descrierea_programului_pipepak

8/19/2019 Descrierea_programului_Pipepak

1/10

Modelarea sistemului de conducte cu programul Pipepak

Utilizarea programului

Acest program constituie o aplicaţie a produsului Algor destinatăconstrucţiei şi analizei sistemelor de conducte. Interfaţa principală a

programului este prezentată în figura 3.8, fiind o foaie de lucru cu mai multecoloane care permit: introducerea caracteristicilor geometrice ale conductelor;

tipurile de suporţi, elementele specifice ca teuri, coturi, robinete, flanşe reducţii;materialul conductei; tipurile de încărcări presiune, greutate moartă,temperatură, vânt, seism, solicitări armonice, sarcini concentrate.

Conducta este văzută ca o

succesiune de puncte; un punct de start (from) şi punctele următoare (to)care definesc ramuri ale

conductei. Astfel pentru

zona de conductă dinfigura 3.9,a avem

secvenţa: de la punctul A(from) la punctul B (to), la

punctul C (to), la punctulD (to), la punctul (E1)

(to). Deplasarea între aceste puncte se face introducând coordonatele în valorirelative în raport cu punctul anterior în coloanele trei (X); patru (Y) şi cinci (Z).Prima coloană este rezervată specificaţiei (from) punct de start şi (to) punctul lacare ajungem; a doua coloană conţine notaţia pentru punct. Se introduce numaiun punct pe rând. În dreptul unui punct putem introduce un cot lung (Long),scurt (Short) sau cu o rază precizată (coloana a şasea), fig. 3.8,e. Coordonateleabsolute apar automat fiind calculate de program. Se defineşte în continuaretipul conductei alegând un tip standardizat sau introducând datele proprii, princompletarea/ alegerea unor casete din figura 3,b. Conducta introdusă semenţine pentru un şir de puncte ( mai multe rânduri) până la introducerea unordate despre o altă conductă. În continuare se introduc date de spre materialulconductei şi despre tipurile de încărcări (fig. 3.9,c şi 3.9,d ). Casetele din figurile3.9,b-3.9,d apar automat în stânga ecranului prin introducerea unui nume încoloanele Pipe/ Material respectiv Load şi apăsarea tastei Enter.

Coloana Data defineşte atributele nodului respectiv (acestea pot fi maxim3) ce se referă la suporţi, elementele fizice de pe conductă (teuri, ventile, flanşeetc.) şi forţele/ masele/ concentratori de eforturi/ greutăţi/ spectru.

Fig. 3.8. Interfaţa principală a programului Pipepak .


2/10

Tipuri de suporţi acceptate în actuala versiune sunt în număr de 12: Rigid;Spring; Constant; Udesigned; Snubbers; Guide; Linestop; Rotational; Inclined;

Oneway; Limit stop; Displacement, descirera acstoara este dată în [8].

a b c

Fig .3.9. Utilizarea programuluiPipepak: a)imaginea conductei

(Pipepak View); b)definireaconductei; c)definireamaterialului; d)definireaîncărcărilor; e)definirea unui cot.

d e

În afară de suporţi putem introduce pe conductă şi alte elemente ca:robinete, flanşe, compensatoare, reducţii, forţe concentrate, forţe armonice, mase,concentratori de eforturi ş.a. Aceste elemente se introduc în funcţie de experienţainginerului cere modelează sistemul de conducte şi au ca scop o modelare cât maifidelă a acestuia. În continuare vom descrie câteva dintre aceste elemente, folositemai des:

Bellows (burduf) arată o legătură dintre două puncte ale sistemului princompensator de tip burduf;

Ball joint constituie o articulaţie sferică; Cut , constituie o pretensionare şi se introduce pentru a reduce reacţia

echipamentului la solicitările termice;

Displacement , se poate introduce o deplasare iniţială într -un punct. Sunt posibile trei cazuri de încărcare care includ deplasări şi rotaţii;

Flage, flanşa care este considerată de program ca o masă concentrată;

Force, putem introduce o forță sau un moment intr -un punct al uneiconducte;


3/10

a b

c d

eFig. 3.10. Utilizarea programului Pipepak: a)mesajul la verificarea condiţiilor; b) mesajul la

terminarea execuţiei; c) forma deformată; d) rotaţiile din sistemul de conducte; e) deformatelecorespunzătoare modurilor proprii de vibraţie.

