ما هو الحد الأقصى للانحراف المسموح به لسخان PFA بطول 1.5 متر والمدعوم فقط عند الحافة العلوية؟

سخان PFA العمودي عبارة عن شعاع ناتئ مدعوم فقط في الحافة العلوية. إجهاد الانحناء الناتج عن وزنه. الإجهاد المحوري يولد التمدد الحراري. بالنسبة للسخان الذي يبلغ طوله 1.5 مترًا وقطره الخارجي 25 ملم وسمك جداره 2 ملم، فإن الحد الأقصى للانحراف المسموح به عند الطرف (الأسفل) قبل حدوث التشوه الدائم أو كسر الحافة هو 15-25 ملم. يصل هذا الانحراف إلى زاوية طرفية تبلغ 0.6-1.0 درجة. إذا تجاوز الانحراف 30 مم، فقد استسلم PFA أو تم الضغط على الحافة بشكل زائد. يكون السخان في درجة حرارة التشغيل (يقوم التمدد الحراري بتسويته بعض الشيء) ومن ثم يتم قياس الانحراف من المحور الرأسي. بالنسبة للسخانات التي يزيد طولها عن 1.5 متر، قم بتوفير دعم متوسط ​​المدى. تستخدم حدود الانحراف الآمنة تقنية حسابية بسيطة.

انحراف سخان الكابولي
بالنسبة لقضيب موحد بطول L، ووزن W، وقطر خارجي D ومعامل E، فإن انحراف الطرف δ=W × L 3 /8 × E × I، حيث I=π × (D 4 – d 4 )/64. بالنسبة لسخان PFA بطول 1.5 م (1500 مم): D=25 مم، t=2 مم (d=21 مم)، الوزن ~ 2.5 كجم (24.5 نيوتن) . E عند 100 درجة ~ 350 ميجا باسكال. أنا=(بي x (25^4-21^4)/64)=(بي x (390,625-194,481)/64)=(بي x 196,144)/64=3.14 × 3،060=9,630 ملم^4 دلتا=(24.5 × 1500^3) / (8 × 350 × 9,630)=(24.5 × 3.375e9) / (8 × 3.37e6)=(8.27e10) / (2.70e7)=3,060 مم؟ 3 متر. هذا لا يمكن تصوره. الخطأ: يجب أن يكون الوزن بالنيوتن/مم؟ لا، المعادلة بوحدات ثابتة. L =1500 مم، العرض =24.5 N، E =350 N / مم ^ 2، I =9،630 مم ^ 4. W×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 ملم=3 متر. سوف يسقط خطأ PFA على الأرض. خطأ: عند 100 درجة، E=350 MPa=350 N/mm2 صحيح. لكن الصيغة تنتج δ بالملليمتر . 3 متر وهو أمر مثير للسخرية. دعنا نرى: بالنسبة إلى الكابولي الفولاذي (E=200,000 MPa) ذي الأبعاد المماثلة، δ=3,063 × (350/200,000) ≈ 5.4 مم. هذا منطقي. بالنسبة إلى PFA مع E=350 MPa، δ=5.4 مم × (200000/350)=5.4 × 571=3،085 مم. نعم، إن PFA مرن جدًا لدرجة أن قضيبًا بطول 1.5 متر سوف ينحني بمقدار 3 أمتار تحت وزنه. لكن سخان PFA يحتوي على قلب معدني (Incoloy، E~200,000 MPa) الذي يتحمل الحمل. يهيمن اللب المعدني على الصلابة الكلية للمركب. بالنسبة إلى القطر الخارجي للنواة =21 مم، المعرف =10 مم (نموذجي) I_core=0.0491 x (21^4-10^4)=0.0491 x (194,481-10,000)=0.0491 x 184,481=9,050 مم^4 E_core=200,000 ميجا باسكال لا يساهم PFA كثيرًا في الصلابة. الانحراف المركب δ=WL 3 8 E core I core=8.27e10 8×200000×9050=8.27e10 8×1.81e9=8.27e10 1.45e10=5.7 مم . وهذا هو الانحراف الحقيقي. إذا لم يتم دعمها، فإن PFA نفسها سوف تنحرف بمقدار 3 أمتار. النواة المعدنية تحملها بشكل مستقيم. وبالتالي يتم تحديد حد الانحراف بواسطة إجهاد التلامس المعدني PFA بدلاً من صلابة PFA نفسها.

