Температурное удлинение и продольное напряжение трубопровода
Свободное удлинение участка при изменении температуры и продольное напряжение в защемлённом грунтом трубопроводе с учётом внутреннего давления (эффект Пуассона); осевая сила.
ΔL = α · L · ΔT; σ_T = E · α · ΔTS_L = ν · P · D / (2 · t) − E · α · ΔTN = S_L · π · (D − t) · t; E = 206.8 GPa, ν = 0.3Удлинение — для участка, свободного в осевом направлении (например, надземного между неподвижными опорами). Подземный трубопровод удерживается грунтом: на прямом участке удлинение не реализуется, и возникает продольное напряжение S_L. E = 206,8 ГПа, ν = 0,3. Проверку по эквивалентным напряжениям, продольной устойчивости и компенсации выполняют по нормам проектирования.
Источник: ASME B31.4 (продольное напряжение защемлённого трубопровода: S_L = E · α · (T₁ − T₂) + 0,3 · S_H); закон Гука
Исходные данные
Единицу у поля можно сменить: значение пересчитается в единицы формулы автоматически.
Рабочая температура минус температура замыкания (при которой участок закреплён или засыпан); плюс — нагрев.
Углеродистая сталь — 1,2·10⁻⁵ 1/°C (ASME B31.4 даёт 11,7·10⁻⁶); аустенитная нержавеющая — 1,6–1,7·10⁻⁵.
Избыточное; 0 — без учёта давления.
Конвертер единиц для этой формулыДлина · Разность температур · Тепловое расширение · Давление · Сила и нагрузка
- м1
- см100
- мм1 000
- км0,001
- фут3,28084
- дюйм39,3701
- 1/32 дюйма1 259,84
- 1/64 дюйма2 519,69
- миля0,000621371
- σ_T — Температурное напряжение при полном защемлении–
- S_L — Продольное напряжение в защемлённом трубопроводе (минус — сжатие)–
- N — Осевая сила в защемлённом трубопроводе (минус — сжатие)–
Ещё в теме «Трубопроводы»
Расчётная толщина стенки по формуле Барлоу с коэффициентами ASME B31.4 (нефте- и продуктопроводы) и B31.8 (газопроводы), прибавка на коррозию и допустимое давление для выбранной трубы.
Масса погонного метра стальной трубы и всего участка, внутренний объём (объём заполнения) и масса продукта в трубопроводе.
Потери давления на трение по Дарси–Вейсбаху (коэффициент гидравлического сопротивления — по Колбруку–Уайту, в ламинарном режиме 64/Re) и на подъём по рельефу; скорость потока и число Рейнольдса.
Расход газа по давлениям в начале и конце участка — общее уравнение изотермического течения газа с коэффициентом сопротивления по Колбруку–Уайту; скорость газа, среднее давление, число Рейнольдса.
Кольцевое напряжение и его доля от SMYS при испытательном давлении — в точке замера и в самой низкой точке участка, где давление больше на вес столба воды.
Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.