Безплатен инженерен инструмент
Калкулатор за термично разширение и гъвкавост на тръбите
Изчислете топлинното разширение, необходимите размери на компенсаторния контур и термичните напрежения за тръбопроводни системи чрез апроксимацията с направлявана конзола — опростен метод за ориентировъчна проверка; пълният анализ на гъвкавостта по EN 13480 / ASME B31.3 изисква софтуер за напрежения в тръбопроводи.
Резултати
Термично разширение
Общото термично разширение на тръбопровод е:
- α — коефициент на термично разширение (µm/m/°C)
- L — дължина на тръбата (м)
- ΔT — промяна на температурата (°C)
Оразмеряване на разширителен контур
Необходимата дължина на крака на разширителния контур, за да се абсорбира разширението, без да се превишава допустимото напрежение:
- E — модул на еластичност (MPa)
- D — външен диаметър на тръбата (мм)
- Δ — абсорбирано термично разширение (mm)
- Sа — допустим диапазон на напрежение (MPa)
Това е приближението за направляван конзолен участък (напрежение на огъване σ = 3·E·D·Δ/L², приравнено на Sа), като се приема, че едното рамо на контура поема цялото разширение. Това е консервативно за ориентировъчна проверка; не представлява пълен анализ на гъвкавостта по код.
Метод с насочена конзола
The thermal stress if the pipe is rigidly fixed at both ends (fully restrained):
Референтна таблица за CTE
| Материал | α (µm/m/°C) | E (GPa) |
|---|---|---|
| Въглеродна стомана | 12.0 | 200 |
| СС 304 | 17.3 | 193 |
| СС 316 | 16.0 | 193 |
| Мед | 16.5 | 117 |
| Инконел 625 | 12.8 | 207 |
| Титан Gr.2 | 8.6 | 105 |
Дадено: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, Sа = 138 МПа
Δ = 12,0 × 30 × 180 / 1000 = 64,8 мм
Lцикъл = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m
⚠️ Забележка: Това е опростено изчисление на конзола с насочване. Действителният анализ на гъвкавостта на тръбопроводите изисква отчитане на разклонителни връзки, множество промени в посоката, места на опорите и трябва да се извършва със софтуер за анализ на напрежението в тръбите за критични системи.
Професионални инструменти за анализ и балансиране на вибрации на място. Използват се в над 50 страни.
