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Calcolatore di dilatazione termica & flessibilità dei tubi
Calcola l'espansione termica, le dimensioni richieste del loop di espansione e la tensione termica per sistemi di tubazioni usando l'approssimazione a mensola guidata, un metodo semplificato di screening; l'analisi completa della flessibilità secondo EN 13480 / ASME B31.3 richiede un software di stress delle tubazioni.
Risultati
Espansione termica
La dilatazione termica totale di un tratto di tubo è:
- α — coefficiente di dilatazione termica (µm/m/°C)
- L — lunghezza del tubo (m)
- ΔT — variazione di temperatura (°C)
Dimensionamento della lira di espansione
Lunghezza del braccio della lira di espansione necessaria per assorbire la dilatazione senza superare la sollecitazione ammissibile:
- E - modulo elastico (MPa)
- D — diametro esterno del tubo (mm)
- Δ — dilatazione termica da assorbire (mm)
- Sun — intervallo di sollecitazione ammissibile (MPa)
Questa è l’approssimazione della mensola guidata (tensione di flessione σ = 3·E·D·Δ/L² posta uguale a Sun), assumendo che una gamba del loop assorba l'intera espansione. È conservativo per lo screening; non è un'analisi completa della flessibilità secondo codice.
Metodo a sbalzo guidato
La tensione termica se il tubo è fissato rigidamente a entrambe le estremità (completamente vincolato):
Tabella di riferimento CTE
| Materiale | α (µm/m/°C) | E (GPa) |
|---|---|---|
| Acciaio al carbonio | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| Rame | 16.5 | 117 |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 |
| Titanio Gr.2 | 8.6 | 105 |
Dato: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, Sun = 138 MPa
Δ = 12,0 × 30 × 180 / 1000 = 64,8 mm
Lloop = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m
⚠️ Nota: Si tratta di un calcolo semplificato per la guida a sbalzo. L'analisi effettiva della flessibilità delle tubazioni richiede la considerazione di diramazioni, cambi di direzione multipli, posizioni di supporto e deve essere eseguita con un software di analisi delle sollecitazioni delle tubazioni per sistemi critici.
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