Como determinar o raio de flexão apropriado ao projetar peças fundidas de redutor de cotovelo

No design de sistemas de pipeline, Castões de redutor de cotovelo são conectores importantes para realizar conversão de diâmetro do tubo e giro de pipeline. O design razoável do raio de flexão afeta diretamente o desempenho da mecânica do fluido, a força mecânica e a vida útil do oleoduto. Portanto, é crucial determinar com precisão o raio de flexão do cotovelo para garantir a operação segura e eficiente de todo o sistema de tubulação.

Definição e função do raio de flexão
O raio de flexão refere -se ao raio do arco da parte interna de flexão do cotovelo, que geralmente é expressa como um múltiplo do diâmetro do tubo. Ele não apenas determina o estado de fluxo do fluido no cotovelo, mas também afeta a distribuição de tensão e a dificuldade de fabricação. Quanto menor o raio de flexão, mais rápido o tubo girando, mais forte a resistência ao fluido e o vórtice local; Por outro lado, quando o raio de flexão é maior, o fluxo é mais suave e a perda de pressão é menor.

Princípios básicos para determinar o raio de flexão
Requisitos de processo dos sistemas de pipeline
O design dos sistemas de pipeline é frequentemente limitado pelo espaço de instalação e fluxo de processo. O raio de flexão das peças fundidas do Reducer Reduce deve levar em consideração as limitações do espaço e os requisitos de transporte de fluidos. Em espaços compactos, os cotovelos com raios de flexão menores podem ser usados, mas as perdas de fluxo e os efeitos do estresse precisam ser avaliados.
Considerações de dinâmica fluida
Quando o fluido passa pelo cotovelo, a força inercial será gerada, resultando em distribuição de velocidade irregular, vórtice e perda de pressão. O raio de flexão razoável pode reduzir a resistência ao fluxo, evitar a turbulência local e o ruído do fluido. É geralmente recomendado que o raio de flexão não seja inferior a 1,5 vezes o diâmetro nominal do tubo para garantir a passagem suave do fluido.
Resistência mecânica e distribuição de estresse
O cotovelo é a área de concentração de tensão da tubulação. O raio de flexão muito pequeno levará ao pico de estresse local e aumentará o risco de ruptura de fadiga. A análise de elementos finitos (FEA) pode ser usada para simular o campo de tensão e otimizar o raio de flexão para garantir que a fundição tenha força e resistência suficientes sob pressão de trabalho.
Limitações do processo de fabricação
O processo de fundição tem certas restrições à geometria do cotovelo. Um raio de flexão maior é fácil de encher o molde de areia e o fluxo de metal, reduzindo defeitos de fundição; Um raio de flexão menor pode causar defeitos como fechado e poros frios, afetando a qualidade da fundição. Portanto, a viabilidade do processo deve ser levada em consideração durante o projeto.
Padrões comuns de raio de flexão e escopo de aplicação
Os padrões de raio de flexão comumente usados no setor são principalmente:
Cotovelo curto do raio (sr, raio de flexão igual ao diâmetro do tubo)
Aplicável a ocasiões com espaço limitado, mas a resistência ao fluido é grande, e a turbulência e o ruído são fáceis de gerar.
Radius longo cotovelo (LR, o raio de flexão é 1,5 vezes ou 2 vezes o diâmetro do tubo)
O fluxo do fluido é mais suave, a perda de pressão é pequena e a distribuição de tensão é uniforme. É a primeira escolha para a maioria dos dutos industriais.
Cotovelo de raio especial
Projetado para requisitos específicos de processo, o raio de flexão pode ser ajustado com flexibilidade de acordo com a taxa de fluxo, pressão e diâmetro do tubo.

Processo de determinação do raio de flexão
Parâmetros de pipeline limpo
Incluindo diâmetro do tubo, pressão nominal, meio de transmissão e sua taxa de fluxo, temperatura, etc.
Cálculo e simulação de fluidos
Use o software de mecânica de fluido para simular diferentes esquemas de raio de flexão e analisar a perda de pressão, a distribuição da taxa de fluxo e a intensidade da turbulência.
Análise de estresse estrutural
Simule a distribuição de tensão através do método do elemento finito para garantir que a força das peças fundidas sob o raio de flexão selecionado atenda às especificações padrão.
Avaliação do processo
Combinado com as características do processo de fundição, avalie a dificuldade de fabricação e o custo de diferentes esquemas de raio.
Seleção abrangente de otimização
Pese as compensações entre desempenho, fabricação e custo para determinar o raio de flexão ideal.