Comment déterminer le rayon de flexion approprié lors de la conception de pièces moulées de réducteur du coude

Dans la conception des systèmes de pipeline, Castings réducteur du coude sont des connecteurs importants pour réaliser la conversion du diamètre du tuyau et le tournage du pipeline. La conception raisonnable du rayon de flexion affecte directement les performances de la mécanique des fluides, la résistance mécanique et la durée de vie du pipeline. Par conséquent, la détermination avec précision du rayon de flexion du coude est cruciale pour assurer le fonctionnement sûr et efficace de l'ensemble du système de pipeline.

Définition et fonction du rayon de flexion
Le rayon de flexion fait référence au rayon de l'arc de la partie de flexion intérieure du coude, qui est généralement exprimé en multiple du diamètre du tuyau. Il détermine non seulement l'état d'écoulement du fluide au niveau du coude, mais affecte également la difficulté de distribution et de fabrication des contraintes. Plus le rayon de flexion est petit, plus le tuyau tournant est rapide, plus la résistance du fluide et le vortex local sont forts; Inversement, lorsque le rayon de flexion est plus grand, le débit est plus fluide et la perte de pression est plus petite.

Principes de base pour déterminer le rayon de flexion
Exigences de traitement des systèmes de pipeline
La conception des systèmes de pipeline est souvent limitée par l'espace d'installation et le flux de processus. Le rayon de flexion des moulages de réducteur du coude devrait prendre en compte à la fois les limitations de l'espace et les exigences de transport des fluides. Dans les espaces compacts, les coudes avec des rayons de flexion plus petits peuvent être utilisés, mais les pertes d'écoulement et les effets de contrainte doivent être évaluées.
Considérations de dynamique des fluides
Lorsque le fluide traverse le coude, une force inertielle sera générée, entraînant une distribution de vitesse inégale, un vortex et une perte de pression. Le rayon de flexion raisonnable peut réduire la résistance à l'écoulement, éviter les turbulences locales et le bruit de fluide. Il est généralement recommandé que le rayon de flexion ne soit pas inférieur à 1,5 fois le diamètre nominal du tuyau pour assurer un passage lisse du fluide.
Résistance mécanique et distribution de contrainte
Le coude est la zone de concentration de contrainte du pipeline. Un rayon de flexion trop petit entraînera un pic de contrainte local et augmentera le risque de rupture de fatigue. Une analyse par éléments finis (FEA) peut être utilisée pour simuler le champ de contrainte et optimiser le rayon de flexion pour garantir que la coulée a une résistance et une ténacité suffisantes sous pression de travail.
Limitations du processus de fabrication
Le processus de coulée a certaines restrictions sur la géométrie du coude. Un rayon de flexion plus grand est facile pour remplir le moule de sable et l'écoulement métallique, réduisant les défauts de coulée; Un rayon de flexion plus petit peut provoquer des défauts tels que la fermeture du froid et les pores, affectant la qualité de la coulée. Par conséquent, la faisabilité du processus doit être prise en compte lors de la conception.
Normes de rayon de flexion communes et portée de l'application
Les normes de rayon de flexion couramment utilisées dans l'industrie sont principalement:
Coude de rayon court (SR, rayon de flexion égal au diamètre du tuyau)
Applicable aux occasions avec un espace limité, mais la résistance au fluide est grande et les turbulences et le bruit sont faciles à générer.
Coude de rayon long (LR, le rayon de flexion est 1,5 fois ou 2 fois le diamètre du tuyau)
Le débit de fluide est plus lisse, la perte de pression est faible et la distribution de contrainte est uniforme. C'est le premier choix pour la plupart des pipelines industriels.
Coude de rayon spécial
Conçu pour des exigences de processus spécifiques, le rayon de flexion peut être ajusté de manière flexible en fonction du débit, de la pression et du diamètre du tuyau.

Processus de détermination du rayon de flexion
Effacer les paramètres du pipeline
Y compris le diamètre du tuyau, la pression nominale, le milieu de transport et son débit, sa température, etc.
Calcul et simulation du fluide
Utilisez un logiciel de mécanique des fluides pour simuler différents schémas de rayon de flexion et analyser la perte de pression, la distribution du débit et l'intensité de la turbulence.
Analyse des contraintes structurelles
Simuler la distribution des contraintes par la méthode des éléments finis pour garantir que la résistance des pièces moulées sous le rayon de flexion sélectionné répond aux spécifications standard.
Évaluation des processus
Combiné avec les caractéristiques du processus de coulée, évaluez la difficulté de fabrication et le coût des différents schémas de rayon.
Sélection d'optimisation complète
Peser les compromis entre les performances, la fabrication et le coût pour déterminer le rayon de flexion optimal.