没有膨胀节的管道，固定支架推力是否有内压不平衡力

按照原理来说，是否受内压不平衡力的作用和固定支架两侧是否有膨胀节没有关系。那么为什么计算固定支架推力的时候，都是带补偿器的需要考虑内压不平衡力，包括波纹管，套筒补偿器，但固定支架一侧直管段，一侧弯头的时候，固定支架推力力没有考虑内压不平衡力的作用？

只有波纹管补偿器、套筒补偿器产生内压推力，自然补偿的管道没有内压推力。

sf169 发表于 2021-8-13 10:24
只有波纹管补偿器、套筒补偿器产生内压推力，自然补偿的管道没有内压推力。

只要管道走向、截面积等改变，都存在内压推力。只有膨胀节需要固定支架额外考虑，是因为膨胀节的刚度和管道的刚度相差太多。普通管道上，内压推力对管道变形影响很小，可以忽略不计。但有膨胀节的管道，内压推力会影响很大。

behemouth 发表于 2021-8-23 13:39
只要管道走向、截面积等改变，都存在内压推力。只有膨胀节需要固定支架额外考虑，是因为膨胀节的刚度和管 ...

赞同

behemouth 发表于 2021-8-23 13:39
只要管道走向、截面积等改变，都存在内压推力。只有膨胀节需要固定支架额外考虑，是因为膨胀节的刚度和管 ...

你说的前面我都能理解，但是问题是：既然无膨胀节的管道也有盲板力的作用，那支架轴向推力也应该考虑盲板力，这个和管道刚度没有关系，就和固定支架轴向推力要考虑摩擦力一样，难道没有膨胀节的刚性管道所受的盲板力所造成的固定支架受力很小？比摩擦力还小？我看到的计算公式只在有膨胀节的时候固定支架受力计算考虑了盲板力作用。按照盲板力的原理，及时没有膨胀节存在，盲板力也是很大的，这个对固定支架受力也应该影响很大的？比如弯头处的固定支架，此处按照盲板力计算，应该就是压力乘以管道截面积，力也很大。

小小打工仔 发表于 2021-8-25 15:57
你说的前面我都能理解，但是问题是：既然无膨胀节的管道也有盲板力的作用，那支架轴向推力也应该考虑盲板 ...

和管道刚度当然有关系。没有膨胀节的管道，盲板推力不会导致管道的变形的和位移，也不会有力作用到结构上。这个盲板推力只相当于管道的内力，并没有作用到结构上。所以固定点不考虑盲板推力

behemouth 发表于 2021-8-25 17:34
和管道刚度当然有关系。没有膨胀节的管道，盲板推力不会导致管道的变形的和位移，也不会有力作用到结构上 ...

在我的理解中，盲板力是由于管道中管道面积发生变化进而有压力造成的轴向不平衡力，此力和刚度变形又有什么关系？这个力不是应力，是内压力造成的外力作用，只要存在管道面积变化，比如大小头，弯头出，就应该存在盲板力，盲板力作用在管道上，管道自然作用在结构上。膨胀节考虑刚度影响，是因为盲板力会撕裂膨胀节，刚性管道刚度很大，不会撕裂，但不代表没有力的作用。既然力作用在管道上了，为什么不会作用在结构上？有没有相关理论书籍推荐下？

小小打工仔 发表于 2021-8-27 16:22
在我的理解中，盲板力是由于管道中管道面积发生变化进而有压力造成的轴向不平衡力，此力和刚度变形又有什 ...

管道内只要有压力就有轴向力（这就是盲板力），而管道自身的轴向刚度可以平衡此轴向力，不会作用到固定架上。而波纹管补偿器的轴向刚度很小，盲板力就转嫁到固定架上了。

小小打工仔 发表于 2021-8-27 16:22
在我的理解中，盲板力是由于管道中管道面积发生变化进而有压力造成的轴向不平衡力，此力和刚度变形又有什 ...

你拿个L形的气球，手拿着末段，然后吹气，手上感到气球膨胀以及对手的推力，这就是内压推力；
然后换个L形的单车内胎那样的材料，吹气使手上收到相同推力，气压要比气球高很多；
再换个L形的封闭金属管道，内压使固定点受到不能忽略的推力，这个压力需要多大？
这是个很有意思的问题，可以考虑用有限元分析一下。
你想到了面积变化，想到了弯头，但是这些组件的合力呢？不管组件有多复杂，对于固定点来说，管道有形变，才有内压推力。
而管道有内压就会有形变，但是工程上方形补偿在内压作用下的形变小到可以忽略的程度，管道温度改变10℃产生的形变都远大于这个值，根本没有考虑的必要。

everyone2004 发表于 2021-8-30 11:46
你拿个L形的气球，手拿着末段，然后吹气，手上感到气球膨胀以及对手的推力，这就是内压推力；
然后换个L ...

