Nemokamas inžinerinis įrankis
Vamzdžių šiluminio plėtimosi ir lankstumo skaičiuoklė
Apskaičiuokite šiluminį plėtimąsi, reikalingus kompensacinės kilpos matmenis ir šiluminį įtempį vamzdynų sistemoms, naudodami vedamos konsolės aproksimaciją — supaprastintą atrankinį metodą; pilnai lankstumo analizei pagal EN 13480 / ASME B31.3 reikia vamzdžių įtempių programinės įrangos.
Rezultatai
Šiluminis plėtimasis
Bendras vamzdžio šiluminis plėtimasis yra:
- α — šiluminio plėtimosi koeficientas (µm/m/°C)
- L — vamzdžio ilgis (m)
- ΔT — temperatūros pokytis (°C)
Išsiplėtimo kilpos dydžio nustatymas
Reikalingas išsiplėtimo kilpos ilgis, kad sugertų išsiplėtimą neviršijant leistino įtempio:
- E — tamprumo modulis (MPa)
- D — vamzdžio išorinis skersmuo (mm)
- Δ — absorbuojamas šiluminis plėtimasis (mm)
- Sa — leistinas įtempių diapazonas (MPa)
Tai yra kreipiamos konsolės aproksimacija (lenkimo įtempis σ = 3·E·D·Δ/L² prilyginamas Sa), darant prielaidą, kad viena kilpos šaka sugeria visą plėtimąsi. Atrankai tai konservatyvu; tai nėra pilna pagal kodeksą atliekama lankstumo analizė.
Valdomasis konsolinis metodas
The thermal stress if the pipe is rigidly fixed at both ends (fully restrained):
CTE etaloninė lentelė
| Medžiaga | α (µm/m/°C) | E (GPa) |
|---|---|---|
| Anglinis plienas | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| Varis | 16.5 | 117 |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 |
| Titanas Gr.2 | 8.6 | 105 |
Atsižvelgiant į tai, kad: 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
Lkilpa = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m
⚠️ Pastaba: Tai supaprastintas valdomas konsolinės konstrukcijos skaičiavimas. Atliekant faktinę vamzdynų lankstumo analizę, reikia atsižvelgti į atšakų jungtis, kelis krypties pakeitimus, atramų vietas, o kritinėms sistemoms ji turėtų būti atliekama naudojant vamzdžių įtempių analizės programinę įrangą.
Profesionalūs lauko vibracijos analizės ir balansavimo prietaisai. Naudojami daugiau nei 50 šalių.
