Visualizza versione completa : Stima analitica dilatazione
Ciao,
L'immagine allegata è un condotto (la vista è in sezione ovviamente) dove scorre gas a 180°C.
Secondo voi la dilatazione fa si che la lunghezza "L" aumenti o diminuisca rispetto alla stessa misura a temperatura ambiante??????
E come potrei secondo voi stimare questa dilatazione, anche in prima approssimazione?:confused:
Grazie a tutti!:)
http://img527.imageshack.us/img527/296/bodyvy9.jpg (http://imageshack.us)
cacciatorino
13-02-2008, 19: 14
Ciao,
L'immagine allegata è un condotto (la vista è in sezione ovviamente) dove scorre gas a 180°C.
Secondo voi la dilatazione fa si che la lunghezza "L" aumenti o diminuisca rispetto alla stessa misura a temperatura ambiante??????
E come potrei secondo voi stimare questa dilatazione, anche in prima approssimazione?:confused:
Grazie a tutti!:)
http://img527.imageshack.us/img527/296/bodyvy9.jpg (http://imageshack.us)
Mi sa che l'unica e' usare un software per analisi ad elementi finiti.... Dato che la struttura e' abbastanza tozza non e' prevedibile ad occhio capire cosa fara'....
quoto cacciatorino.
vedo dal profilo che usi SW, cosmos e il flow, sfruttali!, la risposta è lì dentro.
Certo se posti un modello e specifichi anche il tipo do gas e il materiale, forse qualcosa si può tirar fuori "alla buona"...
ciao fammi sapere
Si tratta di metano a 180°C.
All'esterno cambia poco, essendo tutto molto ben coibentato, si può ipotizzare 170°C dalla mia esperienza.
Fare un'analisi FEM a me va benissimo (a dir la verità ho creato ieri un thread sul forum di cosmos..), per l'analisi termica delle distribuzioni delle temperature non ho nessun problema, ma è solo che dopo non ho idea di come estrarre le dilatazioni. Se mi puoi dare un'indicazione te ne sarei grato.
Ma comunque, dal punto di vista qualitativo, la quota "L" dilatata aumenta o diminuisce secondo te??
Grazie
mi ricordo di una lezione di fisica...
... il profilo in questione si dilata all'aumentare della T, se non mi ricordo male. Per dare una stima di quanto di dilata applica la formula della dilatazione termica sulla lunghezza della circonferenza media tra diametro interno e diametro esterno. spero di non dire stron.zate...
effettivamente se fosse il contrario ci sarebbe compenetrazione di materiale, no?
ciau
cacciatorino
14-02-2008, 10: 23
Ma comunque, dal punto di vista qualitativo, la quota "L" dilatata aumenta o diminuisce secondo te??
Grazie
Il problema e' che "qualitativamente" si corre il rischio di fare errori grossolani se non si e' molto esperti....
Ciao.
Ok, il dubbio che mi è venuto è il seguente:
La dilatazione è un aumento di volume del materiale perchè l'ampiezza di vibrazione degli atomi/molecole aumenta.
Dato che vibrano in tutte le direzioni, mi verrebbe da dire che l'aumento di volume è in tutte le direzioni, quindi:
- La quota "L" diminuisce.
- Il diametro interno diminuisce.
- Il diametro esterno aumenta.
Però non sono sicuro.....
P__C__D
14-02-2008, 10: 35
Ma comunque, dal punto di vista qualitativo, la quota "L" dilatata aumenta o diminuisce secondo te??
Anche senza ricorrere ad un software di analidi ad elementi finiti, sono pronto a scommettere che la tua quota si dilata all'aumentare della temperatura.
Tieni conto che ogni coppia di punti presa a caso all'interno del materiale, all'aumentare della temperatura aumenta la propria distanza. Fai un po' te cosa succede.
