הכירו את Vibromera.com — האתר הבינלאומי החדש שלנו. בקרו ב-Vibromera.com →

כלי הנדסי חינמי

מחשבון התפשטות תרמית & גמישות צנרת

חשבו התרחבות תרמית, ממדי לולאת התרחבות נדרשים ומאמץ תרמי למערכות צנרת באמצעות קירוב הקונזולה המונחית — שיטת סינון מפושטת; ניתוח גמישות מלא לפי EN 13480 / ASME B31.3 דורש תוכנת מאמצי צנרת.

EN 13480 ASME B31.3 לולאת התפשטות
הגדרות מהירות מוגדרות מראש

תוצאות

התפשטות תרמית כוללת
—
אורך לולאה נדרש (L_loop)
—
רוחב לולאה (בניצב)
—
מאמץ תרמי מוגבל לחלוטין
—
בדיקת מאמצים
—

התפשטות תרמית

ההתפשטות התרמית הכוללת של מקטע הצנרת היא:

  • α — מקדם התפשטות תרמית (µm/m/°C)
  • L — אורך הצינור (m)
  • ΔT — שינוי טמפרטורה (°C)

ממדי לולאת ההתפשטות

אורך רגל לולאת ההתפשטות הנדרש כדי לספוג את ההתפשטות מבלי לחרוג מהמאמץ המותר:

  • E — מודול אלסטי (MPa)
  • D — הקוטר החיצוני של הצינור (mm)
  • Δ — ההתפשטות התרמית שיש לקלוט (mm)
  • S — טווח מאמץ מותר (MPa)

זהו קירוב קונזולה מונחית (מאמץ הכפיפה σ = 3·E·D·Δ/L² מושווה ל-S), בהנחה שרגל לולאה אחת סופגת את כל ההתפשטות. זהו קירוב שמרני לסינון; זהו לא ניתוח גמישות מלא לפי הקוד.

שיטת הקונזולה המונחית

המאמץ התרמי אם הצינור מקובע בנוקשות בשני קצותיו (מוגבל לחלוטין):

טבלת ייחוס CTE

חומרα (מיקרומטר/מטר/°C)E (GPa)
פלדת פחמן12.0200
SS 30417.3193
SS 31616.0193
נְחוֹשֶׁת16.5117
אינקונל 62512.8207
טיטניום Gr.28.6105
דוגמה — פלדת פחמן 6″ ב-180°C

נתון: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, S = 138 MPa

Δ = 12.0 × 30 × 180 / 1000 = 64.8 mm

Lלוּלָאָה = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m

⚠️ הערה: זהו חישוב מפושט לפי שיטת הקונזולה המונחית. ניתוח גמישות אמיתי של צנרת מחייב להביא בחשבון חיבורי הסתעפות, שינויי כיוון מרובים, מיקומי תומכות, ולמערכות קריטיות יש לבצעו באמצעות תוכנת ניתוח מאמצי צנרת.

The classic guided cantilever formula for expansion loop leg length is:

L_loop = √(3 × E × D × Δ / S_a)

Where E is the elastic modulus (MPa), D is pipe OD (mm), Δ is thermal expansion (mm), and S_a is allowable stress range (MPa). This gives the minimum loop leg length in mm. It comes from the guided-cantilever bending stress σ = 3·E·D·Δ/L².

An expansion loop is needed when the thermal expansion of a straight pipe run would cause stresses exceeding the allowable range. As a rule of thumb, any run over 10 m with ΔT > 50°C should be checked. The fully restrained thermal stress σ = E·α·ΔT must be compared to the allowable stress.

Alternatives include:

  • Bellows expansion joints — compact but require maintenance
  • Slip joints — for large movements
  • Natural flexibility — using existing direction changes (L-bends, Z-bends)
  • Flexible pipe sections — braided hose for small sizes

Both are piping design codes. EN 13480 is the European metallic industrial piping standard, ASME B31.3 is the American process piping code. Both require flexibility analysis but use slightly different allowable stress formulations. The expansion loop formula is the same engineering principle in both.

CTE (Coefficient of Thermal Expansion, α) is a material property that defines how much a material expands per unit length per degree of temperature change. Higher CTE means more expansion. Stainless steel (α ≈ 17.3) expands about 44% more than carbon steel (α ≈ 12.0) for the same temperature change.

ההליכים המתוארים בעמוד זה פותחו ונבדקו בשטח על ידי צוות Vibromera באמצעות ה-Balanset-1A, מאזן דו-ערוצי נייד ומנתח רטט לאיזון רוטורים באתר העבודה.

Vibromera — איזון נייד & ניתוח ויברציות
מכשירים מקצועיים לניתוח ואיזון רעידות בשטח. בשימוש ביותר מ-50 מדינות.
למידע נוסף על מכשירי האיזון של Vibromera

© 2024–2025 Vibromera — מחשבונים הנדסיים

שיטת סינון בקונזולה מונחית; לניתוח גמישות תואם-קוד ראו EN 13480-3 / ASME B31.3. עדכון אחרון: July 2026

קטגוריות:

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko הוא מהנדס ניתוח רעידות, ומייסד ומנכ״ל Vibromera. יותר מ-15 שנה הוא מאזן ציוד מסתובב בשטח ולא על שולחן בדיקה: מגרסות ענפים, מאווררים תעשייתיים, מגרסות, צנטריפוגות, פירים וצירים. מתוך העבודה הזו צמחו מכשירי Balanset — הם תוכננו ככלי שמומחה יכול לשאת אל המכונה ולהפעיל לבדו, במקום, ולא כציוד מעבדה. Vibromera נוסדה ב-2017 ומאז 2023 מקום מושבה בפורטו, פורטוגל. הפיתוח, ההרכבה והתמיכה של קו Balanset מתבצעים כולם כאן. המכשיר המוביל הוא Balanset-1A, מכשיר ניתוח נייד לאיזון במישור אחד ובשני מישורים ולאבחון רעידות. Nikolai מעורב אישית בתמיכת הלקוחות, בטיפול במקרי איזון מורכבים ובפיתוח התוכנה. הוא עובד עם לקוחות ברחבי העולם, בכל שפה.

וואטסאפ
Balanset-1A · 1975 אירו שאל מהנדס