Jums var rasties jautājums, kā caurules un šļūtenes var izturēt lielu ūdens spiedienu, kas iet caur tām. Liela daļa no tā notiek, lai saprastu fiziku, kas slēpjas aiz viņiem. Inženieri pārbauda šos standartus, pārbaudot, cik stipras ir šļūtenes, un maksimālais pieļaujamais darba spiediens (MAWP) ir galvenais instruments, lai noteiktu drošas šļūtenes robežas.
Maksimālais pieļaujamais darba spiediens (MAWP)
Jūs varat aprēķinātMaksimālais pieļaujamais darba spiediens (MAWP), maksimālais šļūtenes spiediens, izmantojot formulu
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
par MAWP vērtībuPpsi, materiāla izturība (vai stiepes izturība)Sy, dizaina faktorsFd, gareniskais locītavas koeficientsFe, temperatūras samazināšanas koeficientsFtun caurules iekšējais diametrsdo. Šie faktori ņem vērā pašu materiālu īpašības, un jums būs jāmeklē materiāli, kas saistīti ar konkrēto lietu, kuru apsverat.
Piemēram, ja jūs zinātu, ka cilindriska trauka iekšējais diametrs ir 200 collas, jūs varētu izdomāt, kā to izmantot, izmantojot metāla sakausējumu. Izmantojiet oglekļa tērauda materiālu ar tecēšanas stiprumu 64 000 psi, kura biezums ir 1/2 collas. Projektēšanas koeficients ir 0,72, gareniskais savienojuma koeficients ir 1,00 un temperatūras samazināšanas koeficients ir 1,00. Izmantojot formulu, jūs varat aprēķināt MAWP kā:
\ sākt {izlīdzināt} P & = \ frac {2 × 64 000 \; \ teksts {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 \; \ teksts {iekšā}} {200 \; teksts {iekšā}} \\ & = 230,4 \; \ teksts {psi} \ beigas {izlīdzināts}
MAWP standarti
Tā kā MAWP nosaka Starptautiskā standartizācijas organizācija, spiedtvertnēm parasti ir to parametru projektēšanas parametri, piemēram, sienas biezums vai šļūtenes iekšējais rādiuss kuģiem. Inženieri tos rūpīgi pārbauda, lai pārliecinātos, ka viņu konstrukcijas iztur to atbilstošo spiedienu, temperatūru, koroziju un visu citu, kas var traucēt viņu darbību. Testi, kuros izmanto zem spiediena iegūtu ūdeni, nosaka hidrostatisko testa spiedienu, lai pārliecinātos, ka trauki var izturēt atbilstošos tā lietošanas spēkus. Ražotāji var izmantot arī citus testus.
Piemēram, uzņēmums Penflex samazina savus MAWP aprēķinus par 20 procentiem, lai ņemtu vērā iesaistīto siltumu, kas metināšanas procesā ietekmē viņu pinumu stiepļu izturību. Viņi pat ņem vērā korekcijas faktorus, kas ietekmē MAWP augstā temperatūrā.
Amerikas Mehānikas inženieru biedrība ir noteikusi tādus standartus, ka kuģiem jāatbilst 100 mārciņām uz kvadrātcollu (100 psi), un to tilpumam jābūt pietiekamam, lai saturētu 10 000 galonu šķidruma. Iepriekš redzamais 230,4 psi MAWP piemērs atbilst vajadzīgajam 100 psi spiediena rādītājam.
Alternatīvā dizaina spiediena formula
Jūs varat arī pārbaudīt kuģa izturību, izmantojot Barlova formulu,P = 2Sv / D, spiedienamP, pieļaujamais stressSpsi, sienas biezumst, un ārējais diametrsDlai pārbaudītu, kā caurules iekšējais spiediens iztur materiāla izturību. Izmantojot šo formulu, pārliecinietiestunDir vienādas vienības, lai abas vienādojuma puses paliktu līdzsvarotas.
Varat izmantot Barlova formulu, lai aprēķinātu iekšējo spiedienu, galīgo plīšanas spiedienu, maksimāli pieļaujamo darba spiedienu (MAOP) un dzirnavu hidrostatisko spiedienu. Jūs aprēķināt iekšējo spiedienu, izmantojot pieļaujamo spriegumu pieļaujamajam spriegumamSun aprēķinot iegūto spiedienu. Tāpat jūs varat aprēķināt galīgo plīšanas spiedienu, izmantojot maksimālo tecēšanas intensitātiS.
Izmantojiet norādīto minimālo ienesīguma stiprumu (SMYS)S, vai stiprums, kas saistīts ar noteiktu specifikāciju, lai noteiktu MAOP. Dzirnavu hidrostatiskajā spiedienā tiek izmantota noteiktā tecēšanas stipruma daļa, spriegums, pie kura rodas īpašs plastmasas deformācijas daudzums,S. Šī norādītā tecēšanas stiprība parasti ir 60% no maksimālās tecēšanas stiprības.