Інструмент вільного інжинірингу
Калькулятор теплового розширення & гнучкості труб
Розрахунок теплового розширення, необхідних розмірів компенсаційної петлі та термічних напружень для трубопровідних систем за наближенням спрямованої консолі — спрощеним методом попередньої перевірки; повний аналіз гнучкості за EN 13480 / ASME B31.3 потребує програмного забезпечення для розрахунку напружень у трубопроводах.
Результати
Теплове розширення
Загальне теплове розширення трубопроводу становить:
- α — коефіцієнт теплового розширення (мкм/м/°C)
- L — довжина труби (м)
- ΔT — зміна температури (°C)
Розмір контуру розширення
Необхідна довжина плеча компенсаційної петлі для сприйняття розширення без перевищення допустимого напруження:
- E — модуль пружності (MPa)
- D — зовнішній діаметр труби (мм)
- Δ — теплове розширення, що поглинається (мм)
- Sa — допустимий діапазон напружень (МПа)
Це наближення введеної консолі (згинальне напруження σ = 3·E·D·Δ/L², прирівняне до Sa), припускаючи, що одна гілка петлі сприймає все розширення. Це консервативний підхід для попередньої перевірки; це не повний нормативний аналіз гнучкості.
Метод напрямної консолі
The thermal stress if the pipe is rigidly fixed at both ends (fully restrained):
Довідкова таблиця CTE
| Матеріал | α (мкм/м/°C) | E (ГПа) |
|---|---|---|
| Вуглецева сталь | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| Мідь | 16.5 | 117 |
| Інконель 625 | 12.8 | 207 |
| Титан Gr.2 | 8.6 | 105 |
Дано: L = 30 м, вуглецева сталь (α = 12,0, E = 200 ГПа = 200 000 МПа), ΔT = 180 °C, OD = 168,3 мм, Sa = 138 МПа
Δ = 12,0 × 30 × 180 / 1000 = 64,8 мм
Lпетля = √(3 × 200 000 × 168,3 × 64,8 / 138) = √(4,74 × 10⁷) ≈ 6 886 мм ≈ 6,9 м
⚠️ Примітка: Це спрощений розрахунок консольної балки. Фактичний аналіз гнучкості трубопроводів вимагає врахування відгалужень, численних змін напрямку, розташування опор і має виконуватися за допомогою програмного забезпечення для аналізу напружень у трубопроводах для критично важливих систем.
Професійні прилади для польової вібродіагностики та балансування. Використовуються у 50+ країнах.
