(2)直管段
a. 直管段上只安装一个单式普通膨胀节的情况,如图46所示
1)膨胀节的位移 X=△LG=α2△t2LG △x=X,△y=0,△z=0 △=△x+△y+△z=X+0+0=X 选择△额定≥△的单式普通膨胀节即可。 2) 管架所受的推力
内压产生的推力:Fp=P2Ai 位移产生的反力:F△=Kx2△ 作用于A点的力:FXB=-FXA=-(Fp+F△) A和B均为主固定管架。 3)导向管架的间距 L1≤4d,L2≤14d
L2-n≤1.571√(EI)/(PA±Kx△x)
b.直管段上安装二个相同的单式普通膨胀节的情况如图47所示。
膨胀节的选择、导向间距和A、B点的受力计算同上节a2
A和B点设置主固定管架,C点设置次固定管架。由于AC和BC对称,正常操作时,受力互相抵消,但是,刚开始操作时,一端先受热膨胀,所以C点考虑承受一个膨胀节的位移产生的反力较安全。即C点所受的力为: FXC=±Kx2X (3) L形管道
a. 在管段上安装一个带拉杆的单式普通膨胀节的情况如图48所示。
1)膨胀节的位移: X=△L1; Y=△L2
△x=X; △y=(3DmY)/(Lb±X) △=△x+△y 选择△额定≥△的带拉杆的单式普通膨胀节。
由于带拉杆,所以A点和B点可设置次固定管架,C点设置带附加间隙的导向管架。
2)位移产生的力
F△X=Kx2△x Fη=(KxDm△y)/[2Lb] A点所受的力和力矩 Fx=0; Fy=-Fη; Fz=0 LX=L3+Lb/2 ; Ly=0; Lz=0 Mx=0; My=0
Mz=FyLx-FxLy=-Fη(L3+Lb/2)-0=-Fη(L3+Lb/2) B点所受的力和力矩 Fx=0; Fy=Fη; Fz=0
LX=-(LG-L3-Lb/2) ; Ly=-L2; Lz=0 Mx=0; My=0
Mz=FyLx-FxLy=Fη[-(LG-L3-Lb/2)]-0=-Fη(LG-L3-Lb/2)
这种布置方式的缺点是膨胀节只能吸收拉杆内的轴向位移。拉杆外的轴向位移要由管段L2的变位吸收,因此管架受力要增加由此而产生的力和力矩。所以,应尽量增大拉杆的长度,如侧向位移较大时(BC>>AC)可采用带长杆的复式万能膨胀节。如果△x>>△y,膨胀节也只能安装在轴向时,这样可以采用定向固定管架。 b. 在管段上安装一个不带拉杆的单式普通膨胀节的情况如图49所示。
1)膨胀节的位移
X=△L1; Y=△L2
△x=X; △y=(3DmY)/(Lb±X) 选择△额定≥△的单式普通膨胀节。 2)位移和内压产生的推力:
F△X=Kx2△x Fη=(KxDm△y)/[2Lb] Fp=P2Ai 3)管架所受的力和力矩 A点:
Fx=0; Fy=Fη; Fz=0
LX=L3+Lb/2 ; Ly=-L2; Lz=0 Mx=Fz2Ly-Fy2Lz=0 My=Fx2Lz-Fz2Lx=0
Mz=Fy2Lx-Fx2Ly=Fη(L3+Lb/2)-0=Fη(L3+Lb/2) B点:
Fx=-(F△X+Fp);Fy=0; Fz=0 LX=L3+Lb/2 ; Ly=0; Lz=0 Mx=0; My=0; Mz=0 C点:
Fx=F△X+Fp;Fy=-Fη; Fz=0;
LX=-(L1-L3-Lb/2) ; Ly=0; Lz=0; Mx=0; My=0;
Mz=Fy2Lx-Fx2Ly=(-Fη)[-(L1-L3-Lb/2)]-0=Fη(L1-L3-Lb/2); c.在较短的管段上安装两个单式铰链膨胀节的情况如图50所示。
膨胀节的位移:
Y=△L3 θ=arcSin(Y/L) 选择两个相同的单式铰链膨胀节, 使θ
额定
≥θ也可根据θ
额定
,求出L:
θ额定
偏转力和偏转力矩
△θ=DmY/2L Mθ=(KxDm△θ)/4 Fθ=2Mθ/L 管架所受的力和力矩 点:
θ; Fz=0; 1+L/2); LY=0; Lz=0;
1) L=Y/Sin 2) 3) A Fx=0; Fy=F Lx=-(L