Tesisat Boru ve Bağlantı Elemanları El Kitabı

Tesisat Boru ve Bağlantı Elemanları El Kitabı 153 σdt = E α dt (13) σ dt = Sıcaklık değişimi sonucu oluşan stres Pa (N/m 2 ), Boyuna Kuvvet Boru iki ucundan da sabitlenmiş ve serbest hareket edemiyor ise boyuna bir kuvvet oluşturur. F = σdt A F = E α dt A (14) F = Aksiyel kuvvet (N) A = Kesit alanı (m 2 ) Örnek - Isıtılan Çelik Boru - Isıl Stres ve sınırlandırılmış serbestlik sonucu Uzama kuvveti DN150 Std. (6 in) Çelik Boru 50 m uzunluğunda içinden geçen sıcak su ile 20 °C’den 90 °C’ye ısınarak uzamaya çalışır. Borunun uzama katsayısı 12 10 -6 m/mK ve Elastiklik Modulüsü çelik boru için 200 GPa (10 9 N/m 2 ) Ucu serbest borudaki uzama: dl = (12 10 -6 m/mK) (50 m) ((90 °C) - (20 °C)) = 0.042 m Eğer borunun iki ucu da sabitlenmiş ise σ dt = (200 10 9 N/m 2 ) (12 10 -6 m/mK) ((90 °C)- (20 °C)) = 168 10 6 N/m 2 (Pa) = 168 MPa Not: Eğer boru içerisinde basınç var ise hesaplanan termal stres değeri boru cidarı üzerinde oluşan aksiyel ve dairesel stres değerine vektörel olarak eklenmelidir. Boru dış çapı 168.275 mm ve et kalınlığı 7.112 mm Boru kesit alanı hesabı A = π ((168.275 mm) / 2) 2 - π ((168.275 mm) - 2 (7.112 mm)) / 2) 2 = 3598 mm 2 = 3.6 10 -3 m 2 Ucu sınırlandırılmış borunun üç kısmında üreteceği stres F = (168 10 6 N/m 2 ) (3.6 10 -3 m 2 ) = 604800 N = 604 kN Örnek: Termal Genleşme Stresi Birleşik İki Farklı Malzeme İçin İki farklı sıcaklık genleşme katsayısına sahip malzeme bir arada kullanıldığında sıcaklık değişimi farklı malze- melerde genleşme stresi yaratır. Betonarme içerisindeki demir donatı veya PE kaplı veya PVC kaplı izolasyonlu bölgesel ısıtma boruları gibi vs. PVC plastik çubukların 10 m uzunluğunda çelik çubuklar ile kullanılması. PVC çubukların serbest olarak 100 °C kadar ısıl genleşme miktarı formül (10) kullanılarak dl PVC = (50.4 10 -6 m/mK) (10 m) (100 °C) = 0.054 m