5 Chiều dài nhịp tĩnh cho phộ pL 96,76 79,16 66,38 9,06 3,
3.4 TÍNH TOÁN CHIỀU DÀI NHỊP ĐỘNG CHO PHẫP CỦA ĐƯỜNG ỐNG
Khi dũng chảy vượt qua ống sẽ xuất hiện cỏc chuyển động xoỏy phớa sau ống làm cho ống bị dao động tần số giao động của dũng xoỏy cú thể chựng với tần số dao động riờng của đường ống và gõy ra hiện tượng cộng hưởng. Dựa vào sự so sỏnh giữa tần số dao động của dũng xoỏy và tần số dao động riờng của đường ống ta xỏc định được chiều dài cho phộp lớn nhất của nhịp ống. Theo quy phạm DNV tần số dũng xoỏy được xỏc định theo cụng thức:
(1) Trong đú:
fv là tần số dao động của dũng xoỏy. D là đường kớnh ngoài của ống thộp.
V là vận tốc dũng chảy đỏy vuụng gúc với trục ống St là hệ số Strouhal được tớnh bởi cụng thức:
St =
CD là hệ số lực cản vận tốc.
Tần số giao động riờng của ống phụ thuộc vào độ cứng của ống, chiều dài nhịp và khối lượng ống (bao gồm cả khối lượng bản thõn và khối lượng nước kốm).
Hiện tượng xoỏy được minh hoạ bằng hỡnh vẽ sau:
Tần số dao động riờng của ống được xỏc định theo cụng thức: (2)
Trong đú:
EJ là độ cứng của ống. L là chiều dài nhịp ống.
m là khối lượng tổng cộng trờn một đơn vị dài m = mP + ma
mP là khối lượng vật liệu thộp ống trờn 1m dài. mP = π/4.(Dn2-Dt2).γt
ma là khối lượng nước kốm. ma = π/4.Dn2.γn
C hệ số phụ thuộc điều kiện biờn của nhịp ống.
Trong thực tế việc xỏc định chớnh xỏc điều kiện biờn rất phức tạp, vỡ vậy thụng thường giả thiết liờn kết hai đầu là gối tự do. Đõy cũng là trường hợp nguy hiểm nhất được giả thiết để thiờn về an toàn.
Để trỏnh hiện tượng cộng hưởng dũng xoỏy thỡ đường ống phải thoả món điều kiện:
fv≤ 0,7.fn.D (3)
Kết hợp cỏc cụng thức (1), (2), (3) ta cú chiều dài nhịp động lớn nhất là:
l =
Kết quả tớnh toỏn được ghi trong bảng:
Bảng 35: Kết quả tớnh toỏn chiều dài nhịp động
STT Đại lượng Ký hiệu Chiều dày lớp bờ tụng bọc
3cm 4cm 5cm 6cm 7cm 1 Mụ đun đàn hồi (T/mE 2) 2,1.107 2,1.107 2,1.107 2,1.107 2,1.107 2 Mụ men quỏn tớnh (mJ4) 3,05.10-4 3,05.10-4 3,39.10-4 3,39.10-4 3,39.10-4 3 Hệ số Stroulal St 0,2744 0,2744 0,2744 0,2744 0,2744 4 Vận tốc dũng chảy V (m/s) 1,189 1,229 1,251 1,442 1,648 5 Khối lượng ống MP (kg) 0,226 0,263 0,317 0,358 0,399
6 Khối lượng nước kốm Ma (kg) 0,175 0,190 0,206 0,223 0,240
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN CHỐNG ĂN MềN CHO ĐƯỜNG ỐNG BIỂN