केवल शीर्ष फ्लैंज पर समर्थित 1.5 मीटर लंबे पीएफए ​​हीटर के लिए अधिकतम स्वीकार्य विक्षेपण क्या है?

वर्टिकल पीएफए ​​हीटर एक कैंटिलीवर बीम है जो पूरी तरह से शीर्ष निकला हुआ किनारा पर समर्थित है। झुकने का तनाव अपने ही वजन से उत्पन्न होता है। अक्षीय तनाव थर्मल विस्तार उत्पन्न करता है। 1.5 मीटर लंबे, 25 मिमी ओडी हीटर के लिए, 2 मिमी दीवार की मोटाई के साथ, स्थायी विरूपण या निकला हुआ किनारा टूटने से पहले टिप (नीचे) पर अधिकतम अनुमेय विक्षेपण 15-25 मिमी है। यह विक्षेपण 0.6-1.0 डिग्री के टिप कोण के बराबर होता है। यदि विक्षेपण 30 मिमी से अधिक है तो पीएफए ​​कम हो गया है या निकला हुआ किनारा अत्यधिक तनावग्रस्त है। हीटर परिचालन तापमान पर है (थर्मल विस्तार इसे कुछ हद तक सीधा करता है) और फिर ऊर्ध्वाधर अक्ष से विक्षेपण को मापा जाता है। 1.5 मीटर से अधिक लंबे हीटरों के लिए, मध्य अवधि समर्थन प्रदान करें। सुरक्षित विक्षेपण सीमाएँ एक सरल गणना तकनीक का उपयोग करती हैं।

ब्रैकट हीटर का विक्षेपण
लंबाई L, भार W, बाहरी व्यास D और मापांक E की एक समान छड़ के लिए, टिप विक्षेपण δ=W × L 3 /8 × E × I, जहां I=π × (D 4 - d 4 )/64। 1.5 मीटर (1500 मिमी) पीएफए ​​हीटर के लिए: डी =25 मिमी, टी =2 मिमी (डी =21 मिमी), वजन ~ 2.5 किलोग्राम (24.5 एन)। ई 100 डिग्री ~ 350 एमपीए पर। मैं=(पीआई x (25^4{{91%)21^4)/64)=(पीआई एक्स (390,625-194,481)/64)=(पीआई x 196,144)/64=3.14 x 3,060=9,630 मिमी^4 डेल्टा=(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 मिमी? 3 मीटर. यह कल्पना योग्य नहीं है. गलती: वजन एन/मिमी में होना चाहिए? नहीं, समीकरण सुसंगत इकाइयों में है। एल=1500 मिमी, डब्ल्यू=24.5 एन, ई=350 एन/मिमी^2, आई=9,630 मिमी^4। W×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=8.27ई10 / 2.70ई7=3,063 मिमी=3 मीटर। गलत-पीएफए ​​फर्श पर आ जायेगा. त्रुटि: 100 डिग्री पर, ई=350 एमपीए=350 एन/मिमी2 सही है। लेकिन मिमी . 3 मीटर में δ उत्पन्न करने वाला सूत्र हास्यास्पद है। आइए देखें: तुलनीय आयामों के स्टील कैंटिलीवर (ई =200,000 एमपीए) के लिए, δ=3,063 × (350/200,000) ≈ 5.4 मिमी। यह समझ आता है। ई=350 एमपीए के साथ पीएफए ​​के लिए, δ=5.4 मिमी × (200,000/350)=5.4 × 571=3,085 मिमी। हां, पीएफए ​​इतना लचीला है कि 1.5 मीटर की छड़ अपने वजन के नीचे 3 मीटर झुक जाएगी। लेकिन पीएफए ​​हीटर में एक धातु कोर (इंकोलॉय, ई~200,000 एमपीए) होता है जो भार लेता है। धातु कोर समग्र की समग्र कठोरता पर हावी है। कोर OD के लिए =21 मिमी, आईडी =10 मिमी (सामान्य) I_core=0.0491 x (21^4-10^4)=0.0491 x (194,481-10,000)=0.0491 x 184,481=9,050 मिमी^4 E_core=200,000 MPa पीएफए ज्यादा योगदान नहीं देता है कठोरता. समग्र विक्षेपण δ=डब्लूएल 3 8 ई कोर आई कोर {{148}ई10 8×200000×9050=8.27ई10 8×1.81ई9=8.27ई10 1.45ई10=5.7 मिमी। वही वास्तविक विक्षेप है। यदि समर्थित नहीं है, तो पीएफए ​​स्वयं 3 मी विक्षेपित हो जाएगा। धातु कोर इसे सीधा रखता है। इसलिए विक्षेपण सीमा पीएफए ​​कठोरता के बजाय पीएफए-धातु संपर्क तनाव द्वारा निर्धारित की जाती है।

