Jerzy Nawrocki, Autor w serwisie Jerzy Nawrocki

Very detail engineering czyli pipe stress i rura w rurze

4 kwietnia 20234 kwietnia 2023 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Bardzo wymagający system dla pipe stresowca. System świetnie nadaje się do niezbyt gorących ale bardzo niebezpiecznych mediów. System z podwójną obudową to system z podwójną ścianą, w którym jedna rura znajduje się wewnątrz drugiej rury. Rura wewnętrzna nazywana jest rurą „pierwotną” lub „nośną”, podczas gdy rura zewnętrzna nazywana jest rurą „wtórną” lub „osłaniającą”. Aby zapewnić wsparcie dla rury nośnej i aby utrzymać go w środku rury zabezpieczającej, stosuje się centralizatory (przekładki). Podwójny system zabezpieczający służy do zapobiegania wyciekom niebezpiecznych płynów – tzw dodatkowe przewody rurowe zawierałyby wyciekający płyn, gdyby wystąpiła awaria przewodu pierwotnego. Liczenie takich systemów zwłaszcza na pustynnych terenach sejsmicznych jest już wyższą szkołą jazdy w dziedzinie pipe stresu. Poniżej estakada 134 m długości z systemem 8/4 cale. Widać poniżej wymodelowany system rura-w rurze: ...

Naczynie otwarte czyli jak to robili nasi przodkowie

18 stycznia 202218 stycznia 2022 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Podczas wycieczki natrafiłem na kotłownię osiedlową w małym miasteczku. To chyba już jedna z ostaniach instalacji z otwartym naczyniem wzbiorczym zaprojektowanym zapewne według PN-70 B-02413. W tamtych czasach nie było jeszcze "przeponówek". Pamiętam, że na zajęciach miałem ćwiczenia z obliczenia grawitacyjnych instalacji grzewczych właśnie z takim otwartym naczyniem. Miała ona jednak jedną przewagę nad współczesnymi: pracowała bez pompy czyli do ogrzewania budynku ( nawet 10 piętrowego ) nie potrzeba było prądu. ...

Spawać punkt stały czy nie ?

9 stycznia 202229 stycznia 2022 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Są takie pytania, które każdy pokolenie inżynierów musi, nie wiedzieć czemu, zadawać na nowo. Jednym z takich jest: spawać punkt stały do ramy podpory czy też nie ? Osobiście nigdy nie spawałem i zawsze używałem tak zwanych Line Stop-ów, czyli blokad przesuwu osiowego. Zawsze też dawałem szczelinę, z reguły wynoszącą 3 mm. Najlepszy układ kompensacji wydłużenia termicznego rurociągu to taki, który będzie utrzymywał naprężenia poniżej normowych i jednocześnie posiadał najniższą energię potencjalną wytężonego w warunkach pracy rurociągu. Aby to sprawdzić wykonałem dwie symulacje: podpory z LS i spawanej. Rurociąg był przesuwany osiowo 2 mm. W wariancie z Line Stop dałem szczelinę 1 mm. Intuicyjnie wiadomo, że energia w systemie zespawanym powinna większą. I tak też wyszło, bo różnica była dwukrotna. ...

Ciemna strona pachwiny

20 grudnia 202130 grudnia 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Podstawowym wnioskiem z wykonanej symulacji jest obserwacja specyficznego kształtu pola naprężeń w spoinie pachwinowej, które może generować koncentrację naprężeń lokalne przekraczające granicę plastyczności. Kształt izolinii naprężenia dla spoiny czołowej charakteryzują się one łagodnym przejściem na linii: ścianka belki – spoina – blacha. Jest to wynikiem tego, że przy założonym w symulacji typie kontaktu, siły i momenty są przekazywane przez węzły elementów skończonych bez żadnych przeszkód. W przypadku spoiny pachwinowej nie ma trwałego kontaktu pomiędzy ścianką belki a blachą, zatem nie ma takiego typu kontaktu. Jest jedynie styk pomiędzy tymi elementami. To zjawisko właśnie jest podstawową przyczyną kształtów izolinii naprężenia pokazanych na rysunku 11. Jeżeli w warunkach statycznego rozciągania następuje lokalne uplastycznienie się materiału, to należy przypuszczać, że w warunkach normalnej eksploatacji o charakterze zmęczeniowym spoina pachwinowa w złączu teowym będzie pękać w jednym z trzech newralgicznych punktów. Zjawisko to przedstawiono na rysunku poniżej. ...

Od opływu rury do jej naprężenia

9 grudnia 202118 grudnia 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Wreszcie ! Już jest technologia symulacji łącząca mechanikę płynów i naprężenia. Sprawdziłem ją na prostym przykładzie z branży subsea. Prąd morski o prędkość 1 m/s na dnie oceanu (400 m ) opływa prostopadle rurę rozdzielacza gazu Dn 500. Z tego miejsca już bliziutko do wyznaczenia częstotliwości własnej oraz zbadania jak to się ma do częstotliwości wirów za rurą, znaczy się czy istnieje niebezpieczeństwo wpadania w rezonans. Ten projekt jest w trakcie spawania ale taka symulacja nie była wtedy zrobiona. Były za to tylko szacunki w/g DNV. To jest model To są wyniki prędkości z symulacji mechaniki płynów I potem wyniki z mechaniki płynów były danymi do symulacji naprężenia ...

