontal más ancho y el diámetro vertical más corto.

¿Por qué? Debido a que disminuye la altura general, mejora la estabilidad y amplía la carga, pero principalmente la razón es mantener el centro de gravedad lo más bajo posible para la estabilidad del remolque / camión en las curvas, etc.

  • Creo que se hace para reducir el número de uniones soldadas y también para reducir las tensiones en el metal.
  • Probablemente se prefiera la forma elíptica sobre una forma perfectamente circular para bajar el centro de masa y darle más estabilidad al camión mientras gira.

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