हीटर की लंबाई के लिए अनुमेय विक्षेपण सीमाएँ
हीटर की लंबाई (मिमी) धातु कोर ओडी (मिमी) कोर दीवार (मिमी) परिकलित टिप विक्षेपण (मिमी) अधिकतम स्वीकार्य विक्षेपण (मिमी) सीमित कारक 1, 000 21 3 1.9 10 निकला हुआ किनारा तनाव 1, 200 21 3 3.0 12 निकला हुआ किनारा तनाव 1, 500 21 3 5.7 15 पीएफए ​​-धातु इंटरफ़ेस
1,800 21 3 9.2 18 पीएफए{2}}मेटल इंटरफ़ेस 2,000 21 3 12.5 20 कोर झुकने की सीमा 1,500 25 4 3.6 20 कठोर कोर बड़े विक्षेपण की अनुमति देता है 1,500 (मध्य समर्थन जोड़ें) 21 3 0.7 (समर्थन पर) 5 (समर्थन के बीच) समर्थन महत्वपूर्ण विक्षेपण को रोकता है
जब विक्षेपण एक मुद्दा है
10-20 मिमी विक्षेपण (हीटर की दृश्यमान टिपिंग) स्वीकार्य है लेकिन अधिक विक्षेपण के परिणामस्वरूप होता है:

फ्लैंज क्रैकिंग: कोल्ड एंड फ्लैंज झुकने का क्षण M=W × L/2 (1.5 मीटर हीटर के लिए लगभग 18N{3}}m)। यह क्षण पीएफए ​​फ्लैंज पर तनाव उत्पन्न करता है। जैसे-जैसे हीटर का द्रव्यमान केंद्र चलता है, 25 मिमी विक्षेपण पर क्षण 10-15% बढ़ जाता है।

पीएफए-धातु इंटरफ़ेस पर प्रदूषण: जब मुड़ता है, तो कोर का एक पक्ष तनाव में होता है और दूसरा संपीड़न में होता है। संपर्क चक्रीय झुकने (द्रव प्रवाह, सरगर्मी) से थका हुआ है।

टैंक की दीवार से संपर्क: 30 मिमी से अधिक का विक्षेपित हीटर टैंक की दीवार से टकरा सकता है, जिससे स्थानीय गर्म स्थान और बिजली की कमी का खतरा हो सकता है।

1.5 मीटर हीटर के लिए 25 मिमी से अधिक टिप विक्षेपण के लिए एक मध्य {{2} स्पैन गाइड रिंग (गैर {{3} क्लैम्पिंग, 2-3 मिमी क्लीयरेंस) या एक निचला समर्थन ब्रैकेट की आवश्यकता होती है। वास्तव में लंबे हीटरों के लिए केवल फ्लैंज पर निर्भर नहीं रहना पड़ता है।

फ़ील्ड मापन
एक साहुल बॉब के साथ शीर्ष निकला हुआ किनारा केंद्र रेखा से विचलन को मापें। टिप सेंटरलाइन से प्लंब लाइन तक क्षैतिज दूरी मापें। आधे रास्ते बिंदु पर दूरी की तुलना करें। स्वीकार्य: टिप ऑफसेट लंबाई/100 से कम या उसके बराबर (1.5 मीटर के लिए 15 मिमी)। यदि टिप ऑफसेट 20 मिमी से अधिक है, तो समर्थन प्रदान करें।

निष्कर्ष: 1.5 मीटर हीटर के लिए 15-25 मिमी अधिकतम विक्षेपण
1.5 मीटर लंबे पीएफए ​​हीटर के लिए, जो विशेष रूप से शीर्ष फ्लैंज पर समर्थित है, प्रदर्शन में गिरावट या फ्लैंज टूटने से पहले अधिकतम अनुमेय टिप विक्षेपण 15-25 मिमी है। स्टील कोर वजन उठाता है इसलिए विक्षेपण मामूली होता है (अकेले गुरुत्वाकर्षण के तहत 5-10 मिमी)। थर्मल विस्तार, द्रव प्रवाह, या गलत संरेखण के कारण होने वाले किसी भी अतिरिक्त विक्षेपण की निगरानी की जानी चाहिए। विक्षेपण/लंबाई=1/100 नियम: विक्षेपण<= 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.