Spawanie na czynnym gazociągu DN 1000

9 grudnia 202119 grudnia 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Czasem trzeba spawać taki trójnik na czynnym gazociągu DN 1000. Takie ćwiczenie: o ile trzeba zmniejszyć wydatek w gazociągu, aby można rozgrzać strefę spawania do 100C ? W gazociągu płynie 1 000 000 Nm3/h. Trójnik jest na lewo od namiotu. Trójnik, aby go dospawać na gazociąg trzeba stosować ogrzewanie matami, bo w przepływ gazu w tak dużej ilości skutecznie odbiera ciepło na skutek konwekcji wymuszonej w strefie ograniczanej. Od strony zewnętrznej jest za to konwekcja niewymuszona do przestrzeni nieograniczonej oraz wymiana ciepła przez promieniowanie. ...

Zima – czas płonących nawilżaczy

8 grudnia 20218 grudnia 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Jest jasne, że zimą trzeba nawilżacz powietrze zewnętrzne. Jak to jest ważne, to najlepiej to widać na wykresie Moliera. W dużych instalacjach klimatyzacyjnych dobrze sprawdzają się nawilżacze parowe, które produkują parę trochę jak kocioł i potem za pomocą przewodów parowych transportują ją do kanału wentylacyjnego. Nawilżacze dobrze pracują, gdy są wewnątrz pomieszczeń. Jeżeli umieści się je na zewnątrz, powiedzmy w dachowej wentylatorni, i to nawet w dedykowanej do tego celu ocieplanej obudowie, to mogą być kłopoty. Jeśli dodatkowo przy natężeniach 60-70 A wewnątrz obudowy panuje podwyższona wilgotność pochodząca od błędów montażu przewodów parowych , to może powstać poluzowanie się styku. Scenariusz zakładający wystąpienie zwiększonej rezystancji w miejscu podłączenia i generacji zwiększonej ilości ciepła podczas pracy urządzenia jest prawdopodobny. Powyższe mogło spowodować zapalenie się izolacji przewodów oraz elementów znajdujących się powyżej połączenia. Po lewej widać spalony nawilżacz, a po prawej jak wyglądał przed pożarem. Kłopoty z kolejnym już się zaczynają, bo minimalna temperatura pracy nawilżacza jest +5C, a w wewnątrz obudowy było wczoraj tylko 3,7C. Wykres...

Wyrzutnie powietrza – jak to zrobić ładnie

20 listopada 202127 listopada 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Wyrzutnie powietrza nie są proste. Nie można ich raczej dawać na dachach z uwagi na wymagania sanitarne oraz ich z reguły duże rozmiary. Poniżej dwa przykłady: pierwszy nowy, a drugi już pracujący dwie dekady. Na poniższym zdjęciu jest wyrzutnia terenowa na dziedzińcu średniej wielkości biurowca. Pięknie skomponowane architektonicznie z otoczeniem. Wiadomo, że o wysokości decyduje wymóg wysokości dolnej krawędzi minimum 2 metry nad terenem. Stąd też taki kształt, jak z Odysei Kosmicznej Stanleya Kubika. Dobrze, że nie są czarne... Ale miejsce na ławeczkę pod lewą wyrzutnią się znalazło. BRAWO ! Szczegół jednego "okienka" - ciekawe zabezpieczenie przed zanieczyszczeniem z zewnątrz. A tutaj najsławniejsza wyrzutnia w Warszawie - wyrzut powietrza z metra koło Ogrodu Saskiego. Jest na skwerze, gdzie nie ma dojścia dla pieszych bo jest on otoczony ruchliwymi ulicami. W związku z tym nie musi to być kolubryna wystająca kilka metrów nad terenem ale ładnie wkomponowany, zielony na trawniku i otoczony krzewami element małej architekty. ...

Trzy naprężenia – Trzy rozwiązane kłopoty

16 listopada 202127 listopada 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Przypuścimy, ze naszym kodem projektowym jest ASME B31 – 3. Naszym zadaniem jest porównać naprężenia normowe pochodzące z obliczeń analitycznych z pochodzącymi z symulacji. Zajmujemy się opisem rury DN 250 273 x 7,1 o długości 500 mm pod ciśnieniem 2 MPa. Naprężenie obwodowe oblicza się zgodnie z klasyczną teorią Laplace’a podaną w punktem A842.2.2. Naprężenie wzdłużne oblicza się zgodnie z punktem A842.2.2. Naprężenie osiowe oblicza się zgodnie z klasyczną teorią Laplace’a. Naprężenie radialne jest pomijane dla cienkościennej rurki ale dla porządku też je obliczyłem. Potem dla sprawdzenia wykonałem symulację tych wartości, które są podane na poniższym rysunku. Różnią się one trochę od wyliczonych analitycznie ale generalnie jest OK. ...

Rozdziału powietrza w klimatyzacji jest wszystkim

15 października 202127 listopada 2021 by Jerzy Nawrocki Comment Closed

Ci co projektują klimatyzację wiedzą, że nie zbija się zysków ciepła powietrzem wentylacyjnym. Do tego służą klimakonwektory. I wiedzą, że przemyślany rozdział powietrza nawiewanego decyduje o pracy całej instalacji. Są jednak sytuacje takie, że nie ma innego wyjścia. Poniżej jest przykład takiej właśnie. Jest to restauracja w wysokiej klasy hotelu. Całkowicie oszklona, z wystawą na południe. Słowem, gorzej już być nie może. Do rozdziału powietrza zastosowano: dolne nawiewniki laminarne, które w lato tworzą jezioro chłodnego powietrza w strefie przebywania ludzi, górne nawiewniki laminarne, które w zimę ogrzewają szklany dach, a w lato dokładają chłód do "jeziorka" na dole, wyciąg środkiem pod górnymi nawiewnikami laminarnymi przez perforację. Ogrzewanie sali jest za pomocą grzejników kanałowych pod ścianą ze szkła. Zero kanałów, zero rurek, zero grzejników. Brawo ! Słowem: piękny rozdziału powietrza ...