İçerisinden sıcak bir akışkan geçen boru üzerinde oluşan gerilme dağılımının sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak tespit edilmesi

Isinan cisimler genisler ve soguyan cisimler ise buzulurler. Icerisinden sicak bir akiskan gecen borunun genlesmesi ve uzamasi beklenir. Peki isinan bir boru ne kadar genisler, boyu ne kadar uzar? Bu uzamanin gerilme dagilimina etkisi nasildir? ...

Bu tur sorulara cevap vermek bazen cok zor olabilir. Cesitli boru hesabi formulleri kullanilarak bunlari hesaplamak mumkundur. Fakat girintili cikintili bir sistemde kullanilacak bir borunun ne kadar uzadigini bulmak cok kolay olmayabilir (omega kurali). Bu durumda sonlu elemanlar metodu ile olusan uzamayi kolayca bulabiliriz. Ansys programi kullanilarak bu tur bir boru sistemini hesaplamak mumkundur.

Ansys’in PIPE16 yani boru elemanlari ile bu tur bir sistemi kolayca olusturabiliriz (Sekil 1). Bu boru icerisinden belli bir basinc ve sicakliga sahip bir akiskan giciyorsa bile uzama ve boru uzerinde olusan gerilme dagilimi bulunabilir.

Sekil 1'de bir borunun kose bolgesi gorulmektedir. Bu bolgede olusan gerilme dagilimi ve uzama miktarlari hesaplanmak isteniyor. Bu borularin calisma yeri bakimindan uclari iki ayri kazana baglanacaktir. Bu durumda borularin uclari sabit olacagindan bu uclardan uzayamayacaktir. Dirsek bolgesinden genislemeye calisacaktir. Bu durumda ise bu dirsek bolgesinde yuksek gerilme gorulecektir. Bu gerilmenin tespit edilmesi ve sabit boru uclarina kondansator konularak uzamasina izin verirsek maliyet artacagindan sadece bir uca kondansator konulmasi yeterli oolup olmayacagini bulabilimiyiz? Ansys ile 3-4 dakikada sekilde gorulan matematiksel modeli olusturduktan sonra her turlu olasiligi analizler ile test etmek mumkundur.

Osman Bedel
Makine Yuksek Muhendisi