Chi tiết

BlazeMaster CPVC

Những điều bạn cần biết về sự giãn nở và co giãn nhiệt của đường ống

Tất cả các vật liệu đường ống đều giãn nở và co lại do thay đổi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, đường ống giãn nở. Khi nhiệt độ giảm, đường ống co lại. Nếu không tính đến khi thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy, sự giãn nở nhiệt có thể khiến hệ thống bị hỏng sớm, dẫn đến những sửa chữa không cần thiết và những lo ngại về độ tin cậy.

Ví dụ, nếu một đường ống trong hệ thống phòng cháy chữa cháy bị hạn chế ở cả hai đầu, ứng suất sẽ bắt đầu hình thành khi đường ống giãn nở. Nếu áp suất trở nên quá lớn thì đường ống sẽ bị vỡ và hệ thống có thể không cung cấp được lượng nước cần thiết để dập tắt đám cháy.

May mắn thay, có thể dễ dàng ngăn ngừa tác hại của sự giãn nở và co lại nhiệt bằng cách hiểu sự thay đổi nhiệt độ tác động như thế nào đến đường ống và cách làm chệch hướng ứng suất trên hệ thống đường ống.

Cách xác định sự giãn nở hoặc co lại nhiệt

Để xác định mức độ giãn nở hoặc co lại của đường ống, hãy xem xét ba biến số sau:

  • Hệ số giãn nở nhiệt (in./in.°F) : Mọi vật liệu đều có hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính. Nó cho thấy mỗi mức độ thay đổi nhiệt độ đều dẫn đến một mức độ giãn nở tuyến tính nhất định.
  • Chiều dài đường ống chạy (in.) : Đường ống càng dài thì nó sẽ càng giãn nở hoặc co lại.
  • Thay đổi nhiệt độ : Đây là sự chênh lệch giữa nhiệt độ tối đa và tối thiểu mà đường ống sẽ tiếp xúc (° F), kể từ thời điểm lắp đặt cho đến khi sử dụng. Để xác định sự thay đổi nhiệt độ của đường ống, hãy xem xét nhiệt độ của chất lỏng bên trong cũng như nhiệt độ bên ngoài mà đường ống tiếp xúc.

Thay các biến trên vào phương trình sau để xác định độ giãn nở hoặc co lại của đường ống.

Phương trình: ∆L = Lp C ∆T

∆L = Thay đổi chiều dài do thay đổi nhiệt độ (in.)
Lp = Chiều dài đường ống chạy (in.)
C= Hệ số giãn nở nhiệt (in./in.°F)
∆T = Thay đổi nhiệt độ ( ° F)

Các yếu tố của vật liệu để xử lý ứng suất

Chiều dài của đường ống sẽ giãn ra và co lại không phải là khía cạnh quan trọng duy nhất để thiết kế chống lại hư hỏng do giãn nở và co lại. Bạn cũng phải hiểu thêm một số đặc tính của hệ thống và vật liệu.

  • Ứng suất làm việc : Mức ứng suất tối đa mà vật liệu có thể chịu được khi sử dụng
  • Mô đun đàn hồi : Thước đo độ cứng của ống
  • Đường kính ngoài ống : Đường kính ngoài của ống, ảnh hưởng đến khả năng làm lệch ứng suất của ống

Nhựa nhiệt dẻo giãn nở và co lại nhiều hơn kim loại. Tuy nhiên, những đặc tính nói trên là thứ cho phép nhựa nhiệt dẻo làm giảm ứng suất tốt hơn kim loại.

Để có cái nhìn sâu hơn về việc lắp đặt CPVC và những ưu điểm khác biệt của BlazeMaster® CPVC so với thép, hãy tải xuống Hướng dẫn phòng cháy chữa cháy thương mại Thép so với CPVC.

