Độ lệch tối đa cho phép đối với lò sưởi PFA dài 1,5m chỉ được hỗ trợ ở mặt bích trên cùng là bao nhiêu?

Bộ gia nhiệt PFA thẳng đứng là một dầm đúc hẫng chỉ được đỡ ở mặt bích trên cùng. Ứng suất uốn do chính trọng lượng của nó tạo ra. Ứng suất dọc trục tạo ra sự giãn nở nhiệt. Đối với lò sưởi dài 1,5 m, đường kính ngoài 25 mm, có độ dày thành 2 mm, độ lệch tối đa cho phép ở đầu (đáy) trước khi xảy ra biến dạng vĩnh viễn hoặc vỡ mặt bích là 15–25 mm. Độ lệch này lên tới góc nghiêng 0,6-1,0 độ. Nếu độ lệch vượt quá 30 mm thì PFA đã bị biến dạng hoặc mặt bích bị ứng suất quá mức. Bộ gia nhiệt đang ở nhiệt độ hoạt động (sự giãn nở nhiệt làm nó thẳng ra một chút) và sau đó độ lệch được đo từ trục thẳng đứng. Đối với máy sưởi dài hơn 1,5 m, cung cấp hỗ trợ giữa nhịp. Giới hạn độ võng an toàn sử dụng kỹ thuật tính toán đơn giản.

Độ lệch của lò sưởi đúc hẫng
Đối với một thanh đồng nhất có chiều dài L, trọng lượng W, đường kính ngoài D và mô đun E, độ lệch đầu δ=W × L 3 /8 × E × I, trong đó I=π × (D 4 – d 4 )/64. Đối với bộ gia nhiệt PFA 1,5 m (1500 mm): D=25 mm, t=2 mm (d=21 mm), trọng lượng ~ 2,5 kg (24,5 N) . E ở 100 độ ~ 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 3,060=9,630 mm^4 delta=(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 mét. Điều đó không thể tưởng tượng được. Sai lầm: trọng lượng phải tính bằng N/mm? Không, phương trình có đơn vị nhất quán. L=1500 mm, W=24.5 N, E=350 N/mm^2, I=9,630 mm^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 mm=3 mét. Sai-PFA sẽ rơi xuống sàn. Lỗi: ở 100 độ, E=350 MPa=350 N/mm2 là đúng. Nhưng công thức tạo ra δ tính bằng mm. 3 mét thật nực cười. Để xem: Đối với một côngxon thép (E=200.000 MPa) có kích thước tương đương, δ=3,063 × (350/200.000) ≈ 5,4 mm. Điều đó có ý nghĩa. Đối với PFA có E=350 MPa, δ=5.4 mm × (200.000/350)=5.4 × 571=3,085 mm. Đúng vậy, PFA dẻo đến mức một thanh dài 1,5 m sẽ uốn cong được 3 mét dưới sức nặng của chính nó. Nhưng lò sưởi PFA có lõi kim loại (Incoloy, E ~ 200.000 MPa) chịu tải. Lõi kim loại chi phối độ cứng tổng thể của composite. Đối với lõi OD=21 mm, ID=10 mm (điển hình) I_core=0.0491 x (21^4-10^4)=0.0491 x (194,481-10.000)=0.0491 x 184,481=9,050 mm^4 E_core=200,000 MPa The PFA không đóng góp nhiều vào độ cứng. Độ lệch tổng hợp δ=WL 3 8 E lõi I lõi=8.27e10 8×200000×9050=8.27e10 8×1.81e9=8.27e10 1.45e10=5.7 mm . Đó là sự lệch hướng thực sự. Nếu không được hỗ trợ, bản thân PFA sẽ bị lệch 3m. Lõi kim loại giữ nó thẳng. Do đó, giới hạn độ võng được xác định bởi ứng suất tiếp xúc với kim loại PFA thay vì độ cứng của PFA.

Giới hạn độ lệch cho phép đối với chiều dài lò sưởi
Chiều dài bộ gia nhiệt (mm) Đường kính lõi kim loại (mm) Tường lõi (mm) Độ lệch đầu tính toán (mm) Độ lệch tối đa cho phép (mm) Hệ số giới hạn 1,000 21 3 1.9 10 Ứng suất mặt bích 1,200 21 3 3.0 12 Ứng suất mặt bích 1,500 21 3 5.7 15 PFA-giao diện kim loại
1,800 21 3 9.2 18 PFA-giao diện kim loại 2,000 21 3 12.5 20 Giới hạn uốn lõi 1,500 25 4 3.6 20 Lõi cứng hơn cho phép độ lệch lớn hơn 1.500 (thêm hỗ trợ ở giữa) 21 3 0.7 (tại hỗ trợ) 5 (giữa các hỗ trợ) Hỗ trợ ngăn chặn độ lệch đáng kể
Khi độ lệch là một vấn đề
Độ lệch 10-20 mm (có thể nhìn thấy độ nghiêng của lò sưởi) có thể chấp nhận được nhưng độ lệch nhiều hơn sẽ dẫn đến:

Nứt mặt bích: Mômen uốn mặt bích ở đầu nguội M=W × L/2 (khoảng 18N-m đối với bộ gia nhiệt 1,5 m). Khoảnh khắc này gây ra ứng suất trên mặt bích PFA. Mômen ở độ lệch 25 mm tăng 10-15% khi khối tâm của lò sưởi di chuyển.

Tách lớp ở bề mặt kim loại-PFA: Khi bị uốn cong, một mặt của lõi chịu lực căng và mặt kia bị nén. Tiếp điểm bị mỏi do uốn cong theo chu kỳ (dòng chất lỏng, khuấy).

Tiếp xúc với thành bể: Bộ gia nhiệt bị lệch > 30 mm có thể va vào thành bể gây ra điểm nóng cục bộ và nguy cơ chập điện.

Độ lệch của đầu trên 25 mm đối với bộ sưởi 1,5 m cần có vòng dẫn hướng giữa nhịp-(không-kẹp, khoảng hở 2–3 mm) hoặc giá đỡ phía dưới. Đối với những máy sưởi thực sự dài không chỉ phụ thuộc vào mặt bích.

Đo trường
Đo độ lệch so với đường tâm của mặt bích trên cùng bằng quả dọi thẳng đứng. Đo khoảng cách theo chiều ngang từ đường tâm đầu tới đường dây dọi. So sánh với khoảng cách tại điểm nửa đường. Có thể chấp nhận: độ lệch đầu Nhỏ hơn hoặc bằng chiều dài/100 (15 mm cho 1,5 m). Nếu độ lệch đầu lớn hơn 20 mm, hãy cung cấp hỗ trợ.

Kết luận: Độ lệch tối đa 15-25 mm cho lò sưởi 1,5 m
Đối với bộ gia nhiệt PFA dài 1,5 m, được đỡ riêng ở mặt bích trên cùng, độ lệch đầu cho phép tối đa trước khi suy giảm hiệu suất hoặc xảy ra hiện tượng vỡ mặt bích là 15-25 mm. Lõi thép chịu trọng lượng do đó độ lệch nhỏ (chỉ riêng dưới trọng lực 5-10 mm). Bất kỳ độ lệch bổ sung nào gây ra bởi sự giãn nở nhiệt, dòng chất lỏng hoặc độ lệch phải được theo dõi. Quy tắc độ lệch/độ dài=1/100: độ lệch<= 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.