iPotrubí.cz

iPříručka:

Dynamická zatížení a dynamický pevnostní výpočet potrubí

iPříručka je ve formátu   .pdf

Obsah:

1. Základní poznatky z dynamiky.. 7

1.1. Použité veličiny a jednotky. 7

1.2. Základní vztahy pro přímočaré kmitání 7

1.3. Vlastní kmitání hmotného bodu. 9

1.4. Kmitání hmotného bodu s harmonickým buzením.. 11

1.5. Dynamická susceptibilita. 13

2. Dynamická zatížení potrubí - společné vlastnosti. 15

2.1. Použité veličiny a jednotky. 15

2.2. Rozdělení dynamických zatížení 15

2.3. Společné vlastnosti dynamických zatížení 16

2.4. Tlumení 16

2.5. Tlumení třením v kluzných podpěrách. 17

2.6. Dynamický součinitel zatížení (DLF) 17

2.7. Dynamická susceptibilita a modální součinitel vibrací pro potrubí 18

2.8. Určení maximálního počtu a velikosti počítaných vlastních frekvencí 19

2.8.1. Určení maximální velikosti počítané vlastní frekvence. 19

2.8.2. Určení maximálního počtu počítaných vlastních frekvencí 19

2.9. Začlenění dynamického zatížení do výpočtu. 20

2.10.Výpočetní dynamika tekutin (CFD) 21

3. Kmitání způsobené dlouhodobým buzením... 23

3.1. Použité veličiny a jednotky. 23

3.2. Modální a harmonická analýza potrubí 24

3.2.1. Základní rovnice a způsob jejího řešení 24

3.2.2. Modální analýza soustavy hmotných bodů – výpočet modů. 24

3.2.3. Dlouhodobé buzení 24

3.3. Druhy a způsoby buzení vibrací 25

3.3.1. Mechanická buzení 25

3.3.1.1. Rotační stroje. 25

3.3.1.2. Pístové čerpadlo či pístový kompresor. 25

3.3.2. Hydraulická buzení 26

3.3.2.1. Pístové čerpadlo či pístový kompresor. 26

3.3.2.2. Proudové nestability. 26

3.3.2.3. Přítomnost tělesa v cestě proudu tekutiny. 26

3.3.2.4. Vícefázové proudění 27

3.3.2.5. Kavitace. 27

3.3.2.6.  Kmitání za ventilem či škrtící clonou. 27

3.3.3. Buzení větrem.. 28

3.4. Hodnocení nebezpečí vibrací 28

3.5. Opatření proti kmitání 29

3.5.1. Přeladění nebezpečných vlastních frekvencí 29

3.5.2. Zatlumení – zmenšování amplitudy kmitání 29

3.5.3. Změna konstrukce potrubí 30

3.5.3.1. Zabránění nestabilního proudění 30

3.5.3.2. Změna konstrukce pro odstranění kmitání za ventilem či škrtící clonou. 30

3.5.3.3. Změna konstrukce zásahem do tvaru kmitání (zabráněním kmitání o určité frekvenci) při současné tepelné dilataci 30

3.5.4.  Připuštění kmitání podmíněné výpočtem vysokocyklové únavy. 31

3.6. Vysokocyklová únava. 32

3.6.1. Všeobecně. 32

3.6.2. Únavová křivka a dovolený počet cyklů. 32

3.6.3. Princip výpočtu. 33

4.     Rázy (impulzy) působící na potrubí. 34

4.1. Použité veličiny a jednotky. 34

4.2. Rovnice spektrálních odezev. 35

4.3. Definování jednotlivých rázů. 35

4.3.1. Definování zjednodušeného tvaru rázů. 35

4.3.2. Hydraulický ráz způsobený rychlými změnami průtoku způsobené armaturou. 36

4.3.2.1. Odvožení Žukovského rovnice. 36

4.3.2.2. Hydraulický ráz - popis. 36

4.3.2.3. Projevy hydraulického rázu jako zatížení potrubí 37

4.3.2.4. Volný výtok. 38

4.3.3. Hydraulický ráz odpouštěním bezpečnostní armatury. 38

4.3.4. Průtok vícefázové tekutiny. 38

4.3.4.1. Parní rázy. 38

4.3.4.2. Průtok kalů (slug flow) 39

4.3.5. Ráz způsobený výbuchem mimo potrubí 40

4.4. Postup výpočtu spektrální analýzou potrubí 40

4.4.1. Výpočet modů tj. výpočet vlastních frekvencí a tvaru vlastní frekvence. 40

4.4.2. Výpočet odezvy pro frekvenci každého modu při daném zatížení. 40

4.4.3. Výpočet úplné odezvy, která je kombinací jednotlivých modálních odezev. 41

4.5. Analýza posloupného zatěžování (time history) 43

4.6. Kvazistatické řešení rázů. 45

4.7. Opatření proti působení rázů. 46

4.7.1. Zatlumení a použití tlumičů. 46

4.7.2. Změna konstrukce potrubí 46

4.7.2.1. Hydraulický ráz. 46

4.7.2.2. Parní ráz. 47

4.7.2.3. Okolí pojišťovacího ventilu. 47

5. Zatížení seismicitou.. 49

5.1. Použité veličiny a jednotky. 49

5.2. Všeobecně o zemětřesení 49

5.3. Projevy seizmického zatížení 52

5.4. Seismické oblasti 53

5.5. Možnosti použití zjednodušeného výpočtu. 54

5.6. Rovnice spektrálních odezev. 55

5.7. Získání nenormalizovaného zatěžovacího spektra a jejich odezev. 55

5.8. Postup výpočtu spektrální analýzou potrubí 56

5.9. Tlumení vibrací podle mezních stavů. 57

5.10. Návrhové seismické spektrum.. 57

5.11. Pohyb podpěry potrubí způsobený seismicitou. 60

5.12. Zemětřesení – kvazistaticky. 61

5.13. Opatření proti působení seismicity. 62

6. Zařízení pro tlumení kmitání potrubí. 63

6.1. Použité veličiny a jednotky. 63

6.2. Tlumiče rázů. 63

6.2.1. Hydraulický tlumič rázů. 63

6.2.2. Mechanický tlumič rázů. 65

6.2.3. Viskoelastický tlumič (damper) 66

6.3.Omezovač kmitání 68

6.3.1. Klasický pružinový omezovač kmitání 68

6.3.2. Antivibrační objímka. 70

6.3.3. Mechanický tlumič – absorbér energie. 70

6.3.4. Vibroizolační prvky. 71

7. Výpočet potrubí pomocí specializovaných programů.. 72

7.1. Obvyklá základní struktura výpočetního programu pro pevnostní výpočet potrubí 72

7.1.1. Préprocesor. 72

7.1.2. Solver. 72

7.1.3. Postprocesor. 73

7.1.4. Přídavný výpočtový modul pro dynamický výpočet. 73

7.2. Výčet nejznámějších specializovaných programů. 74

8. Použitá literatura a literatura pro další studium... 76

8.1. Odborná literatura. 76

8.2. Firemní literatura. 77

8.3. Související technické normy. 77

8.4. Zajímavé internetové adresy  77