Relatório Projeto de Dilatação de Tubulações Industriais

Dados de Projeto:
Para o correto dimensionamento da geometria das tubulações é necessário ter alguns dados de entrada que varia para cada projeto. Para o dimensionamento a seguir os dados de entrada foram os seguintes:
Diâmetro Nominal (D) = 14”
Diâmetro Externo (Dext) = 14”
Espessura (esp) = 0,31”
Temperatura (T) = 356 °F
Dilatação Unitária (e) = 0,0225pol/pés
Momento de Inercia (I) = 315 pol4
Tensão Admissível à Temp. de Projeto (Sa) = 22500 psi
Módulo de Elasticidade à Temp. de Projeto (Eh) = 27,2.106 psi
Módulo de Elasticidade à Temp. Ambiente (Ec) = 27,9.106 psi
Primeira Interação
Tomando como base as imagens esquemáticas da instalação estuda (Figura 1(a) e 1(b)), temos:

Figura 1(a)

Figura 1(b)
Tabela 1: Valores de Entrada para a primeira interação
Lado
Direção
Sentido
Comprimento L
L³
Dilatação δ=eL L1 y +
6,102”
227,2
0,1373
L2 x -
6,102”
227,2
0,1373
L3 z -
12,99”
2193
0,2923
L4 y +
19,29”
7179
0,4341
L5 z +
1,63”
4,33
0,03667
L6 x +
2,165”
10,15
0,04872

Calculemos em seguida:

Resultará:

Teremos para as Dilatações Totais:

Calculemos agora as Constantes K­x, Ky e Kz:

As Tensões Máximas serão então: Lado L1:

Lado L2:

Lado L3:

(Maior Tensão) Lado L4:

Lado L5:

Lado L6:

Segunda Interação
Mudanças feitas:
Sabendo que para os efeitos das tensões causadas pela dilatação serem bem absorvidas pela tubulação é preciso que a geometria da instalação seja o mais simétrica possível e com sua linha neutra o mais longe possível dos pontos de apoio, pensando nisso foi feita as seguintes mudanças da planta dada:
Acrescentou-se mais uma seção de tubo de 70 mm de comprimento chamada de L2 para equilibrar as tensões nas antigas L3 e L5 (agora chamadas de L4 e L6);
O acréscimo da seção L2 e o aumento da antiga L3 também serviu com o intuito de afastar a linha neutra dos pontos de apoio.

Figura 2
Tabela 2: Valores de Entrada para