我明白你的意思，有形变才有力的作用，但从你的描述看，你的前提难道不是说是盲板力是管道的内应力吗？按照你的说法，管道的摩擦力不是也不应该考虑？我个人认为盲板力是一种管道面积发生变化，由压力造成的轴向外力，类似与摩擦力作用，而不是你认为的压力造成的管道形变所产生的内力。但这个只是我的个人理解，缺乏相应的证明，不过我查了相关期刊，其中考虑盲板力的作用力只要存在管道面积变化就会产生，和管道是否变形没有明确关系，也和是否有膨胀节没有关系，期刊选取的例子就是弯头处的盲板力，而且力也很大。其次，你觉得相比较摩擦力而言，盲板力作用大还是摩擦力大？
   最后我也来个假设，你左右手分别拿着一节水管道，压力一样，管径一样。一个是直管道，一个是带一个弯头改变的方向管道。你的两个手相当于固定架，那么你觉得两个手会受力大一点？我觉得肯定是有弯头的那个，弯头处的流向变化，必然对弯头有个轴向的冲击力，这个力会转化成对固定点的轴向力作用。

sf169 发表于 2021-8-29 14:45
管道内只要有压力就有轴向力（这就是盲板力），而管道自身的轴向刚度可以平衡此轴向力，不会作用到固定架 ...

轴向刚度如何平衡轴向的外力？轴向刚度平衡的应该是管道的轴向内应力，而盲板力明显是由压力造成的外力呀

小小打工仔 发表于 2021-8-30 16:25
轴向刚度如何平衡轴向的外力？轴向刚度平衡的应该是管道的轴向内应力，而盲板力明显是由压力造成的外力呀

假设一根管道两端有盲板，装两个支架，无论管道内部有无压力，管道不会变形、管架不会有水平力。但如果在两个管架之间装一个波纹管，有无内压就大不一样了，管架如果不焊死，波纹管不能承受内压而伸长，管架如果焊死（就是固定架），管架限制了波纹管的伸长，固定架受到水平力。这才是盲板力，所以只有波纹管产生盲板力。和弯头变径没关系。

小小打工仔 发表于 2021-8-30 16:19
我明白你的意思，有形变才有力的作用，但从你的描述看，你的前提难道不是说是盲板力是管道的内应力吗？按 ...

你举的这个例子，对弯头产生作用的力是流体冲击力，极端情况就是水锤，不是内压产生的内压推力。
而我一直说的是内压推力。
你要考虑弯头处的流体推力，就要考虑流量流速等参数，进行动态分析。
这就是具体设计的问题，一般应力分析是静态分析，不考虑流体产生的推力。
如果要更严格的计算，就需要进行动态分析。

小小打工仔 发表于 2021-8-30 16:19
我明白你的意思，有形变才有力的作用，但从你的描述看，你的前提难道不是说是盲板力是管道的内应力吗？按 ...

这其实就是刚性管道与柔性管道的认识问题。
所谓刚性管道，其刚性足够大，内压不会对外部支架产生内压推力，不管其流通面积如何变化。
对设置通用波纹管膨胀节的柔性管道，在有阀门、变径、弯头等地方设置固定支架时必需考虑内压推力。内压推力等于波纹管的有效面积x压力。如果不考虑，固定支架就会被推倒、波纹管被拉长而失效。以前出现过很多这种问题。
至于你说的期刊上的文章也只是一家之言，不一定对。方便的话，请把这篇文章全文发过来，我们也学习学习。

钟山狼 发表于 2021-9-5 15:58
这其实就是刚性管道与柔性管道的认识问题。
所谓刚性管道，其刚性足够大，内压不会对外部支架产生内压 ...

你说的对，那个文章也只是讨论而已，我看完了大体意思有静压产生的内压不平衡力和动压产生的内压不平衡力，在弯头处，静压没有产生不平衡力，动压产生的则很小，可以忽略

everyone2004 发表于 2021-8-30 20:02
你举的这个例子，对弯头产生作用的力是流体冲击力，极端情况就是水锤，不是内压产生的内压推力。
而我一 ...

我看了下那文章，水锤力在那个文章力归为动压产生的不平衡力，不过比较小，静压的力被管道平衡了

一、内压推力是流体在封闭管道内的固有作用力，在膨胀节、塑料及金属管道内都存在。
《压力管道应力分析》(第二版)P83：“实际上，两端封闭的管道受到压力作用时，无论是否装有膨胀节，压力推力始终存在。只不过管道的刚度相对很大，该压力推力被刚度很大的管壁承受，因此不会造成很大变形，推力也不会作用到管道固定点上。当管道中装有波纹管膨胀节时，由于波纹管的刚度较小，所能承受的压力推力非常有限，因此波纹管很容易产生变形，当膨胀节自身没有附件平衡压力推力时，该推力将作用于膨胀节两端管道的固定点上，如果膨胀节两端管道没有固定点，膨胀节将被拉开，甚至破坏。因此对于自身不能承受波纹管压力推力的膨胀节，使用时必须在其两端管道上设置固定点，以承受压力推力的作用。作用于主固定点的推力与波纹管的压力推力存在直接关系，因此必须首先正确计算波纹管的压力推力。”

二、固定支架一侧直管段，一侧弯头的时候，固定支架推力力没有考虑内压不平衡力的作用？
直管段超过一定长度时，其热胀长度超过L型自然补偿范围，而存在顶坏管道或设备风险时，就要在直管段加装方形补偿器或波纹管，以及固定支架。
安装波纹管时的固定支架要计算压力推力；
安装方形补偿器时，也要考虑压力推力，详情引用《张锡虎工程设计问答》如下图：

只要管道走向、截面积等改变，都存在内压推力。

不用考虑内压力的作用，无波纹补偿器，内压力由管壁承受

你学弧度了？没有补偿器的管道的盲板力由管道金属材料本身承担，和固定支架没关系