P__C__D
14-02-2008, 10: 37
Dato che vibrano in tutte le direzioni, mi verrebbe da dire che l'aumento di volume è in tutte le direzioni, quindi:
- Il diametro interno diminuisce.
Ti sei appena contraddetto, prova a indicare il perché
e io che ho detto?:rolleyes:
dl = alpha * delta_T * diametro_medio
Quindi "L" aumenta con l'aumentare della temperatura?
Assolutamente sì!
:)
visto che stai considerando uno spessore non costante prob. la dilatazione sarà un po' distorta, ma in media il diametro aumenta di un dx costante per qualsiasi circonferenza che consideri, tra quella max e quella min. Anche considerando i gradienti di temperatura tra interno ed esterno la risposta non cambia... il tuo pezzo si incicciotta.
ciau ne!
A me agli elementi finiti però viene il contrario......
http://img99.imageshack.us/img99/3964/conduitkn5.jpg (http://imageshack.us)
P__C__D
15-02-2008, 17: 02
Questa mi sembra una vera stranezza. Come mai ad esempio le estremità delle due sezioni cilindriche orrizzontali non subiscono alcuna dilatazione (parti in azzurro)?
Lì ci sono gli incastri della simulazione.
P__C__D
15-02-2008, 17: 08
Dunque i gradienti di temperatura all'interno dell'oggetto possono anche essere molto diversi?
Questa è la distribuzione delle temperature.
Ciao
http://img168.imageshack.us/img168/6081/conduit2lb8.jpg (http://imageshack.us)
P__C__D
15-02-2008, 17: 56
In effetti il gradiente delle temperature non è molto elevato, in fin dei conti ci sono solo 30° di differenza su un incremento di 128° rispetto alla temperatura ambiente, forse non è abbastanza per far supporre che si possano verificare delle distorsioni a causa delle differenze di temperatura piuttosto che a causa della geometria dell'oggetto.
Dunque, facendo un atto di fede sulla correttezza della tua fea, io ho perso la scommessa.
Whooring
15-02-2008, 18: 08
purtroppo la variazione delle dimensioni è molto legata alle tensioni che genera la delta T e quindi non è detto che un pezzo se riscaldato aumenti di dimensioni in tutte le direzioni, può accadere che a causa delle tensioni che si creano alcune dimensioni diminuiscano e questo dipende molto dalla geometria del pezzo.
Quell'analisi l'hai fatta con cosmos flow o con il cosmos design?
Cosmos Design.
Ho fatto un'analisi termica per avere i gradienti, poi ho fatto un'analisi statica dando come dati di input gli effetti del calcolo termico, così facendo calcolo le deformazioni dovute alle dilatazioni.
Floworks non mi serviva in quanto in pratica consco sia la temperatura inerna che quella esterna.
Ciao
cavallipurosangue
15-02-2008, 20: 29
Il motivo per il quale il diametro al centro non aumenta in proporzione al resto mi sembra abbastanza semplice.
Non avete visto come è vincolato?
andrea71
15-02-2008, 21: 55
Il motivo per il quale il diametro al centro non aumenta in proporzione al resto mi sembra abbastanza semplice.
Non avete visto come è vincolato?
Quoto. Penso sia importante non affidarsi al FEM come ad una sorta di stregone che risolve cose imponderabili. Quantitativamente una risposta era impossibile, ma una qualitativa almento era plausibile.
Quoto. Penso sia importante non affidarsi al FEM come ad una sorta di stregone che risolve cose imponderabili. Quantitativamente una risposta era impossibile, ma una qualitativa almento era plausibile.
Quoto in pieno,
anche se dalla mia esperienza professionale ho imparato che finchè si tratta di meccanica "fredda" esistono strumenti e soprattutto persone con esperienza che dal punto di vista pratico valgono più di qualsiasi FEM.
