أداة هندسية مجانية
حاسبة التمدد الحراري والمرونة للأنابيب
احسب التمدد الحراري وأبعاد حلقة التمدد المطلوبة والإجهاد الحراري لأنظمة الأنابيب باستخدام تقريب الكابولي الموجَّه — وهو طريقة فحص مبسطة؛ أما تحليل المرونة الكامل وفق EN 13480 / ASME B31.3 فيتطلب برنامجاً لإجهاد الأنابيب.
نتائج
التمدد الحراري
التمدد الحراري الكلي لخط الأنابيب هو:
- α — معامل التمدد الحراري (ميكرومتر/متر/درجة مئوية)
- ل — طول الأنبوب (م)
- ΔT — تغير درجة الحرارة (°مئوية)
تحديد حجم حلقة التوسعة
طول ساق حلقة التمدد المطلوبة لامتصاص التمدد دون تجاوز الإجهاد المسموح به:
- E — معامل المرونة (MPa)
- د — القطر الخارجي للأنبوب (مم)
- Δ — التمدد الحراري المراد امتصاصه (مم)
- Sأ — نطاق الإجهاد المسموح به (ميجا باسكال)
هذا هو تقريب الكابول الموجَّه (إجهاد الانحناء σ = 3·E·D·Δ/L² مساويًا لـ Sأ), على افتراض أن أحد ضلعي الحلقة يمتص كامل التمدد. وهو محافظ لغرض الفحص، لكنه ليس تحليلاً كاملاً للمرونة وفق الأكواد.
طريقة الكابولي الموجه
The thermal stress if the pipe is rigidly fixed at both ends (fully restrained):
جدول مرجعي لـ CTE
| مادة | α (ميكرومتر/متر/درجة مئوية) | E (جيبا) |
|---|---|---|
| الفولاذ الكربوني | 12.0 | 200 |
| الفولاذ المقاوم للصدأ 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| نحاس | 16.5 | 117 |
| إنكونيل 625 | 12.8 | 207 |
| تيتانيوم من الدرجة الثانية | 8.6 | 105 |
المعطيات: L = 30 م، CS (α = 12.0, E = 200 جيجا باسكال = 200,000 ميجا باسكال)، ΔT = 180 درجة مئوية، OD = 168.3 مم، Sأ = 138 ميجا باسكال
Δ = 12.0 × 30 × 180 / 1000 = 64.8 ملم
لحلقة = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 مم ≈ 6.9 م
⚠️ ملاحظة: هذا حساب مبسط للكابولي الموجه. يتطلب تحليل مرونة الأنابيب الفعلي مراعاة وصلات الفروع، وتغييرات الاتجاه المتعددة، ومواقع الدعم، ويجب إجراؤه باستخدام برامج تحليل إجهاد الأنابيب للأنظمة الحساسة.
أجهزة تحليل وموازنة الاهتزازات الميدانية الاحترافية. تُستخدم في أكثر من 50 دولة.
