Изгиб от неравномерного нагрева

 

Изгиб от неравномерного нагрева труб наблюдается когда горизонтальная труба частично заполняется очень горячим или очень холодным продуктом (сжиженный газ). Повреждения трубопроводов и опорных конструкций от эффекта неравномерного нагрева обычно происходят неожиданно, т.к. этот эффект обычно носит кратковременный характер (происходит при заполнении продуктом) и при проектировании, а также при выполнении расчетов на прочность учет влияния этого эффекта часто упускается из вида.

Также этот эффект может происходить, когда верхняя часть трубы нагревается солнцем, а нижняя при этом остается в тени.

Этот эффект следует учитывать в расчете, когда разность температур (температурный градиент) между верхней и нижней точками сечения трубы существенная, 20 и более градусов. Температурный градиент вызывает неравномерное распределение температурных расширений по высоте трубы и ее искривление в вертикальной плоскости.

При расчете принимаются следующие допущения:

Температурный градиент может быть задан различным для каждой трубы, а также может иметь различные значения в разных режимах работы. Если температурный градиент равен 0, то он не учитывается.

 

Формула для определения кривизны трубы:

r - Радиус кривизны трубы

D - Наружный диаметр турбы

a - коэффициент температурного расширения при расчетной температуре

Ttop - Температура в верхней точке трубы

Tbottom - Температура в нижней точке трубы

Температурный градиент (Ttop-Tbottom) должен быть задан в свойствах трубы. Учет изгиба от неравномерного нагрева должен быть включен в общих данных.

Изгибающий момент, возникающий от неравномерного нагрева для защемленной трубы можно определить по формуле:

E - Модуль упругости при расчетной температуре

I - Момент инерции трубы

Расчетная температура должна быть задана (Ttop+Tbottom)/2