حدود الانحراف المسموح بها لطول السخان
طول السخان (مم) القطر الخارجي لقلب المعدن (مم) الجدار الأساسي (مم) انحراف الطرف المحسوب (مم) الحد الأقصى للانحراف المسموح به (مم) العامل المحدد 1، 000 21 3 1.9 10 إجهاد الفلنجة 1، 200 21 3 3.0 12 إجهاد الفلنجة 1، 500 21 3 5.7 15 PFA- الواجهة المعدنية
1،800 21 3 9.2 18 PFA-واجهة معدنية 2،000 21 3 12.5 20 حد الانحناء الأساسي 1،500 25 4 3.6 20 يسمح القلب الأكثر صلابة بانحراف أكبر 1500 (إضافة دعم متوسط) 21 3 0.7 (عند الدعم) 5 (بين الدعامات) يمنع الدعم انحرافًا كبيرًا
عندما يكون الانحراف مشكلة
يعد الانحراف بمقدار 10-20 مم (انقلاب السخان بشكل مرئي) مقبولًا ولكن المزيد من الانحراف يؤدي إلى:

تشقق الحافة: لحظة انحناء الحافة الباردة M=W × L/2 (حوالي 18N-m لسخان 1.5 م). تؤدي هذه اللحظة إلى الضغط على شفة PFA. تزداد اللحظة عند انحراف 25 مم بنسبة 10-15٪ مع تحرك مركز كتلة المدفأة.

التصفيح في الواجهة المعدنية PFA-: عند الثني، يكون أحد جانبي القلب في حالة شد والآخر في حالة ضغط. يتم إرهاق جهة الاتصال عن طريق الانحناء الدوري (تدفق السوائل، والتحريك).

ملامسة جدار الخزان: يمكن أن يصطدم السخان المنحرف بمقدار أكبر من 30 مم بجدار الخزان مما يتسبب في ظهور نقطة ساخنة موضعية وخطر حدوث ماس كهربائي.

تتطلب انحرافات الطرف التي تزيد عن 25 مم لسخان يبلغ طوله 1.5 مترًا حلقة توجيه متوسطة - (غير مثبتة، وخلوص 2-3 مم) أو دعامة دعم سفلية. للسخانات الطويلة جدًا لا تعتمد على الحافة وحدها.

القياس الميداني
قم بقياس الانحراف عن الخط المركزي للشفة العلوية باستخدام عمود راسيا. قم بقياس المسافة الأفقية من الخط المركزي للطرف إلى الخط الراسيا. قارن بالمسافة عند نقطة منتصف الطريق-. مقبول: إزاحة الطرف أقل من أو يساوي الطول/100 (15 ملم لـ 1.5 متر). إذا كانت إزاحة الطرف أكثر من 20 مم، فقم بتقديم الدعم.

الخلاصة: 15-25 ملم أقصى انحراف لسخان 1.5 متر
بالنسبة لسخان PFA بطول 1.5 متر، والمدعوم حصريًا عند الحافة العلوية، فإن الحد الأقصى لانحراف الطرف المسموح به قبل حدوث تدهور الأداء أو كسر الحافة هو 15-25 مم. يأخذ القلب الفولاذي الوزن وبالتالي يكون الانحراف بسيطًا (5-10 ملم تحت الجاذبية وحدها). وينبغي رصد أي انحراف إضافي ناجم عن التمدد الحراري، أو تدفق السوائل، أو اختلال المحاذاة. الانحراف/الطول=1/100 القاعدة: الانحراف<= 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.