热力管道的热应力
一名初学者
2022年09月28日 13:54:39
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知识点:热力管道 来源:网络,如有侵权,请联系删除    热力管道受热膨胀后,如能自由伸缩,则管道不致产生热应力,如果管道的伸缩受到约束,管壁就会产生热应力,管壁产生的热应力按下式计算:             б=E×△L/L=Eα(t2-t1)                                      (8-5)

知识点:热力管道

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   热力管道受热膨胀后,如能自由伸缩,则管道不致产生热应力,如果管道的伸缩受到约束,管壁就会产生热应力,管壁产生的热应力按下式计算:

            бE×△L/L(t2t1)                                      (8-5)

式中    б——管道的轴向热应力,MPa,

E——管材的弹性模量,MPa,钢材的弹性模量E通常取2.0×105MPa;

       其他符号同式(8-4)。

   直线热力管段若两端固定,受热膨胀后,作用在固定点的推力按下式计算:

           Pk=б×A                                                    (8-6)

式中    Pk——管子受热膨胀后对固定点的推力,N;

б——管道的轴向热应力,MPa;

A——管壁的截面积,mm2

                                             (8-7)

                                     

式中    D——管子外径,mm;

       d——管子内径,mm。

   例8-1  某热力管段长100m,钢材材质为Q235-A钢,管子规格为D219×9mm,管道安装时环境温度为10℃,管内输送介质的最高温度为210℃,试计算管道运行前后的热伸长量;若管道两端固定,求管道的轴向热应力和管道对固定点的推力。

解:(1)计算热伸长量

根据公式(8-4)△L=(t2t1)      

       按给定条件L=100m,t1=10℃,t2=210℃,线胀系数α按0.012mm/m·℃;

       得  △L=100×0.012×(210-10)=240mm

       (2)计算热应力

       根据公式(8-5)бE×△L/L(t2t1)

       管材的弹性模量E按2.0×105 MPa,

       得  б(t2t1)=2.0×105×1.2×10-5(210-10)=480MPa

       (3)管子对固定点的推力

       根据公式(8-6)  Pk=б×A                    

       得  Pk=б×A=480×=480×0.7854×7560=2.85×106N


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