直埋熱力管道應力計算

1、管管道道特特性性值值管管道道外外徑徑D(m)D(m)0.325請請輸輸入入數數據據管管道道壁壁厚厚d(m)d(m)0.014線線性性系系數數(m/(mK)(m/(mK)0.0000122彈彈性性模模量量E(Pa)E(Pa)1.98E+11摩摩擦擦系系數數0.4工工作作溫溫度度t t1 1()()95安安裝裝溫溫度度t t2 2()()0泊泊松松系系數數0.3增增強強系系數數n n1.3截截面面積積A(mA(m2 2) )0.01367156二二次次矩矩I(mI(m4 4) )0.000546674管管道道重重量量g g管管（N/m)N/m)706.3介介質質重重量量g g介介（N/m)N/m)

2、681保保溫溫厚厚度度d d0 0(m)(m)0.05土土壤壤密密度度(N/m(N/m3 3) )17000設設計計壓壓力力P Pa a(MPa)(MPa)1.6屈屈服服點點s s(MPa)(MPa)235許許用用應應力力(MPa)(MPa)130土土壤壤橫橫向向壓壓縮縮反反力力系系數數C(N/mC(N/m3 3) )3500000管管道道穩(wěn)穩(wěn)定定性性計計算算臨臨界界最最小小覆覆土土深深度度(kg/m(kg/m3 3) )D D0 0(m)(m)g g管管（N/m)N/m)g g介介（N/m)N/m)D(m)D(m)d(m)d(m)0.4170000.425706.36810.3250.014

3、H Hkpkp(m)(m)g(kN)g(kN)1.3911.43臨臨界界最最小小覆覆土土深深度度(m)(m)1 1. .3 39 9管管道道上上部部重重力力之之和和(kN)(kN)1 11 1. .4 43 3土土壤壤摩摩擦擦力力計計算算摩摩擦擦長長度度t t1 1()()t t2 2()()E(Pa)E(Pa)(m/(mK)(m/(mK)D(m)D(m)d(m)d(m)9501.98E+110.00001220.3250.0140.4L Lf f(m)(m)f(N)f(N)F(kN)F(kN)29.71105.613137.38摩摩擦擦長長度度(m)(m)2 29 9. .7 71 1軸軸向

4、向推推力力(kN)(kN)3 31 13 37 7. .3 38 8單單位位長長摩摩擦擦力力(kN/m)(kN/m)1 10 05 5. .6 61 1管管道道熱熱屈屈服服溫溫差差計計算算熱熱屈屈服服溫溫差差t t1 1()()t t2 2()()E(Pa)E(Pa)(m/(mK)(m/(mK)n ns s(MPa)(MPa)9501.98E+110.00001221.32350.3t t(MPa)(MPa)dTdTg g()()dT()dT()18.57121.0995.00實實際際溫溫差差()()9 95 5. .0 00 0屈屈服服溫溫差差()()1 12 21 1. .0 09 9環(huán)環(huán)

5、向向應應力力(MPa)(MPa)1 18 8. .5 57 7管管道道過過渡渡段段長長度度計計算算管管道道過過渡渡段段長長度度計計算算t t1 1()()t t2 2()()E(Pa)E(Pa)(m/(mK)(m/(mK)n ns s(MPa)(MPa)9501.98E+110.00001221.32350.3L(m)L(m)dT()dT()A(mA(m2 2) )28.9995.000.0137過過渡渡段段長長度度(m)(m)2 28 8. .9 99 9單單位位長長摩摩擦擦力力(kN/m)(kN/m)1 10 05 5. .6 61 1橫橫截截面面積積(m(m2 2) )0 0. .0 0

6、1 13 37 7管管道道過過渡渡段段伸伸長長量量計計算算管管道道過過渡渡段段伸伸長長量量計計算算t t1 1()()t t2 2()()E(Pa)E(Pa)(m/(mK)(m/(mK)f(kN/m)f(kN/m)L(m)L(m)dTdTg g()()9501.98E+110.0000122105.6128.99121.09dL1(mm)dL1(mm)dL2(mm)dL2(mm)15.2315.23熱熱伸伸長長量量(mm)(mm)1 15 5. .2 23 3塑塑性性狀狀態(tài)態(tài)下下熱熱伸伸長長量量(mm)(mm)1 15 5. .2 23 3LZLZ型型管管道道轉轉角角臂臂長長計計算算臂臂長長計

