Jdi na obsah Jdi na menu
 


Mezipřírubová clona

26. 2. 2014

  

1.Použité značky a jednotky  

 

Poř. č.

Značka

Název veličiny

1.

p

tlak v potrubí

2.

(delta)p

tlaková diference mezi tlaky před a za clonou

3.

F

obvodové zatížení škrtícího otvoru clony

4.

E

modul pružnosti

5.

(sigma)r

radiální napětí

6.

(sigma)t

tečné napětí

7.

(sigma)max

maximální napětí

8.

(sigma)dov

dovolené napětí

9.

(mí)

Poissonovo číslo

10.

r

vnější poloměr zaslepovací clony

11.

d

vnější průměr clony

12.

d1

průměr škrtícího otvoru clony

13.

s

tloušťka clony

14.

smin

minimální tloušťka clony

15.

x, y

souřadnice

16.

ymax

maximální průhyb

17.

(fí)

deformační natočení desky

18.

 

 

19.

 

 

 

2. Seznámení s problémem
             Rozumí se mezipřírubová clona bez trvalé deformace, např. typ "brýle", které umožňuje přehazovat např. clonu a zaslepení, kde by trvalá deformace byla při montážních pracech na překážku.
             Zde  bude metodika, jak vypočítat napětí v cloně způsobené rozdílem tláků a průtokem média ve cloně  anebo naopak výpočet minimální tloušťky stěny zaslepení.
 

3. Zatížení clony od hydraulického proudění.

Podrobně je proudění clonou popsáno ve složce "Hydrodynamické a termodynamické výpočty" na těchto našich stránkách. 

 

4. Pružnostně - pevnostní výpočet 

4.1. Základní schéma a jeho popis

          Popis základního schematu: Jedná se o kruhovou desku s otvorem uprostřed, po celém obvodu vetknutou, zatíženou spojitým zatížením, které odpovídá rozdílu tlaků v potrubí před a za clonou. Zvětšenou o sílu od proudění clonou umístěnou po obvodě otvoru uprostřed.  

plast2.jpg

Obr. Základní schema zatížení desky
         
             Jedná se o namáhání tenkých, rotačně souměrných desek. Následující vztahy platí za předpokladu, že deska je relativně tenká a průhyby jsou menší než tloušťka stěny. Při větších průhybech se již výrazněji uplatňuje nelinearita mezi deformacemi a zatížením.  Nebude zde uváděno celé odvození, toto je podrobně uvedeno například v citované literatuře dole.
 
4.2. Druhy napětí a jejich průběh
 
           Tuto rotační desku rozdělíme z hlediska zatížení na dvě. První bude zatížena pouze tlakovou diferencí (delta)p. Druhá rotační deska bude zatížena jen obvodovým zatížením škrtícího otvoru F. Radiální i tečná napětí potom sečteme.
 
4.2.1. Deska zatížená tlakovou diferencí
          Maximální radiální napětí je v místě vetknutí a je rovno: 

zaslpruz11.jpg

Funkci v závorce napíšeme zkratkou a dostaneme:

zaslpruz12.jpg

Maximální tečné napětí je na kraji kruhového otvoru uprostřed a je rovno:

zaslpruz13.jpg

a provedeme opět podobnou úpravu a dostaneme:

zaslpruz14.jpg

Radiální napětí v místě vetknutí je větší, z něho vypočítáme minimální tloušťku clony:

zaslpruz15.jpg

Dosadíme-li za číselný výraz c2  a doplníme-li vzorec konstantou c1, pak dostaneme:

zaslpruz16.jpg

V případě, že neznáme zatížení F, zavedeme konstantu c1, která ma za úkol zvětšit tloušťku clony o hodnotu neznámé veličiny.

 

4.2.2. Deska zatížená obvodovým zatížením škrtícího otvoru
Tato kapitola čeká i na Váš příspěvek. Pravidla  jsou uvedena v kapitole 11. Příspěvky, reklama, kontakty.
 
 

 

5. Porovnání vzorců pro výpočet tloušťky stěny zaslepení  pro různé případy

 

Typ

Umístění na stránkách

Vzorec

Clona

Úplný výpočet zde, v této kapitole

zaslpruz16.jpg 

Zaslepení  v pružné oblasti

Úplný výpočet v jiné kapitole na těchto našich stránkách

zaslpruz2.jpg 

Zaslepení v plastické oblasti

Úplný výpočet v jiné kapitole na těchto našich stránkách

zaslplast2.jpg 

Pojistná membrána

Úplný výpočet v jiné kapitole na těchto našich stránkách

membrana2.jpg 

 

 

6. Literatura a odkazy pro další a podrobnější informace

Timošenko S.: Pružnost a pevnost II. díl, Technicko-vědecké vydavatelství, Praha 1951
Timošenko S.: Theory of Plates and Shells, Mc Graw Hill, New York, 1940
Hájek E. a kol.: Pružnost a pevnost  II. díl, Ediční středisko ČVUT , Praha 1981
Pešina, Reif, Valenta: Sbírka příkladů z pružnosti a pevnosti, SNTL Praha, 1964
Šubrt L.: Teorie desek a skořepin, Nakladatelství ČVUT Praha, 2007