Hver er hámarks leyfileg sveigja fyrir 1,5m langan PFA hitara sem aðeins er studdur á efsta flansinum?

Lóðrétti PFA hitarinn er burðarbiti sem eingöngu er studdur við efsta flansinn. Beygjuálag sem skapast af eigin þyngd. Ásspenna veldur varmaþenslu. Fyrir 1,5 m langan, 25 mm OD hitara, með 2 mm veggþykkt, er hámarks leyfileg sveigja í oddinum (neðst) áður en varanleg aflögun eða flans brotnar 15–25 mm. Þessi sveigja nemur 0,6-1,0 gráðu oddshorni. Ef sveigjan er meiri en 30 mm hefur PFA gefið eftir eða flansinn er ofspenntur. Hitari er við notkunarhitastig (hitaþensla réttir hann nokkuð) og þá er sveigjan mæld frá lóðrétta ásnum. Fyrir ofnara sem eru lengri en 1,5 m skal veita miðjan stuðning. Örugg sveigjumörk nota einfalda reiknitækni.

Sveigjan á cantilevered hitara
Fyrir samræmda stöng með lengd L, þyngd W, ytra þvermál D og stuðull E, sveigjan oddsins δ=W × L 3 /8 × E × I, þar sem I=π × (D 4 – d 4 )/64. Fyrir 1,5 m (1500 mm) PFA hitara: D=25 mm, t=2 mm (d=21 mm), þyngd ~ 2,5 kg (24,5 N) . E við 100 gráður ~ 350 MPa. I=(pi x (25^4-21^4)/64)=(pi x (390.625-194.481)/64)=(pi x 196.144)/64=3.14 x 3}}4,{3} mm (24,5 x 1500^3) / (8 x 350 x 9.630)=(24.5 x 3.375e9) / (8 x 3.37e6)=(8.27e10) / (2.70e7)=3,060 mm 3 metrar. Það er ekki hægt að hugsa sér það. Mistökin: þyngd ætti að vera í N/mm? Nei, jafnan er í samkvæmum einingum. L=1500 mm, B=24.5 N, E=350 N/mm^2, I=9,630 mm^4. B×L^3=24.5 × 3.375e9=8.27e10 N·mm^3. 8×E×I=8 × 350 × 9,630=8 × 3.370,500=26,964.000 N·mm^2. δ=8.27e10 / 2.70e7=3,063 mm=3 metrar. Rangt-PFA myndi falla á gólfið. Villa: við 100 gráður er E=350 MPa=350 N/mm2 rétt. En formúlan gefur af sér δ í mm. 3 metrum er fáránlegt. Sjáðu: Fyrir stálhlíf (E=200.000 MPa) af sambærilegum stærðum, δ=3,063 × (350/200.000) ≈ 5,4 mm. Það er skynsamlegt. Fyrir PFA með E=350 MPa, δ=5.4 mm × (200.000/350)=5.4 × 571=3,085 mm. Já, PFA er svo sveigjanlegt að 1,5 m stöng beygist 3 metra undir eigin þyngd. En PFA hitari er með málmkjarna (Incoloy, E~200.000 MPa) sem tekur álagið. Málmkjarninn drottnar yfir heildarstífni samsettsins. Fyrir kjarna OD=21 mm, auðkenni=10 mm (venjulegt) I_core=0.0491 x (21^4-10^4)=0.0491 x (194.481-10.000)=0.0491 x 184,481=9} E PFA leggur ekki til mikla stífni. Samsett sveigjan δ=WL 3 8 E kjarni I kjarni=8.27e10 8×200000×9050=8.27e10 8×1,81e9=8.27e10 1.45e{156} Það er hin raunverulega sveigjanleiki. Ef hún er ekki studd myndi PFA sjálft sveigja 3m. Málmkjarnan heldur því beint. Sveigjumörkin eru því ákvörðuð af PFA-málmi snertiálagi frekar en PFA stífleikanum sjálfum.

Leyfileg sveigjumörk fyrir lengd hitara
Lengd hitari (mm) Málmkjarna OD (mm) Kjarnaveggur (mm) Reiknuð oddssveigja (mm) Hámarks leyfileg sveigja (mm) Takmörkunarstuðull 1,000 21 3 1.9 10 Flansspenna 1,200 21 3 3.0 12 Flansspenna 1,500 21 3 5.7 15 PFA-málmviðmót
1,800 21 3 9.2 18 PFA-málmviðmót 2,000 21 3 12.5 20 Beygjumörk kjarna 1,500 25 4 3.6 20 Stífari kjarni leyfir meiri sveigju 1.500 (bæta við miðjustuðningi) 21 3 0.7 (við stuðning) 5 (á milli stuðnings) Stuðningur kemur í veg fyrir verulega sveigju
Þegar sveigjanleiki er vandamál
10-20 mm beyging (sýnileg velting á hitara) er ásættanleg en meiri sveigja leiðir til:

Flanssprunga: Beygjukraftur fyrir kalda endaflans M=B × L/2 (um 18N-m fyrir 1,5 m hitara). Þetta augnablik veldur álagi á PFA flansinn. Augnablikið við 25 mm sveigju eykst um 10-15% eftir því sem massamiðja hitarans hreyfist.

Delamination við PFA-málmviðmót: Þegar beygt er er önnur hlið kjarnans í spennu og hin í þjöppun. Snertingin þreytist af hringlaga beygju (vökvaflæði, hræring).

Snerting á tankvegg: Sveigjanlegur hitari > 30 mm gæti lent í tankvegg sem veldur staðbundnum heitum bletti og hættu á rafstungu.

Sveigjur á oddinum yfir 25 mm fyrir 1,5 m hitara krefjast meðal-stýringarhring (ekki-klemmandi, 2–3 mm úthreinsun) eða botnstuðningsfestingu. Fyrir mjög langa hitari eru ekki háðir flansinum einum.

Sviðsmæling
Mældu frávikið frá efstu miðlínu flanssins með plumb bob. Mældu lárétta fjarlægð frá miðlínu oddsins að lóðlínu. Berðu saman við vegalengd á miðri-leið. Ásættanlegt: þjórfé frávik Minna en eða jafnt og lengd/100 (15 mm fyrir 1,5 m). Ef ábendingin er meira en 20 mm, veitið stuðning.

Ályktun: 15-25 mm Hámarkssveigja fyrir 1,5 m hitara
Fyrir 1,5 m langan PFA hitara, eingöngu studd við efsta flansinn, er hámarks leyfileg sveigjanleiki á endanum áður en frammistöðurýrnun eða flansbrot á sér stað 15-25 mm. Stálkjarninn tekur þyngdina þannig að sveigjan er lítil (5-10 mm undir þyngdarafl eingöngu). Fylgjast skal með hvers kyns viðbótarbeygju af völdum varmaþenslu, vökvaflæðis eða rangstöðu. Beyging/lengd=1/100 regla: beyging<= length/100 . For 1.5 m it is 15 mm. If greater than 1.5 m, add mid-span supports. A few millimetres of deflection will do no harm. 25mm spells problems. Measure. Brace. Straighten. Your heater will stay true and last longer. The flange can only take so much. Help the others.