保温管
由于保温管相互接触的不同结构体或同一结构体的不同部分之间的热膨胀系数不匹配,在加热或冷却时彼此的膨胀或者收缩程度不一致,从而导致保温管热应力的产生。
热应力问题实际上就是热和应力两个物理场之间的相互作用,故属于耦合场分析问题。与其他耦合场的分析方法类似,ANSYS提供两种分析热应力的方法:直接法和间接法。
(1)间接法:先进行热分析,然后将求得的节点温度作为载荷施加到结构应力分析中。
(2)直接法:直接采用具有温度和位移自由度的耦合单元,同时得到热分析和结构应力分析的结果。直接法又分弱耦合和强耦合。
某液体管路内部通有液体,外部包有保温层,保温层与空气接触,结构如图2.1所示。已知管路由铸铁制造,其导热系数为70W/(m·℃),保温三通价格,弹性模量为200GPa,泊松比为0.3,热膨胀系数为1.2×10-5/℃;保温层的导热系数为0.02W/(m·℃),弹性模量为20GPa,泊松比为0.4,热膨胀系数为1.2×10-5/℃;管路内液体压力0.3MPa,温度为70℃,对流换热系数为1W/(m2·℃);空气温度为-40℃,对流换热系数为0.5W/(m2·℃)。试分析管路内热应力情况。
问题分析:根据结构的对称性,采用轴对称单元计算。轴对称模型在*(1)象限建模,对称轴是Y轴,XYZ分别表示径向、轴向和周向(环向)。热力耦合单元采用**NE223,具有温度自由度和结构位移自由度。采用国际单位制。
计算结果:有保温管,保温三通,热分析后管道的温度为45.1℃。内压与温差作用下,应力见各向应力云图、*三强度和*四强度相当应力。计算结果与间接法一致。
究竟选用什么样的聚氨酯保温钢管更加稳定可靠呢?
首先支架应该具备良好的耐候性,因为太阳能面板都是安装在户外的,所以支架需要长期接触到空气和雨水,如果支架的耐候性比较低,这样在安装了一段时间之后就容易出现质量问题,还会严重影响到太阳能的吸收利用情况,因此耐受性是选用标准之一。
聚氨酯直埋保温钢管
其次要注意聚氨酯保温钢管的牢固性,支架的牢固性其实和很多因素有关,例如和制作材料有很大的关系,和支架的加工方式也有很大的联系,所以在选用支架时,应该注意到正规的厂家来购买,这样可以保证产品的制作质量。
为了在安装聚氨酯保温钢管之后更加稳定可靠,用户还应该注意选择合适的安装地点,这个时候可以选择在平坦的楼面和幕墙上固定支架,这样支架在使用期间可以避免更多故障问题。
聚氨酯保温管道优势
1、聚氨酯保温管的保温性能好,热损失仅为传统管材的25%,保温三通质量,长期运行可节约大量能源,显著降低能源成本。
2、聚氨酯保温管具有很强的防水和耐腐蚀能力,不需附设管沟,可直接埋入地下或水中,施工简便迅速,综合造价低。
3、聚氨酯保温管在低温条件下也具有良好的耐腐蚀和耐冲击性,可直接埋入地下冻土。
4、聚氨酯保温管,聚氨酯保温三通,使用寿命可达30-50年,正确的安装和使用可使管网维修费用较低。
5、聚氨酯保温管,可设置报警系统,自动检测管网渗漏故障,准确指示故障位置并自动报警。