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轴向内压式波纹管补偿器适用于吸收管道轴向移位,也能够补偿横向移位或轴向与横向合成移位,具有补偿角移位的才能,但普通不应用它补偿角移位。
轴向内压式波纹管补偿器对支座作用力的计算:
内压推力:F=100·P·A 轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)
横向弹力:Fy=Ky·Y 弯 矩:My=Fy·L
弯 矩:Mθ=Kθ·θ 合成弯矩:M=My+Mθ
式中:Kx:轴向刚度N/mm X:轴向实践移位量mm
Ky:横向刚度N/mm Y:横向实践移位量mm
Kθ:角向刚度N·m/度 θ :角向实践移位量度
P:工作压力MPa A:波纹管有效面积cm2(查样本)
L:补偿器中点至支座的间隔m
应用举例:
某碳钢管道,公称通径500mm,工作压力0.6MPa,介质温度300°C,环境低温度-10°C,补偿器安装温度20°C,依据管道规划(如图),需安装一轴向内压式波纹管补偿器,用以补偿轴向移位X=32mm,横向移位Y=2.8mm,角向移位θ=1.8度,已知L=4m,补偿器疲倦毁坏次数按15000次思索,试计算支座A的受力。
解:(1)依据管道轴向移位X=32mm。
Y=2.8mm。
θ=1.8度。
由样本查得0.6TNY500×6F的轴向移位量X0=84mm,
横向移位量:Y0=14.4mm。角移位量:θ0=±8度。
轴向刚度:Kx=282N/mm。横向刚度:Ky=1528N/mm 。
角向刚度:Kθ=197N·m/度。用下面关系式来判别此补偿器能否满足题示请求:
(2)对补偿器停止预变形量△X为:
因△X为正,所以出厂前要停止“预拉伸”13mm。
(3)支座A受力的计算:
内压推力:F=100·P·A=100×0.6×2445=14600(N)
轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)=282×(1/2×32)=4512(N)
横向弹力:Fy=Ky·Y=1528×2.8=4278.4(N)
弯 矩:My=Fy·L=4278.4×4=17113.6(N·m)
Mθ=Kθ·θ =197×1.8=354.6(N·m)
合成弯矩:M=My+Mθ=17113.6+354.6=17468.2(N·m)
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