4.3 Деформируемость трубопровода

Как правило, при гидравлических расчётах не учитывается деформируемость трубопровода. Однако при проведении гидравлических испытаний или товарно-транспортных операциях, а также при расчёте волновых нестационарных процессов пренебрегать деформацией трубопровода нельзя [9, 23].

Увеличение объёма внутренней полости, хотя и незначительно, но происходит, как в результате теплового расширения трубной стали, так и под воздействие внутреннего давления. Для учёта объёмного расширения можно воспользоваться формулой [9]

, (4.11)

где T и T₀ – соответственно расчётная и номинальная температуры.

Для определения зависимости внутреннего объёма трубопровода от давления запишем закон упругости Гука, применительно к деформированному срединному волокну

, (4.12)

Подставим (4.12) в (4.1) с учётом того, что D_ср≈D [9, 19, 23] получим

,

откуда

. (4.13)

В связи с незначительной деформацией, умножая половину приращения диаметра на длину окружности, получим зависимость для приращения площади

. (4.14)

Умножив обе части уравнения (4.14) на длину трубопровода получим

. (4.15)

При одновременном изменении температуры и давления получим следующую зависимость

. (4.16)

При гидравлических испытаниях трубопроводов (опрессовке участка) необходимо учитывать изменение давления в результате изменения температуры жидкости. Решение указанной задачи приводится в [23].