Оптимизация нагрузок на трубопроводные системы Часть IV

Тепловое расширение или сжатие

Тепловое расширение или сжатие элементов трубопроводных систем чаще всего происходит в период заполнения трубопроводов продуктом. Разница между температурой окружающей среды и устойчивой рабочей температурой жидкости в некоторых технологических процессах может быть весьма существенной.

Имея в распоряжении два ключевых температурных параметра, инженер может с достаточной точностью прогнозировать величину линейных изменений системы в целом, включая трубы, клапаны, фланцы воротниковые и насосное оборудование. При эксплуатации трубопроводов на открытом воздухе необходимо учитывать также сезонные колебания, нагрев от солнечного излучения и другие погодные факторы.

Несмотря на то, что комплексные системы весьма сложны для анализа, игнорирования факторов температурного расширения может иметь губительные последствия для работоспособности оборудования. В общем случае расчет линейного расширения можно производить, используя следующую формулу:

L = α · l · (tmax tc), мм

 

Где:

α – коэффициент линейного теплового расширения материала трубы (определяется физическими свойствами)

tmax — максимальная температура продукта, перекачиваемого через трубопровод °C.

tс — температура воздуха в помещении или на открытом воздухе °C.

L – Протяженность линейного участка трубы

 

Также как и в случае реакции трубопровода на гидравлическое давление, жестко закрепленный конец трубы в непосредственной близости от фланца воротникового на всасывающем патрубке насоса может снизить влияние температурных расширений (при условии, что противоположный конец трубы не имеет жесткой фиксации в осевом направлении, или в системе имеются гибкие компенсаторы).

Нередко трубопроводные системы используются для транспортировки различных жидкостей в широком диапазоне температур. В подобных случаях игнорирование фактора температуры может легко привести к трещинам в корпусе насоса и другим проблемам.

Методы математического моделирования и специальное программное обеспечение позволяет достаточно точно произвести анализ трубопровода с учетом конкретных характеристики продукта, конструктивных особенностей системы и окружающей среды.  В результате анализа инженер должен убедиться, что насос, трубы, фланцы воротниковые, опорная плита насоса и элементы, удерживающие трубы, взаимодействуют приемлемым образом.

 

Читать пятую часть

←