Tính chiều dày thành ống có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ công tác của chất lỏng

Bài viết đề cập việc tính toán chiều dày thành ống xét đến ảnh hưởng nhiệt độ của chất lỏng trong đường ống. Khi đường ống vận chuyển các chất lỏng có nhiệt độ cao như: dầu nóng, hơi nước, nhựa đường (thường được hâm nóng 100- 150 0C để vận chuyển), khi chọn vật liệu ống cần phù hợp về thành phần hoá học cũng như sự co dãn theo nhiệt độ phải nằm trong phạm vi cho phép.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính chiều dày thành ống có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ công tác của chất lỏng CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2016 TÍNH CHIỀU DÀY THÀNH ỐNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ CÔNG TÁC CỦA CHẤT LỎNG PIPE THICKNESS CALCULATED BY THE LIQUID TEMPERATURE INFLUENCE BÙI THỨC ĐỨC Viện Cơ Khí - Trường ĐHHHVNTóm tắt: Bài báo đề cập việc tính toán chiều dày thành ống xét đến ảnh hưởng nhiệt độ của chấtlỏng trong đường ống.Abstracts: This article refers to the calculation of pipe thickness influenced by the temperature ofthe liquid.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Khi đường ống vận chuyển các chất lỏng có nhiệt độ cao như: dầu nóng, hơi nước, nhựađường (thường được hâm nóng 100- 150 0C để vận chuyển), khi chọn vật liệu ống cần phù hợp vềthành phần hoá học cũng như sự co dãn theo nhiệt độ phải nằm trong phạm vi cho phép. Khi tínhtoán chiều dày thành ống cần phải xét đến sự giảm ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo ống donhiệt độ. Trong thực tế rõ ràng là khi vận chuyển cùng chất lỏng với các yêu cầu giống nhau về ápsuất, vận tốc, lưu lượng… trong môi trường nhiệt độ tăng lên, nếu sử dụng cùng loại vật liệu chiềudày thành ống phải lớn hơn. Ngoài ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính toán chiều dày của ống, còn có yếu tố ảnh hưởnglớn là áp lực công tác trong đường ống. Tuy nhiên phần lý thuyết tính toán này còn có những tồntại sau: Trở lực trên toàn đường ống mới chỉ đề cập đến tổn thất ma sát trên đoạn ống thẳng, tổn thấtcục bộ ở các tiết diện đột thu và đột mở (van, khuỷu, T,…) mà chưa phân tích tổn thất cột áp tĩnh. H  ghTrong thực tế khi vận chuyển chất lỏng ở các tuyến ống thẳng đứng tổn thất áp suất t làlớn và đặc biệt rất lớn khi chọn đường kính d của ống lớn. Cần bổ sung ảnh hưởng của nhiệt độ chất lỏng đến giảm ứng suất của vật liệu ống trong côngthức tính chiều dày thành ống.2. TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY ỐNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ CỦA CHẤTLỎNG CÔNG TÁC2.1- Xác định đường kính cần thiết của ống Tính diện tích tiết diện của ống [1]: 2,4w.v a V , (cm2) (1) Trong đó: w - lưu lượng, kg/h; v - thể tích riêng của chất lỏng m3/kg; V - vận tốc của chất lỏng, m/phút. Đường kính ống: d  2(a /  ) 0,5 (2) Sử dụng bảng 1[1] tìm vận tốc thích hợp cho các nhánh ống. Kết hợp với chiều dài ống tính trở lực theo mong muốn (nếu trở lực lớn ta có thể tăng đườngkính ống để giảm trở lực và ngược lại).2.2- Xác định chiều dài tương đương của ống Chiều dài tương đương của toàn tuyến ống: Ltd  LT  LPK , (3)Nội san khoa học Viện Cơ khí Số 02 – 11/2016 13 CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2016 Trong đó: Ltd- chiều dài tương đương của toàn tuyến ống; LT- chiều dài của đoạn ống thẳng (nằm ngang và thẳng đứng); LPK- chiều dài tương đương của các phụ kiện (van, khuỷu, T,..). Theo [1] chiều dài tương đương LPK của phụ kiện được xây dựng bằng thực nghiệm, kếtquả như bảng h3.12.3. Tính toán trở lực trong đường ống Sử dụng [1] từ biểu đồ lưu lượng và nhiệt độ xác định áp suất chỉ thị trong ống (theo yêu cầucông nghệ). Tại áp suất này kẻ tia chiếu qua cột B là lưu lượng của chất lỏng, tia này cắt trục tỷ lệC: tại điểm cắt D số hiệu ống và đường kính danh nghĩa ống (Scheduce Number- Nominal pipesize) mà ta tính ở trên, kéo dài tia này cắt trục E biểu thị giá trị trở lực đường ống P trên chiều dài100ft (30,5m). Trở lực tổng trên toàn tuyến ống PLtd Pt  100 (4)2.4- Xác định chiều dày ống Chiều dày thành ống khi không kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ được xác định dPk tm  2  (5) Trong đó: tm- Chiều dày ống; d- Đường kính trong của ống; Pk- Áp suất làm việc của van an toàn, Pk=1,5Pt;   - ứng suất cho phép của vật liệu làm ống. Các công trình khoa học đã công bố với kết qủa là khi nhiệt độ tăng ứng suất cho phép củavật liệu giảm. Ở công thức (3.5) ta chưa kể đến ảnh hưởng này. ...