管道膨胀产生的轴向推力计算

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［说明］管道受热膨胀时，能产生极大的轴向推力，因此，必须据此对管道进行热膨胀补偿，否则，将对管架和构筑物造成破坏，危及管道系统的安全运行。

式中 P——管道产生的轴向推力(N)

F——管道的截面积(m²)

σ——管材的热胀应力(Pa)

D_外——管道外径(m)

D_内——管道内径(m)

E——管材的弹性模数，E随材质品种和工作温度的不同而变化。钢材的弹性模数取为2×10¹¹Pa；硬聚氯乙烯为0．032×10¹¹Pa

α——管材的线膨胀系数［m／(m·℃)］，见表2－5－28

表2－5－28 不同管材的线膨胀系数α

△t——同上

［讨论］对于钢材管，E=2×10¹¹Pa，α=0．012mm／(m·℃)=12m／(m·℃)，则其热膨胀应力为：

［例］有一Φ325×8mm的无缝钢管，投入运行后的温度为150℃，而安装时的温度为25℃，如果将管道两端固定，因膨胀而产生的轴向推力是多少?

解：热胀应力为：

管材的截面积：

故管道产生的轴向推力：