Определение изгибающих напряжений от термических деформаций в трубопроводе

2.11.1. Определение изгибающих напряжений для трубопровода с углом поворота

Определим изгибающее напряжение для трубопровода с диаметром d _н = 219 мм у неподвижной опоры А (рис. 2.7) при расчетной температуре теплоносителя t = 130 ⁰С и температуре окружающей среды t _о = –32 ⁰С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x10⁵ МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,2x10^–5 мм/(м∙⁰C). Сравним с допускаемым напряжением d_доп = 80 МПа.

Рис. 2.7

Определим линейное удлинение длинного плеча D L ₁:

.

При b = 30⁰ и n = L ₁/ L = 3 по формуле (1.87) находим изгибающее напряжение у опоры А:

;

.

Полученное изгибающее напряжение превышает допускаемое d_доп = 80 МПа. Следовательно, данный угол поворота не может быть использован для самокомпенсации.

2.11.2. Определение изгибающих напряжений для трубопровода с углом поворота

Определим изгибающее напряжение у опоры А с линейным удлинением длинного плеча D L = 0,087 м при соотношении n = L ₁/ L = 3 по формуле (1.86):

.

Данный угол при соотношении плеч n = 3 не может быть использован для самокомпенсации.

2.11.3. Определение изгибающих напряжений для трубопровода с углом поворота

Определим изгибающее напряжение для трубопровода при условии равенства плеч угла L ₁ = L ₂ = 30 метров. Определим также силу упругой деформации Р _y.

Определим линейное удлинение плеча:

.

При b = 30⁰ и n = L ₁/ L ₂ = 1 по формуле (1.87) найдем напряжение у опоры А:

.

Полученное изгибающее напряжение не превышает допускаемого d_доп = 80 МПа. Следовательно, данный угол поворота может быть использован для самокомпенсации.

Силу упругой деформации Р _y согласно [8] определим по формуле:

,

где В – коэффициент, определяемый по номограмме 10.27 [8], либо по формуле:

.

Значение определим по таблице 10.2 [8] при наружном диаметре трубы d _н = 21,9 см; кгс м²/град.

Значение составит:

.

При длине плеча L = 30 сила упругой деформации Р _у составит:

;