Температурное линейное удлинение

Тепловое расширение является важным эксплуатационным фактором в системах трубопроводов. Это обусловлено возбуждением движения  атомов, из которых состоит определенная субстанция в результате поставки в субстанцию тепловой энергии. Это приводит к увеличению длины материала. Неправильно подобранная компенсация этого параметра в эксплуатируемой установке может привести, в частности, к чрезмерному напряжению в трубе, трещинам, продольному изгибу и даже течи, что приводит к разрушению трубопровода. Чтобы этого избежать, следует предпринять следующие шаги:

  • построить трубопровод из материалов с низким коэффициентом теплового расширения

  • использовать систему компенсации линейного расширения


Принимая во внимание технологии производства системы TERMOTECH, следует обратить внимание на то, что проводная труба, предохранительная труба и заполняющая пространство между ними пенка образует единый комплекс труб, для которого тепловое удлинение для произведения расчета составляет:

  • α = 0,015 мм/мК = 15 x 10-6K-1 - для проводной трубы из стеклопластика — перекрестный ламинат с содержанием стекла 60%

  • α = 0,025 мм/мК = 25 x 10-6K-1 — для проводной трубы из стеклопластика — ламинат изготовленный вручную

Методология расчетов

Перед тем, как приступить к расчетам удлиняемости трубопроводов, следует задать себе очень важный вопрос, а именно: «При какой температуре будет установлен трубопровод?» Это температура является базовой, относительно которой мы будем рассчитывать ΔT для двух вариантов.

Вариант I

Трубопровод не используется, но, тем не менее, поддается влиянию внешних факторов окружающей среды ( следует рассматривать экстремальную температуру «+» и «-»).

Вариант II

Трубопровод эксплуатируется в нормальном режиме; следует учесть температуру фактора, который будет протекать внутри и потенциальное воздействие внешних факторов на всю «систему».

Удлинение «системы»

ΔL = L·ΔT · α

ΔL - изменение длины всей системы, мм

L - базовая длина системы, м

α - единичная удлиняемость системы

блока, мм/мК

ΔT - разница температур, К

 temperaturowa_wydluzalnosc_liniowa
Пример расчета

Zbadamy, jak bardzo zwiększy się długość rurociągu o długości 1000 metrów, wykonanego z różnych materiałów, dla przyrostu temperatury ΔT=50 K

Założenia:
L=1000 m ; ΔT=50 K
Исследуемыми материалами будут:

  • перекрестный ламинат с содержанием 60% стекла

 α = 15 x 10-6 K-1

  • ручной ламинат

 α = 25 x 10-6 K-1

  • Сталь

 α = 12 x 10-6 K-1
Результаты:

  • перекрестный ламинат с содержанием 60% стекла

 ΔL = 0,75 m

  • ручной ламинат

 ΔL = 1,25 m

  • Сталь

 ΔL = 0,65 m

Линейное удлинение

 

Когда мы хотим иметь только лучшие показатели теплового расширения, стальной трубопровод является приемлемым решением. Тем не менее, из-за срока службы, коррозионной стойкости, химической стойкости и погодных условий, трубы из стеклопластика будут намного лучшим выбором, чем стальные трубы. Из диаграммы представленной выше, следует, что линейное удлинение труб из стеклопластика лишь немного больше, чем у стальной трубы.

Ламинатные тубы могут быть установлены в системе самокомпенсации, так как самая максимальная допустимая деформация для 1000 - метрового трубопровода не должна превышать 2,0 м, или 0,2%. Таким образом, при установке трубопроводов можно использовать существующие несущие конструкции.