Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka tepelné roztažnosti & flexibility potrubí
Vypočítejte tepelnou roztažnost, požadované rozměry kompenzačních smyček a tepelné napětí pro potrubní systémy pomocí aproximace vedeného konzolového nosníku — zjednodušené screeningové metody; plná analýza flexibility podle EN 13480 / ASME B31.3 vyžaduje software pro výpočet napětí v potrubí.
Výsledky
Tepelná roztažnost
Celková tepelná roztažnost potrubí je:
- α — koeficient tepelné roztažnosti (µm/m/°C)
- L — délka potrubí (m)
- ΔT — změna teploty (°C)
Dimenzování expanzní smyčky
Požadovaná délka ramene expanzní smyčky pro absorbování roztažnosti bez překročení přípustného napětí:
- E — modul pružnosti (MPa)
- D — vnější průměr trubky (mm)
- Δ — tepelná roztažnost, která má být absorbována (mm)
- Sa — přípustný rozsah napětí (MPa)
Toto je aproximace vedeného konzolového nosníku (ohybové napětí σ = 3·E·D·Δ/L² nastaveno rovno Sa), za předpokladu, že jedna noha smyčky absorbuje celou roztažnost. Je konzervativní pro screening; nejde o plnou analýzu flexibility podle normy.
Metoda řízeného konzolového nosníku
The thermal stress if the pipe is rigidly fixed at both ends (fully restrained):
Referenční tabulka CTE
| Materiál | α (µm/m/°C) | E (GPa) |
|---|---|---|
| Uhlíková ocel | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| Měď | 16.5 | 117 |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 |
| Titan Gr.2 | 8.6 | 105 |
Vzhledem k: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200 000 MPa), ΔT = 180 °C, OD = 168,3 mm, Sa = 138 MPa
Δ = 12,0 × 30 × 180 / 1000 = 64,8 mm
Lsmyčka = √(3 × 200 000 × 168,3 × 64,8 / 138) = √(4,74 × 10⁷) ≈ 6 886 mm ≈ 6,9 m
⚠️ Poznámka: Toto je zjednodušený výpočet metodou řízeného konzolového nosníku. Skutečná analýza pružnosti potrubí vyžaduje zohlednění odbočných spojů, vícenásobných změn směru, umístění podpěr a u kritických systémů by měla být provedena pomocí softwaru pro analýzu napětí v potrubí.
Profesionální přístroje pro analýzu vibrací a vyvažování v terénu. Používají se ve více než 50 zemích.
