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AULA 10

TUBULAÇÕES INDUSTRIAS

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Volume II do Livro Texto

CONTEÚDO:
• Capítulo 4
Dilatação Térmica e Flexibilidade das Tubulações.

• Capítulo 5
Cálculo da Flexibilidade pelo Método da Viga em Balanço
Guiada.

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Prof. Clélio

DILATAÇÃO TÉRMICA E FLEXIBILIDADE
DAS TUBULAÇÕES
1 – Tensões Internas e Reações Provenientes da Dilatação Térmica
Supondo um tubo reto fixado nos dois extremos. Se ele sofrer um aumento de temperatura, como ele não pode dilatar, exercerá um empuxo sobre os pontos de fixação.
O valor deste empuxo será equivalente à força de compressão, capaz de comprimir um tubo de comprimento igual.
Pela expressão da Lei de Hooke, teremos:

P/A
=E
δ/L

Onde:

P = Empuxo sobre os pontos de fixação
A = Área de material da seção transversal do tubo δ = Dilatação livre do tubo
L = Comprimento do tubo
E = Módulo de elasticidade do material

P/A = S

Tensão interna

δ/L = e

Dilatação unitária que é função :

∆T
Material

Das relações acima, tem-se:
S/e = E,

ou

S = Ee

e também que: P = AS

Exemplo
Tubo de aço carbono Ø 10” série 40, sendo aquecido de 0°C a 100°C
Para ∆T de 100°C, temos:

Como S = Ee

e = 1,083 mm/m, ou

e = 0,001083 mm/mm

E = 2 x 105 MPa

S = 200000 MPa x 0,001083 mm/mm

Sendo 76,8 cm2 o valor de A, temos:
P = AS
P = 76,8 cm2 x 2166 Kgf/cm2

S = 216,6 MPa ou
S ≅ 2166 Kgf/cm2
P = 166132 Kgf
P = 166 T

NOTA : A DILATAÇÃO UNITÁRIA DO AÇO CARBONO E DE OUTROS AÇOS FERRÍTICOS (inclusive o inox.) PODE SER TOMADA APROXIMADAMENTE COMO SENDO DE 1mm PARA CADA METRO DE
COMPRIMENTO E A CADA 100°C ATÉ O LIMITE DE 500°C.
ASSIM UMA TUBULAÇÃO DE 30 m DE COMPRIMENTO A 400°C SOFRERÁ UMA DILATAÇÃO DE
APROXIMADAMENTE 120 mm.

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2 – Meios de Controlar a Dilatação Térmica
1. Trajeto da tubulação afastando-se da linha reta.
2. Uso de elementos deformáveis intercalados na