Frequency, este folosită pentru introducerea încărcărilor armonice, LoadHarmonic. Încărcarea armonică poate fi o forţă sau o deplasare (Type)caracterizată prin frecventă, amplitudine şi fază(Frequency,Magnitude/Phase);

History, utilizată la introducerea numelui unei forţe (Forcing Function)care depinde de timp (Load /Hystory);

Mass, se poate introduce o masă într -un punct al unei conducte; Reducer , se introduce o reducţie între două puncte ale unei conducte; SIF , factorul de intensificare a eforturilor, stress intensification factor;

Tee, se introduc caracteristicile unui teu;

Valve, se introduc caracteristicile unui robinet;

Weight , se introduce o greutate.


4/10

In continuare se face o verificare a datelor introduse şi la apariţia mesajuluidin fig. 3.10,a. analiza poate fi continuată. Se rulează programul şi apoi seanalizează datele fig. 3.10,b.Pentru un sistem de conducte se pot vedea formadeformată fig. 3.10,c, valorile deplasărilor şi rotaţiile fig. 3.10,d ; forma animată a

deformaţiilor din sistem. Pentru o analiză a modurilor proprii de vibraţii putemvedea deformata pentru fiecare pulsaţie proprie a sistemului şi valoarea frecvenţei proprii de oscilaţie. De asemenea programul poate determina eforturile după oteorie de rezistenţă; raportul dintre efortul unitar şi cel admisibi l; efortultangenţial; efortul longitudinal; eforturile principale, valorile forţelor şi alemomentelor fig. 3.11,a,b. Se poate genera un raport cu analiza sistemului fig.3.11,c.

a b c

Fig .3.11. Utilizarea programului Pipepak: a) forţele; b) momentele; c) raportul.

Utilizarea programului Pipepak la analiza sistemului de conducte

Pentru sistemul de conducte prezentat în fig. 1.3 s-a alcătuit modelul prezentat în fig. A9.1. Solicitările considerate au fost cele din capitolul 2, p = 0,95MPa, t = 45 ºC, la care s-a adăugat încărcarea din vânt cu viteza de 70 km/h.Imaginea conductei este dată în fig. 3.12. Cazurile de încărcare sunt tab. A9.1:

a)

Greutatea moartă (motorină, ţeava, izolaţie) + presiune +temperatură;

b) Greutatea moartă (motorină, ţeava, izolaţie) + presiune; c) Temperatură; d)

Greutatea moartă (motorină, ţeava, izolaţie) + presiune +vânt dupăOx;

e) Greutatea moartă (motorină, ţeava, izolaţie) + presiune +vânt dupăOy;

f) Greutatea moartă (motorină, ţeava, izolaţie) + presiune +vânt dupăOz;


5/10

g) Greutatea moartă (motorină, ţeava, izolaţie) + presiune +temperatură+vânt.

Fig.3.12. Imaginea conductei modelată în programul Pipepak.

Se observă că avem un coeficient de siguranţă acceptabil 0,131, fig. 3.13 careîn cazul solicitării combinate cu vânt de 70 km/h se apropie mai mult devaloarea 1, fig. 3.14. Deplasările sunt acceptabile fiind de 0,478 mm(maxim 10mm pentru acest diametru de conductă EN 5663). Aceste deplasări sunt depăşitela absenţa suportului în punctul G1, Anexa 9, devenind 10, 69 mm, fig. A9.2 -

A9.3, ceea ce arată utilitatea studiului pentru amplasarea suporţilor de-a lungulconductei. Rotaţiile sunt acceptabile în toate situaţiile fiind mai mici de 3º, fig.A9.4-A9.5.


6/10

Fig.3.13. Valorile coeficientului de siguranţă efortul: echivalent din conductă pe efortul

admisibil, cazul de încărcare 1.

Fig.3.14. Valorile coeficientului de siguranţă efortul echivalent din conductă pe efortul admisibil,cazul de încărcare 7.


7/10

Fig. 1.3. Schema tronsonului de conductă.

ANEXA 9 ANALIZA SISTEMULUI DE CONDUCTE ÎN PROGRAMULPIPEPACK

Fig. A9.1. Forma deformata pentru situatia unui suport in punctul G1 (stanga) si fara acestsuport (dreapta)


8/10

Fig. A9.2. Rotatiile in jurul lui Ox cu un suport in punctul G1 (stanga ) si fara acest suport

(dreapta), conditia de verificare la : D=203,2 ; s =6,1 mm ; rx


9/10

Fig. A9.4. Rotatii (in jurul lui Oy) si deplasari dupa Oy (cu suport in punctul G1)

Fig. A9.5. Rotatii (in jurul lui Oz) si deplasari dupa Oz (cu suport in punctul G1)


10/10

descrierea_programului_pipepak

Documents