Analisis de tuberias y redes

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ANÁLISIS DE TUBERIAS Y REDES

El análisis de esfuerzo de tubería provee la técnica necesaria para que los ingenieros diseñen sistemas de tubería sin sobre esforzar o sobrecargar los componentes de tubería y equipo conectado. Los términos siguientes de mecánica aplicada están aquí brevemente discutidos (no definidos) para familiarizar al ingeniero con ellos.

Fuerza

La fuerza es unacantidad vectorial con la dirección y magnitud de los efectos de empuje
(compresión), jalón (tensión) o esfuerzo cortante.

Momento

Momento es una cantidad vectorial con la dirección y magnitud de los efectos de torsión y flexión.
Se discutirán mas tarde a detalle los momentos y fuerzas actuando sobre el sistema de tubería debido a diferentes
tipos de cargas, tales como expansión térmica ypeso muerto.
El esfuerzo es la fuerza por unidad de área; este cambio en longitud dividido entre la longitud original es llamado
deformación.

Propiedades del material de tubería.

Los efectos termales incluyen: cargas térmicas que surgen cuando expansión o contracción térmica libre es estorbada por soportes o anclajes, cargas debidas a gradientes de temperatura en paredes de tuberíadelgada, y cargas debidas a la diferencia en coeficientes térmicos de materiales en tuberías enchaquetadas. El coeficiente de expansión lineal de un solido esta definido como el incremento de longitud en una unidad de longitud para el cambio de temperatura de un grado F; la unidad es micro pulgadas por pulgada por °F. La unidad para el coeficiente medio de expansión térmica entre 70 °F ( temperaturade instalación ) y la temperatura dada es proporcionada como pulgadas de expansión por 100 pies de tubería en la tabla A1 del apéndice ( Los valores son del código de tubería ASME B31.3 ). Para convertir de pulg/pulg/|F a pulg /100 pies.
Calculo del claro de tuberías

El claro máximo permisible para sistemas de tuberías horizontales, esta limitado por tres factores principales: esfuerzos deflexion, deflexión vertical, y frecuencia natural. Para la frecuencia natural relativa y limitación de deflexión, el claro permisible puede ser determinado como el meno r de los espacios de soporte calculados basados sobre el esfuerzo y la deflexión.

Explicación de términos relacionados con soportes de tubería.

Anclaje

Un empotramiento rígido que provee sustancialmente completa fijaciónpara las tres traslaciones y rotaciones sobre
los tres ejes de referencia. Se asume un gran numero en el orden de
10
libras /pulg para el atiesamiento
traslacional en los programas de computación digital para simular le fijación. Los detalles de un anclaje estructural
se pueden obtener de cada uno de los estándares de las compañías de soportes de tubería.

Abrazadera

Unartificio proyectado primeramente para resistir desplazamiento de la tubería debido a la acción de cualesquiera otras fuerzas que las debidas a la expansión térmica o gravedad. Notar que con esta definición, un artificio de amortiguamiento se clasifica como un tipo de abrazadera.
Soporte de esfuerzo constanteUn soporte capaz de aplicar un fuerza relativamente constante en cualquier desplazamientodentro de un rango de operación útil ( por ejemplo, contrapeso o artefacto con resorte compensante).

Artificio de amortiguamiento

Un amortiguador u otro artefacto de fricción que incrementa el amortiguamiento de un sistema, ofreciendo alta resistencia contra desplazamientos rápidos causados por cargas dinámicas mientras que permiten esencialmente libre movimiento bajo desplazamientos aplicadosmuy gradualmente ( por ejemplo, amortiguador ).
Colgante
Un soporte por medio de la cual una tubería esta suspendida de una estructura.
Tope limite

Un artefacto que restringe el movimiento traslacional a una limitada cantidad a lo largo de un eje definido.
Paralelamente se pueden colocar topes de doble acción, topes limites de dos ejes y similares.
Soporte elásticoUn soporte que...
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