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波紋管的有效面積計算,波紋管的耐壓力

波紋管是指用可折疊皺紋片沿折疊伸縮方向連接成的管狀彈性敏感元件。它的開口端固定,密封端處于自由狀態,并利用輔助的螺旋彈簧或簧片增加彈性。工作時在內部壓力的作用下沿管子長度方向伸長,使活動端產生與壓力成一定關系的位移?;顒佣藥又羔樇纯芍苯又甘緣毫Φ拇笮?。波紋管常常與位移傳感器組合起來構成輸出為電量的壓力傳感器,有時也用作隔離元件。由于波紋管的伸展要求較大的容積變化,因此它的響應速度低于波登管。

一、波紋管的有效面積計算   

有效面積是波紋管的基本性能參數之一,它表征波紋管將壓力轉換為集中力的能力,在利用波紋管把壓力變成集中力輸出的場合,有效面積就是一個重要參數。   

波紋管用于力平衡式儀表時,其有效面積的穩定性會直接影響著儀表的精度。所以在這種場合不但要求波紋管具有合理的有效面積,而且還要求有效面積在工作過程中不隨工作條件而變化。   

1.有效面積的概念和有效面積的變化   

有效面積是一個等效的面積,壓力作用在這個面積上將產生相等的軸向力。一般情況下,隨著內壓力的增大,波紋管有效面積變小,面隨外壓力的增加,有效面積變大。   

2.波紋管的體積有效面積   

波紋管在外力或壓差作用下,其體積變化量與相應的有效長度的變化量之比值稱為體積有效面積。   

3.波紋管有效面積的計算   

對波紋管有效面積提出的要求及其計算方法取決于波紋管的用途。如果波紋管用作彈性密封件或管路熱補償時,有效面積的意義僅在于用來計算波紋管成形時的軸向力和使用系統中的推力。波紋管的有效面積計算值與實測值之間急有一些差別。一般情況下用專用公式計算波紋管的有效面積,是可以滿足需要的。   

當波紋管用于力平衡儀表和需要將壓力轉換為力的場臺,應準確確定其有效面積,要求逐個進行測量。   

二、波紋管的耐壓力   

耐壓力是波紋管性能的一個重要參數。波紋管在常溫時,波形上不發生塑性變形所能承受的最大靜壓力,即為波紋管的最大耐壓力在一般情況下,波紋管是在一定的壓力(內壓或外壓)下工作的,所以它在整個工作過程中必須承受這個壓力而不產生塑性變形。   

波紋管的耐壓力實際上屬于波紋管的強度范疇。計算的關鍵是應力分析,也就是分析波紋管管壁上的應力只要波紋管管壁上最大應力點的應力不超過材料的屈服強度,波紋管所受的壓力就不會達到其耐壓力。   

同一波紋管在其它工作條件相同時,受外壓比受內壓時的穩定性要好,所以,受外壓作用時的最大耐壓力比受內壓時高。   

當波紋管兩端固定,如果在其內腔通入足夠大的壓力時,波紋管波峰處有可能爆破損壞。波紋管開始出現爆破時波紋管內部的壓力值稱為爆破壓力。爆破壓力是表征波紋管最大耐壓強度的參數。波紋管在整個工作過程中,其工作壓力遠小于爆破壓力,否則波紋管將破裂損壞。   

當波紋長度小于或等于外徑時,其計算結果和實際爆破壓力很接近;對細長型波紋管其實際爆破壓力要低很多。爆破壓力大約為允許工作壓力的3~10倍。

 

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