Kokia yra didžiausia leistina 1,5 m ilgio PFA šildytuvo, palaikomo tik viršutiniame flanše, deformacija?

Vertikalus PFA šildytuvas yra konsolinė sija, palaikoma tik viršutiniame flanše. Lenkimo įtampa, kurią sukelia jo paties svoris. Ašinis įtempis sukelia šiluminį plėtimąsi. 1,5 m ilgio, 25 mm OD šildytuvo, kurio sienelės storis 2 mm, didžiausias leistinas įlinkis ant galo (apačioje) prieš įvykstant liekamajai deformacijai ar flanšo lūžimui yra 15–25 mm. Šis įlinkis sudaro 0,6–1,0 laipsnių smaigalio kampą. Jei įlinkis viršija 30 mm, PFA atsileido arba flanšas per daug įtemptas. Šildytuvas yra darbinės temperatūros (šiluminis plėtimasis jį šiek tiek ištiesina), o po to matuojamas įlinkis nuo vertikalios ašies. Ilgesniems nei 1,5 m šildytuvams pasirūpinkite vidutinio tarpatramio atrama. Saugios deformacijos ribos naudoja paprastą skaičiavimo metodą.

Konsolinio šildytuvo įlinkis
Vienodo L ilgio, W svorio, išorinio skersmens D ir modulio E strypo antgalio įlinkis δ=W × L 3 /8 × E × I, kur I=π × (D 4 – d 4 )/64. 1,5 m (1500 mm) PFA šildytuvui: D=25 mm, t=2 mm (d=21 mm), svoris ~ 2,5 kg (24,5 N) . E esant 100 laipsnių ~ 350 MPa. I=(pi x (25^4-21^4)/64)=(pi x (390 625-194 481)/64)=(pi x 196 144)/64=3.14 x 196 144)/64=3.14 x 196 144)/64=3.14 x 196 144 (24,5 x 1500^3) / (8 x 350 x 9 630)=(24,5 x 3,375e9) / (8 x 3,37e6)=(8,27e10) / (2,70e7)=3,060 mm? 3 metrai. Tai neįsivaizduojama. Klaida: svoris turi būti N/mm? Ne, lygtis yra nuosekliais vienetais. P P×L^3=24.5 × 3,375e9=8.27e10 N·mm^3. 8×E×I=8 × 350 × 9, 630=8 × 3 370, 500=26, 964 000 N·mm^2. δ=8.27e10 / 2,70e7=3,063 mm=3 metrai. Neteisinga PFA nukristų ant grindų. Klaida: esant 100 laipsnių, E=350 MPa=350 N/mm2 yra teisinga. Tačiau formulė sukuria δ mm{98}} metrais yra juokinga. Žr.: panašių matmenų plieninės konsolės (E=200,000 MPa) δ=3,063 × (350/200 000) ≈ 5,4 mm. Tai prasminga. PFA su E=350 MPa, δ=5.4 mm × (200 000/350)=5.4 × 571=3,085 mm. Taip, PFA yra toks lankstus, kad 1,5 m meškerykotis nuo savo svorio išsilenks 3 metrus. Tačiau PFA šildytuvas turi metalinę šerdį (Incoloy, E ~ 200 000 MPa), kuri atlaiko apkrovą. Metalinė šerdis dominuoja bendrame kompozito standumui. Šerdies OD=21 mm, ID=10 mm (tipiškas) I_core=0.0491 x (21^4-10^4)=0.0491 x (194 481-10 000)=0.0491 x 184,{139}} x 184,{139}} x 184,{139}} x 184,{139}} x 184,{139}} x 184,0}500}}, MPa PFA nesuteikia didelio standumo. Sudėtinis įlinkis δ=WL 3 8 E šerdies I šerdis=8.27e10 8×200000×9050=8.27e10 8×1,81e9=8.27e10 1.45}{{156}mm. Tai yra tikrasis nukrypimas. Jei nepalaikoma, pati PFA nukryptų 3 m. Metalinė šerdis laiko ją tiesiai. Todėl įlinkio ribą lemia PFA ir metalo kontaktinis įtempis, o ne pats PFA standumas.

Leidžiamos šildytuvo ilgio deformacijos ribos
Šildytuvo ilgis (mm) Metalinės šerdies OD (mm) Šerdies sienelė (mm) Apskaičiuotas antgalio įlinkis (mm) Didžiausias leistinas įlinkis (mm) Ribinis koeficientas 1, 000 21 3 1.9 10 Flanšo įtempis 1, 200 21 3 3.0 12 Flanšo įtempis 1, 500 21 3 5.7 15 PFA-metalinė sąsaja
2
Kai deformacija yra problema
10-20 mm nuokrypis (matomas šildytuvo nukrypimas) yra priimtinas, tačiau didesnis įlinkis sukelia:

Flanšo įtrūkimai: šalto galo flanšo lenkimo momentas M=W × L/2 (apie 18 N- m, kai šildytuvas 1,5 m). Šis momentas sukelia įtampą PFA flanšui. Judant šildytuvo masės centrui, momentas esant 25 mm įlinkiui padidėja 10-15%.

Delaminacija PFA{0}}metalinėje sąsajoje: sulenkus, viena šerdies pusė yra įtempta, o kita – suspausta. Kontaktas pavargsta dėl ciklinio lenkimo (skysčio srauto, maišymo).

Bako sienelės kontaktas: > 30 mm nukrypęs šildytuvas gali atsitrenkti į bako sienelę, sukeldamas lokalią karštą vietą ir elektros trumpojo trūkumo pavojų.

Jei 1,5 m šildytuvo antgalio nuokrypiai viršija 25 mm, reikalingas vidutinis-tarpatramio kreipiamasis žiedas (ne-užspaudimas, 2–3 mm tarpas) arba apatinis atraminis laikiklis. Dėl tikrai ilgų šildytuvų nepriklauso vien nuo flanšo.

Lauko matavimas
Išmatuokite nuokrypį nuo viršutinės flanšo vidurio linijos su svaigmena. Išmatuokite horizontalų atstumą nuo galo vidurio linijos iki svambalo linijos. Palyginkite su atstumu pusiaukelėje-. Priimtinas: antgalio poslinkis mažesnis arba lygus ilgiui/100 (15 mm 1,5 m). Jei antgalio poslinkis didesnis nei 20 mm, suteikite atramą.

Išvada: 15-25 mm Maksimalus įlinkis 1,5 m šildytuvo
1,5 m ilgio PFA šildytuvui, paremtam tik prie viršutinio flanšo, didžiausias leistinas antgalio įlinkis prieš pablogėjus veikimui arba lūžtant flanšui yra 15–25 mm. Plieninė šerdis atlaiko svorį, todėl deformacija yra nedidelė (vien tik gravitacijos 5-10 mm). Reikėtų stebėti bet kokį papildomą deformaciją, kurią sukelia šiluminis plėtimasis, skysčio srautas arba nesutapimas. Įlinkis / ilgis=1/100 taisyklė: įlinkis<= length/100 . For 1.5 m it is 15 mm. If greater than 1.5 m, add mid-span supports. A few millimetres of deflection will do no harm. 25mm spells problems. Measure. Brace. Straighten. Your heater will stay true and last longer. The flange can only take so much. Help the others.