Cách thiết kế một hệ thống để mở rộng và thu gọn

Đối với hầu hết các điều kiện vận hành và lắp đặt hệ thống phòng cháy chữa cháy, sự giãn nở và co lại có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi hướng chạy của đường ống. Tuy nhiên, trong một số trường hợp nhất định, có thể cần phải có các vòng mở rộng hoặc độ lệch khi lắp đặt các đường ống thẳng, dài.

Thay đổi hướng

\Khi kết thúc đường ống, khuỷu góc và đường ống liền kề có thể cho phép chuyển động ở một mức độ nào đó. Nếu đường ống liền kề đủ dài, có thể tính toán sự giãn nở và co lại vì nhiệt bằng cách đặt một móc treo hoặc dẫn một khoảng cách xác định cách xa khuỷu tay.

Vòng mở rộng

Vòng mở rộng được đặt ở giữa đường ống. Ống được cấu hình thành hình chữ “U” và tâm của nó được cố định bằng một giá đỡ. Mỗi bên đường ống đi vào chữ U được treo bằng móc treo hoặc thanh dẫn hướng, cho phép đường ống di chuyển qua lại. Để mở rộng, độ mở của chữ U thu hẹp lại. Khi co lại, lỗ chữ U mở rộng.

Bù đắp mở rộng

Cơ cấu lệch này được sử dụng khi đường ống cần tránh các kết cấu cố định.

Độ lệch mở rộng được đặt ở giữa đường ống. Mỗi khuỷu tay, cũng như chiều dài thẳng đứng của ống, cho phép có một mức độ lệch nào đó. Móc treo hoặc thanh dẫn hướng được sử dụng để đặt mỗi đường ống. Khi đường ống mở rộng, khuỷu tay trên và dưới sẽ đẩy vào, làm cho chiều dài thẳng đứng nghiêng sang phải. Khi co lại, ống thẳng đứng sẽ nghiêng sang trái.

Tính chiều dài vòng lặp

Việc thiết kế các cơ cấu biến dạng trên phụ thuộc vào chiều dài ống, ứng suất làm việc, mô đun đàn hồi và đường kính ngoài của ống. Để tính độ dài vòng lặp, hãy sử dụng các biến trong phương trình.

Phương trình: L = ( 3 ED ( Δ L))/ 2S

L = Chiều dài vòng lặp (in. hoặc cm)
E = Mô đun đàn hồi ở nhiệt độ tối đa (psi hoặc kPa)
D = Đường kính ngoài của ống (in. hoặc cm)
ΔL = Thay đổi chiều dài do thay đổi nhiệt độ (in. hoặc cm)
S = Ứng suất làm việc ở nhiệt độ tối đa (psi hoặc kPa)

Các phương pháp hay nhất để thiết kế chống lại sự giãn nở và co lại nhiệt

Sau khi đã xác định được độ dài vòng lặp, hãy đảm bảo tuân thủ các phương pháp thực hành tốt nhất này khi thiết kế và lắp đặt:

  • Luôn chừa khoảng cách thích hợp (chiều dài vòng) giữa khuỷu tay và móc treo/dây buộc.
  • Các vòng giãn nở phải được xây dựng bằng ống thẳng và khuỷu 90°, được gắn bằng dung môi với nhau.
  • Tránh hạn chế chuyển động tự nhiên của đường ống theo hướng giãn nở và co lại.
  • Luôn tham khảo mã địa phương và hướng dẫn của nhà sản xuất khi thiết kế giãn nở nhiệt.

Khám phá lợi ích của Hệ thống phòng cháy chữa cháy CPVC BlazeMaster®

Tìm hiểu về cách sử dụng CPVC có thể giúp bạn tiết kiệm thời gian và tiền bạc, sử dụng nó ở đâu và lịch sử của CPVC trong Hướng dẫn về Hệ thống phun nước chữa cháy CPVC hoặc tải xuống Máy tính giãn nở nhiệt:

https://www.blazemaster.com/blog/what-you-need-to-know-about-piping-thermal-expansion-and-contraction

Chat Zalo Gọi Ngay Yêu cầu gọi lại Chat Ngay Tư vấn ngay