نحوه تعیین شعاع خمش مناسب هنگام طراحی ریخته گری آرنج

در طراحی سیستم های خط لوله ، ریخته گری آرنج اتصالات مهم برای تحقق بخشیدن به تبدیل قطر لوله و چرخش خط لوله هستند. طراحی معقول شعاع خمشی به طور مستقیم بر عملکرد مکانیک سیالات ، قدرت مکانیکی و عمر خدمات خط لوله تأثیر می گذارد. بنابراین ، تعیین دقیق شعاع خمش آرنج برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد کل سیستم خط لوله بسیار مهم است.

تعریف و عملکرد شعاع خمش
شعاع خمشی به شعاع قوس قسمت خمشی داخلی آرنج اشاره دارد که معمولاً به عنوان چند قطر لوله بیان می شود. این نه تنها وضعیت جریان سیال در آرنج را تعیین می کند ، بلکه بر توزیع استرس و دشواری تولید نیز تأثیر می گذارد. هرچه شعاع خمش کوچکتر باشد ، چرخش سریعتر لوله ، مقاومت سیال و گرداب محلی قوی تر می شود. برعکس ، هنگامی که شعاع خمش بزرگتر است ، جریان نرم تر و کاهش فشار کوچکتر است.

اصول اساسی برای تعیین شعاع خمشی
نیازهای فرآیند سیستم های خط لوله
طراحی سیستم های خط لوله اغلب با فضای نصب و جریان فرآیند محدود می شود. شعاع خمش ریخته گری آرنج باید محدودیت های فضا و الزامات حمل و نقل سیال را در نظر بگیرد. در فضاهای جمع و جور ، آرنج هایی با شعاع خمش کوچکتر ممکن است استفاده شود ، اما از دست دادن جریان و اثرات استرس باید ارزیابی شود.
ملاحظات دینامیک سیال
هنگامی که مایع از آرنج عبور می کند ، نیروی اینرسی تولید می شود و در نتیجه توزیع سرعت ناهموار ، گرداب و کاهش فشار ایجاد می شود. شعاع خمش معقول می تواند مقاومت جریان را کاهش دهد ، از آشفتگی موضعی و سر و صدای سیال جلوگیری کند. به طور کلی توصیه می شود که شعاع خمش نباید کمتر از 1.5 برابر قطر اسمی لوله باشد تا از عبور صاف مایعات اطمینان حاصل شود.
قدرت مکانیکی و توزیع استرس
آرنج منطقه غلظت استرس خط لوله است. شعاع خمش خیلی کوچک منجر به اوج استرس موضعی و خطر پارگی خستگی می شود. تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) می تواند برای شبیه سازی میدان استرس و بهینه سازی شعاع خمشی استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که ریخته گری از فشار و سختی کافی در فشار کار برخوردار است.
محدودیت های فرآیند تولید
فرآیند ریخته گری محدودیت های خاصی در هندسه آرنج دارد. شعاع خمشی بزرگتر به راحتی می توان قالب شن و ماسه را پر کرد و نقص ریخته گری را کاهش داد. شعاع خمش کوچکتر ممکن است باعث نقصی مانند خاموش و منافذ شود و بر کیفیت ریخته گری تأثیر بگذارد. بنابراین ، امکان سنجی فرایند باید در طول طراحی در نظر گرفته شود.
استانداردهای شعاع خمشی مشترک و دامنه کاربرد
استانداردهای شعاع خمشی متداول در صنعت عمدتاً:
آرنج شعاع کوتاه (SR ، شعاع خمش برابر با قطر لوله)
قابل استفاده در مواردی با فضای محدود است ، اما مقاومت سیال بزرگ است و تلاطم و سر و صدا به راحتی تولید می شود.
آرنج شعاع طولانی (LR ، شعاع خمش 1.5 برابر یا 2 برابر قطر لوله)
جریان سیال صاف تر ، کاهش فشار اندک است و توزیع استرس یکنواخت است. این اولین انتخاب برای اکثر خطوط لوله صنعتی است.
آرنج شعاع ویژه
برای نیازهای فرآیند خاص طراحی شده است ، شعاع خمشی با توجه به سرعت جریان ، فشار و قطر لوله قابل انعطاف است.

فرآیند تعیین شعاع خمشی
پارامترهای خط لوله را پاک کنید
از جمله قطر لوله ، فشار اسمی ، انتقال متوسط و سرعت جریان ، درجه حرارت و غیره آن
محاسبه و شبیه سازی سیال
برای شبیه سازی طرح های مختلف شعاع خمشی و تجزیه و تحلیل از دست دادن فشار ، توزیع سرعت جریان و شدت تلاطم ، از نرم افزار مکانیک سیال استفاده کنید.
تجزیه و تحلیل استرس ساختاری
توزیع استرس را از طریق روش عنصر محدود شبیه سازی کنید تا اطمینان حاصل شود که قدرت ریخته گری در شعاع خمشی انتخاب شده مشخصات استاندارد را برآورده می کند.
ارزیابی فرآیند
همراه با ویژگی های فرآیند ریخته گری ، دشواری تولید و هزینه طرح های شعاع مختلف را ارزیابی کنید.
انتخاب جامع بهینه سازی
برای تعیین شعاع بهینه خمش ، معاملات بین عملکرد ، تولید و هزینه را وزن کنید. $ $