Il problema è invece quando si passa alla fisica tecnica ed alla fluidodinamica, questi campi, a mia opinione ovviamente, sono spesso troppo complicati per basarsi sull'esperienza e anche se fosse gente con 30 anni di esperienza non esiste perchè sono settori relativamente nuovi.
Anche quelli "Esperti", come potrei definirmi io con un po' di presunzione:D, hanno difficoltà a navigare tra perdite di carico, entalpia, entropia, sollecitazioni indotte (questo ad esempio era un cliente che vuole sapere perchè gli si è rotto il riporto in carburi di tugsteno su una superficie, e probabilmente è a causa delle dilatazioni "bloccate" che hanno generato stress...........
Bah, adesso vado a casa....
Buon Fine Settimana!!!;)
P__C__D
16-02-2008, 13: 53
Il motivo per il quale il diametro al centro non aumenta in proporzione al resto mi sembra abbastanza semplice.
Non avete visto come è vincolato?
Personalmente non la vedo così semplice, Secondo la mia "immaginazione" le parti che tu chiami "vincoli" avrebbero dovuto dilatarsi unitamente al resto della struttura. Sarei quasi curioso di vedere come si comporta il pezzo senza gradienti, ovvero all'equilibrio termico (aumento della temperatura omogeneo su ogni punto del corpo metallico).
Allo stesso tempo sarei curioso di vedere come si comporterebbe un semplicissimo cilindro cavo applicando i gradienti di temperatura. Non si sa mai che la strozzatura al centro del cilindro sia dovuta ad una diversa dilatazione degli strati più interni rispetto a quelli più esterni del materiale.
cavallipurosangue
16-02-2008, 14: 05
Scusami, ma se sono definiti come incastri... per definizione faranno in modo che il materiale sul quale agiscono direttamente non sia libero di spostarsi.
In particolare, tutta la struttura tenderebbe ad aumentare i dimensioni, quindi anche il cilindro orizzontale... però ciò non è possibile, per via del doppio incastro, quindi nasceranno sicuramente delle tensioni elastiche di compressione, impedendo la libera espansione del materiale...
P.S.: Per isolare l'effetto del carico puramente termico io vincolerei il tutto con un appoggio senza attrito sulla faccia in basso e su una faccia orizzontale
andrea71
17-02-2008, 10: 18
Quoto in pieno,
anche se dalla mia esperienza professionale ho imparato che finchè si tratta di meccanica "fredda" esistono strumenti e soprattutto persone con esperienza che dal punto di vista pratico valgono più di qualsiasi FEM.
Il problema è invece quando si passa alla fisica tecnica ed alla fluidodinamica, questi campi, a mia opinione ovviamente, sono spesso troppo complicati per basarsi sull'esperienza e anche se fosse gente con 30 anni di esperienza non esiste perchè sono settori relativamente nuovi.
Anche quelli "Esperti", come potrei definirmi io con un po' di presunzione:D, hanno difficoltà a navigare tra perdite di carico, entalpia, entropia, sollecitazioni indotte (questo ad esempio era un cliente che vuole sapere perchè gli si è rotto il riporto in carburi di tugsteno su una superficie, e probabilmente è a causa delle dilatazioni "bloccate" che hanno generato stress...........
Bah, adesso vado a casa....
Buon Fine Settimana!!!;)
Integro in parte il mio precedente post, che, riletto, era veramente irritante :rolleyes:
Quello che intendevo è che ritengo fondamentale per chi si approccia al FEM senza magari passare da un'attività di progettazione vecchio stile, lo sforzarsi di "anticipare" i risultati. Già dire "secondo me i flussi delle tensioni andranno così o colì" dimostra di aver pensato in anticipo come potrebbe comportarsi il sistema. Nel FEM si possono commettere topiche anche devastanti, se invece si ha un'idea del possibile andamento dei risultati, o si impara qualcosa o si corregge un errore. Comunque ne viene un guadagno.
Scusami, ma se sono definiti come incastri...
:rolleyes:
ciau ne
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