重新设计管道系统 - CAESAR II - 参考数据

如在检查模型中所讨论的那样，泵出口管嘴（节点5）处的较大的X向力矩是由管腿A（从节点35到节点40）的热膨胀引起的，其需要抵抗管腿B和C的刚度。如果管腿A的热应变是固定的，则只有通过改变系统刚度来以此减少节点5的操作荷载。您可以通过增加一个膨胀弯或一个膨胀节来减小这种刚度。在本教程中，将添加一个膨胀弯。

膨胀弯的最佳位置是由管腿A的方向决定的，正是它产生了过大的热应变。用于形成膨胀弯而增加的管道布置在垂直于管段A的方向上。在本系统中，可以在X向或Y向来增加管道。增加的管道有效地增加了悬臂长度，它由管段A改变而成。通过增加悬臂的长度，减小刚度，降低荷载。

设置膨胀弯的尺寸需要考虑以下几个条件：

• 可用的支撑位置

• 支架之间的最大间距

• 管道的成本

• 可用空间

在本教程中，将在管腿A的X方向上添加一个8英尺×8英尺的膨胀弯及额外支撑。对于未分析的系统，8英寸充水管道的支架间建议最大跨距是19英尺（参见ASME B31.1 121.5或MSS SP-69）。8英尺膨胀弯使30-35的管段长度从12英尺增加到20英尺，这已经接近建议的跨距。

修改模型中的现有单元

在测试修改的管道布局时，应将现有模型另存为新文件，并保持原始模型不变。若提出的修改不能产生想要的结果，原始的模型仍然可以用于下一步的尝试。就不必从模型中再删除所做的修改了。

1. 返回主窗口功能区中，将 Tutor-B2 作为当前模型文件，单击主页 > 输入 > 管道输入 。

   将显示经典管道输入对话框及图形视图。

2. 点击文件 > 另存为，给模型指定一个新名称Tutor-B3。

3. 重复单击下一个单元以前进模型并显示单元30-35。

   您还可以单击单元30-35或使用查找节点直接跳转到该单元。

4. 在DX输入框中，键入-20-，将单元长度从12 ft.修改为20 ft. 按TAB键。

   

5. 点击约束复选框以在界面右侧显示约束选项卡。

6. 对于+ Y约束，将节点从35（弯头末端的节点）更改为33（弯头起始端的节点）。

   

   • 对于8英寸管道（保守准则），建议的最大间距为19英尺，将支撑间的挠度限制为0.1英寸。将约束放置在节点35处时，到节点28处弹簧架的距离是21ft.将该约束移动到节点33能够将这一跨距减小至20 ft.，更接近推荐的最大值。

   • 支架的最大跨距按ASME B31.1和MSS SP-69的规定，来确保该管线有一个较低的的持续应力。由于CAESAR II计算持续应力，计算结果表明支架间有一个比推荐最大值更大的跨距是安全的。

7. 点击打断。

   您也可以右键单击该单元，然后选择单元>打断单元。

   出现打断单元对话框。

8. 将30-35的单元打断，在中点10 ft.(10-)处增加节点32，然后点击确定。

   

   

9. 单击下一个单元两次以前进到单元35-40。

10. 点击打断，在距35节点8 ft.(8-)处增加节点135。

    

在节点135处添加一个新的弯头以开始创建膨胀弯

1. 双击弯头复选框以在界面右侧显示弯头选项卡。

   软件创建一个长半径弯头（标称管直径的1-1/2倍），在弯头近点处（角度2：0.000）创建节点133，中点（角度1：M）处创建节点134。节点135移动到了弯头的远点。

   

   

   弯头是水平管道的一部分，但在创建水平管道之前不会显示。

在弯头后面插入一个8ft.的单元。

1. 点击插入单元，选择之后，在单元35 - 135之后插入该新单元，然后点击确定。

   起始节点变更为135。

2. 在终止节点框中，键入235。

3. 在DX框中，键入8- (表示8 ft.)，然后按TAB键。

   软件将创建膨胀弯的最后一个单元。管道的最后一个单元保留在其初始位置。

   

添加弯头，并调整最后一个单元的起始节点。

1. 双击弯头复选框，在节点235处增加弯头。

   软件创建一个长半径弯头（标称管直径的1-1/2倍），在弯头近点处（角度2：0.000）创建节点233，中点（角度1：M）处创建节点234。节点235移动到了弯头的远点。

   同样，弯头是水平管道的一部分，但在创建水平管道之前不会显示。

2. 单击下一个单元两次以前进到单元135 - 40.

3. 在起始节点框中，键入新节点的值235，然后按TAB键。

   软件将新的膨胀弯附加到管道的最后一个单元上。

   

在新的单元135-235中添加一个支架。

当包括弯头时，ASME B31.1和MSS SP-69限制了支架之间的间距，比如对于该膨胀弯。8英寸碳钢水管的最大支撑间距为19英尺。管道的最大跨距为直管限值的3/4。该模型的限值大约是15 ft. 节点35和40之间的管道长度超过26英尺，因此需要一个新的支架。

1. 点击上一个单元，返回到单元135 - 235.

2. 点击模型 > 插入约束，或右键点击单元，然后选择约束 > 插入约束。

3. 通过在距135节点5 ft.(5-)处增加节点140来插入约束。在从节点获取支架处，使用与节点33相同的+Y支架，在节点140处创建具有相同属性的新支架。

   

   软件将打断单元并插入新的约束。

   

调整节点28处弹簧架型号

在节点28处的弹簧通过软件选型后，泵管口处仍有较大的垂直荷载。Tutorial A 从1 - ANVIL弹簧表中选择的弹簧可承载更多的管道和阀门的自重。您可以调整弹簧选型方法，以便软件在计算弹簧承载时，泵管口能不承受荷载。

1. 点击上一个单元返回到单元25 - 30。点击弹簧，在右侧显示弹簧标签页。

2. 在释放节点约束框中键入5。

3. 在释放规则列表，选择1-Y。

   

   当软件在计算节点28处预设弹簧所承载的自重荷载时，会断开节点5处的垂直Y向约束，允许弹簧承载全部垂直荷载。

4. 要保存模型，请单击保存 或文件 > 保存。

5. 最后一项检查，单击距离。选择单元节点之间，在输入看中键入5 （第一个单元）和 40 （最后一个单元），然后点击计算。在结果中，长度应为26' 8 3/8"，与您在Tutorial A中测量的距离相同。

这样模型就重新设计完成了！