7、計算算t t1 1()()t t2 2()()C(N/mC(N/m3 3) )D(m)D(m)E(Pa)E(Pa)I(mI(m4 4) )95035000000.4251.98E+110.000547L1(m)L1(m)L2(m)L2(m)9.509.50臂臂長長度度(m)(m)9 9. .5 50 0管管道道錨錨固固段段內內軸軸向向力力計計算算管管道道錨錨固固段段軸軸向向力力計計算算t t1 1()()t t2 2()()E(Pa)E(Pa)(m/(mK)(m/(mK)dTdTg g()()t t(MPa)(MPa)9501.98E+110.00001220.3121.0918.57N Na

8、 a(kN)(kN)dT()dT()A(mA(m2 2) )3061.2195.000.0137錨錨固固段段軸軸向向力力(kN)(kN)3 30 06 61 1. .2 21 1管管道道錨錨固固段段內內軸軸向向力力計計算算管管道道錨錨固固段段軸軸向向力力計計算算t t1 1()()t t2 2()()E(Pa)E(Pa)(m/(mK)(m/(mK)t t(MPa)(MPa)9501.98E+110.00001220.318.57p p(MPa)(MPa)dT()dT()A(mA(m2 2) )-216.4895.000.0137當當量量應應力力變變化化范范圍圍(kN)(kN)- -2 21 1

9、6 6. .4 48 8不不需需要要校校驗驗過過渡渡段段長長度度，直直管管段段中中可可以以有有錨錨固固段段存存在在過過渡渡段段校校核核長長度度(m)(m)3 30 0. .0 05 5管管道道過過渡渡段段長長度度計計算算(m/(mK)(m/(mK)E(Pa)E(Pa)t t1 1()()t t2 2()()0.00001221.98E+11950(kg/m(kg/m3 3) )17000P Pa a(MPa)(MPa)D(m)D(m)d(m)d(m)1.60.3250.014P Pa a(MPa)(MPa)D(m)D(m)d(m)d(m)(kg/m(kg/m3 3) )dTdTg g()()1

10、.60.3250.0140.417000121.09過渡段：如圖中的AB段，當介質溫度發(fā)生變化時，設置補償器A點處的管道處于自由伸縮狀狀態(tài)，管道截面位置由A點逐漸移向B點，由于管道與周圍土壤摩擦力f作用，使得得管道熱伸長受阻，當B點處的摩擦力增加加到與溫度脹力相等時，管道就能不再向向有補償器的A點處伸長，而進入了自然錨錨固狀態(tài)。在這類管段中，管道的熱伸長長由A點自由伸縮逐漸過渡B點的錨固狀態(tài)態(tài)，管道的軸向溫度應力亦從A點處為零逐逐漸增加到B點處最大值，各處管道都有不不同程度的熱伸長。這種管段的設計計算算的主要任務是計算管段的熱伸長量，以以便合理確定補償器的補償量。臨臨界界最最小小覆覆土土深深度

11、度摩摩擦擦長長度度熱熱屈屈服服溫溫差差管管道道過過渡渡段段長長度度計計算算L Ly y(m)(m)0管管道道過過渡渡段段伸伸長長量量計計算算不不需需要要校校驗驗過過渡渡段段長長度度，直直管管段段中中可可以以有有錨錨固固段段存存在在最最大大允允許許摩摩擦擦長長度度計計算算結結果果實實例例DNDN D(mm)D(mm)d(mm)d(mm)F(kN)F(kN)L Lf f(m)(m)f(kN/m)f(kN/m)25.0033.702.6036.4428.301.2932.0042.402.6046.6329.181.6040.0048.302.6053.5533.511.6050.0060.003.5089.1242.842.0870.0076.004.00129.7962.402.0880.0089.004.00153.2263.502.41100.00114.004.00198.2963.863.11125.00140.004.50274.7977.303.56150.00159.004.50313.3277.944.02200.00219.006.00575.93108.835.29250.00273.006.00