一、什么是公稱壓力PN(MPa)??
與管道系統(tǒng)部件耐壓能力有關(guān)的參考數(shù)值,是指與管道元件的機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計(jì)給定壓力。?
公稱壓力一般用PN表示。?
二、什么是工作壓力??
是指為了管道系統(tǒng)的運(yùn)行安全,根據(jù)管道輸送介質(zhì)的各級(jí)最高工作溫度所規(guī)定的最大壓力。?
工作壓力一般用Pt表示。?
三、什么是設(shè)計(jì)壓力??
是指給水管道系統(tǒng)作用在管內(nèi)壁上的最大瞬時(shí)壓力。一般采用工作壓力及殘余水錘壓力之和。?
設(shè)計(jì)壓力一般用Pe表示。
四、什么是試驗(yàn)壓力?
管道、容器或設(shè)備進(jìn)行耐壓強(qiáng)度和氣密性試驗(yàn)規(guī)定所要達(dá)到的壓力。
試驗(yàn)壓力一般用Ps表示。?
?
公稱壓力、工作壓力、設(shè)計(jì)壓力之間的關(guān)系
公稱壓力是為了設(shè)計(jì)、制造和使用方便,而人為地規(guī)定的一種名義壓力。這種名義上的壓力的單位實(shí)際是壓強(qiáng),壓力則是中文的俗稱,單位是“Pa”而不是“N”。
公稱壓力英文是nominal pres-surenomina:l in name or form butnot in reality(名義上的,有名無(wú)實(shí)的)。壓力容器的公稱壓力指的是壓力容器法蘭的公稱壓力。
壓力容器法蘭的公稱壓力一般分成7個(gè)等級(jí),即0.25、0.60、1.00、1.60、2.50、4.00、6.40MPa。? ?
公稱壓力、設(shè)計(jì)壓力、工作壓力三者關(guān)系:
三者的關(guān)系:公稱壓力≥設(shè)計(jì)壓力
? ? ? ? ? ? ? ?設(shè)計(jì)壓力=1.5×工作壓力
(根據(jù)GB/T50332-2002 給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的壓力管道內(nèi)設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值)
管材最大允許工作壓力,公稱壓力根據(jù)溫度對(duì)壓力折減系數(shù)進(jìn)行修正
MOP= ?PNXfT
式中MOP——最大允許工作壓力(MPa);
PN——公稱壓力(MPa);
fT——50年壽命要求,溫度對(duì)壓力折減系數(shù)
?
管材環(huán)應(yīng)力σ 隨壓力P變化,當(dāng)σ = 設(shè)計(jì)σD時(shí),其管材達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大值,σD在給定的使用條件下不變
無(wú)論是在工程上還是在實(shí)驗(yàn)室,P是可以設(shè)定的,根據(jù)需要而定;而σD是材料本身特有的,與高分子鏈之間的結(jié)合力(強(qiáng)度)有關(guān);
當(dāng)外界條件變化時(shí),如溫度等變化時(shí), σD發(fā)生變化。
對(duì)管段沿直徑截取一半,并對(duì)該部分管段進(jìn)行受力分析。(注意要假設(shè)是薄壁管)管道內(nèi)靜液壓P垂直于直徑方向,均勻作用于管壁,其大小由壓力表指示。則作用于整個(gè)橫截面,沿直徑一側(cè)的作用力F1可以近似為:F1=P·(dn-en)·L
與這個(gè)靜液壓總和相平衡的管壁內(nèi)的環(huán)應(yīng)力為σ, σ不易直接測(cè)量,但可以通過(guò)受力分析后證明確實(shí)存在),其方向指向環(huán)向。由圖分析:作用于橫截面另一方向的總的作用力F2為:
F2 = 2·σ·en·L
當(dāng)管材內(nèi)部建立壓力P時(shí),管材才產(chǎn)生應(yīng)力σ,否則σ 不出現(xiàn)。
當(dāng)管材正常工作時(shí),F(xiàn)2和F1同時(shí)作用于該管段,其大小相等,方向相反,
于是:
P·(dn-en)·L=2·σ·en·L
則:σ= P(dn-en)/ 2 en
該關(guān)系式的重要性在于將管壁內(nèi)的環(huán)應(yīng)力 σ 與實(shí)際工程的參數(shù)P聯(lián)系在一起;
該關(guān)系式只是一種近似;?
應(yīng)用:
S系列也依據(jù)此建立。
管系列“S”是由“5、4、3.2、2.5、2”五個(gè)優(yōu)先數(shù)組成的“優(yōu)先數(shù)系”。一般表示為:“S5、S4、S3.2、S2.5、S2”,它們是一組公比數(shù)近似為“1.25”的等比級(jí)數(shù)。
S系列是給定值,其設(shè)定,遵循了一些數(shù)學(xué)規(guī)則之所以給S以特定值,主要是考慮擠出模具尺寸不可能是無(wú)限制的。
一般的: Scalc = dn- en/2 en??
則計(jì)算管值:Scalc =σ/ P
?
壓力公式
S(管系列)=dn- en/2 en?=(SDR-1)/2?
σS(設(shè)計(jì)應(yīng)力)=σLPL/C
MOP(最大工作壓力)=2*MRS/C*SDR-1
SDR=Dn/En
PN=2σS/(SDR-1)
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