เครื่องมือวิศวกรรมฟรี
เครื่องคำนวณการขยายตัวทางความร้อนและความยืดหยุ่นของท่อ
คำนวณการขยายตัวทางความร้อน ขนาดลูปการขยายตัวที่ต้องใช้ และความเค้นจากความร้อนสำหรับระบบท่อ โดยใช้การประมาณแบบคานยื่นที่มีตัวนำทาง — วิธีคัดกรองแบบง่าย; การวิเคราะห์ความยืดหยุ่นเต็มรูปแบบตาม EN 13480 / ASME B31.3 ต้องใช้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ความเค้นท่อ
ผลลัพธ์
การขยายตัวทางความร้อน
การขยายตัวทางความร้อนทั้งหมดของท่อมีค่าดังนี้:
- α — ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (µm/m/°C)
- L — ความยาวท่อ (m)
- ΔT — การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (°C)
การกำหนดขนาดห่วงขยาย
ความยาวแขนลูปขยายตัวที่ต้องใช้เพื่อดูดซับการขยายตัวโดยไม่ให้เกินค่าความเค้นที่อนุญาต:
- E — โมดูลัสยืดหยุ่น (MPa)
- D — เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกท่อ (mm)
- Δ — ค่าการขยายตัวทางความร้อนที่ต้องดูดซับ (mm)
- Sa — ช่วงความเค้นที่ยอมรับได้ (MPa)
นี่คือการประมาณค่าแบบ guided-cantilever (ความเค้นดัด σ = 3·E·D·Δ/L² กำหนดให้เท่ากับ Sa), โดยสมมติว่าขาหนึ่งของลูปรับการขยายตัวทั้งหมด วิธีนี้ให้ค่าปลอดภัยสำหรับการคัดกรอง; ไม่ใช่การวิเคราะห์ความยืดหยุ่นตามโค้ดแบบเต็ม
วิธีการคานยื่นนำทาง
The thermal stress if the pipe is rigidly fixed at both ends (fully restrained):
ตารางอ้างอิง CTE
| วัสดุ | α (µm/m/°C) | E (GPa) |
|---|---|---|
| เหล็กกล้าคาร์บอน | 12.0 | 200 |
| เอสเอส 304 | 17.3 | 193 |
| เอสเอส 316 | 16.0 | 193 |
| ทองแดง | 16.5 | 117 |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 |
| ไทเทเนียมเกรด 2 | 8.6 | 105 |
ที่ให้ไว้: L = 30 ม., CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 มม., Sa = 138 MPa
Δ = 12.0 × 30 × 180 / 1000 = 64.8 mm
Lลูป = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 มม. ≈ 6.9 ม.
⚠️ หมายเหตุ: นี่คือการคำนวณคานยื่นแบบง่าย การวิเคราะห์ความยืดหยุ่นของท่อจริงจำเป็นต้องพิจารณาการเชื่อมต่อสาขา การเปลี่ยนทิศทางหลายจุด ตำแหน่งการรองรับ และควรดำเนินการด้วยซอฟต์แวร์วิเคราะห์ความเค้นของท่อสำหรับระบบที่สำคัญ.
เครื่องมือวิเคราะห์และปรับสมดุลการสั่นสะเทือนภาคสนามระดับมืออาชีพ ใช้งานในกว่า 50 ประเทศ.
