Какова причина и решение ошибки при гибке труб на трубогибочном станке?

Трубогибочный станок имеет ошибки при гибке труб, как устранить ошибки в работе трубогибочного станка? Из формулы вывода ошибки, вызванной датчиком перепада давления, видно, что основной причиной является наличие разницы высот при расчете перепада давления, то есть H≠0. Чтобы исключить наличие H, необходимо, чтобы две точки давления локтевого датчика находились в одной горизонтальной плоскости. То есть в принципе можно принять горизонтальную планировку. Однако, если горизонтальный план не может быть принят, длина трубопровода перепада давления должна быть сокращена и должен быть принят онлайн-план компенсации в реальном времени. При обсуждении формулы соотношения радиусов кривизны, вызванного тепловым расширением, можно увидеть, что: когда L1=L2, длина нарушения R' и R наименьшая, то есть требуется сохранять прямую длину трубы с обеих сторон колена как можно более плоской. Кроме того, для снижения концентрации напряжений на коленчатом расходомере из-за удлинения трубопровода может быть принят метод отвода удлинения, то есть отдельно устанавливаются компенсаторы с обеих сторон коленчатого расходомера за пределы длины, необходимой для установки коленчатого расходомера, или рассматривается способ установки π-типа. Жидкость, текущая через колено, испытывает центростремительное ускорение из-за центростремительной силы, действующей на стенку трубы, образуя общее пространственное вращательное движение. (Описание схемы потока) Интенсивность центростремительного ускорения активности характеризуется центростремительным ускорением жидкости и может быть определена путем измерения сигнала перепада давления жидкости внутри и снаружи колена. При условии знания соотношения диаметров колена (степени извилистости) и плотности текучей среды расход можно рассчитать по формуле при измерении перепада давления внутреннего и наружного диаметров.

Коленчатый расходомер использует стандартный коленчатый датчик 90° в качестве датчика расхода и измеряет расход путем измерения сигнала перепада давления в точках под углом 45° внутри и снаружи датчика. Скорость потока жидкости обычно определяется по следующей формуле

V=α[（R/D）×ΔP/ρ1）][1/2]

Где V – средний расход; α – коэффициент расхода; R/D – отношение диаметров колена; ρ1 – плотность жидкости в трубе; ΔP — это сигнал перепада давления, который вызывает центростремительное движение жидкости.

Сигнал перепада давления ΔP равен:

ΔP=ΔP1-ΔP2

ΔP1=P1-P10, ΔP2=P2-P20,

В формуле ΔP1 представляет собой приращение давления жидкости в точке А на стороне внешнего изгиба точки 45° коленчатого датчика; ΔP2 — приращение давления жидкости в точке B на внутренней стороне изгиба точки 45° коленчатого датчика; P1 – давление в точке А при движении жидкости с расходом V; P10 — статическое давление в точке А, когда жидкость неподвижна; P2 – давление в точке B при расходе жидкости V; P20 — статическое давление в точке B, когда жидкость неподвижна.

Когда жидкость неподвижна, разница статического давления (P10-P20) между точками A и B определяется разницей высот H между двумя точками и плотностью жидкости. То есть: ΔP=P1-P2-ρ1gH.

В практическом использовании коленчатые расходомеры часто используются в трубах с горячей водой и других средах, где существует разница температур по сравнению с расчетными условиями. Из-за изменений окружающей среды будут возникать ошибки в измерениях.

Ниже приводится анализ причин ошибок трубогибочных станков.

(1) Ошибки, вызванные датчиками перепада давления.

В формуле расчета коленчатого расходомера P — сигнал перепада давления в точках на внутренней и внешней стенках колена. В настоящее время для измерения сигнала перепада давления ΔP обычно используются различные датчики перепада давления. Типичная система измерения показана на рисунке 2. Давление P1 измеряется в точке A, а давление P2 – в точке B. Они подключаются к концам A' и B' датчика дифференциального давления G через напорные трубки L1 и L2 соответственно. Разница высот между A и A', а также между B и B' равна H и H'. Сигнал перепада давления ΔP', непосредственно измеряемый датчиком перепада давления, составляет:

ΔP'=P'1-P'2=(P'1+H1ρ0g)-(P2+H2ρ0g)

ΔP'=-ΔP+（ρ0-ρ1）gH

В формуле ρ0 — плотность воды в напорном трубопроводе, которая является функцией температуры при нормальном давлении. При нормальных температурных условиях температура воды в магистральной трубе такая же, как температура воды в напорной трубе, то есть они имеют одинаковую плотность, т. е.

ρ0=ρ1

Когда температура воды в основной трубе выше температуры окружающей среды, из-за наличия теплопроводности плотность воды в основной трубе и воды в напорной трубе различна.

Эксперименты показали, что вода в напорной трубе использует тепловое излучение в качестве основного метода проводимости, а температура воды в напорной трубе быстро падает с увеличением длины напорной трубы. Когда длина трубопровода достигает определенной длины L0, температура воды в трубопроводе равна температуре окружающей среды, то есть плотность не меняется после L0. В диапазоне L0 ρ0 является функцией температуры, а также функцией длины.

Приведенная выше формула показывает, что сигнал перепада давления, непосредственно измеренный датчиком перепада давления, содержит не только сигнал перепада давления ΔP, который вызывает центростремительное ускорение горячей воды, но также элемент сигнала ошибки перепада давления, вызванный разницей высот H двух точек давления и разницей в плотности горячей воды в основной трубе и плотности воды в напорной трубе.

(2) Ошибка кривизны, вызванная тепловым расширением.

Поскольку колено само по себе является гибким элементом, тепловое расширение отопительной трубы неизбежно сосредоточится на колене, поэтому колено будет изгибаться и деформироваться, что приведет к тому, что радиус кривизны колена будет отличаться от расчетного радиуса кривизны.

Чтобы лучше понять возникающую ошибку, мы делаем следующие предположения, основанные на реальной системе трубопроводной сети (как показано на рисунке 3) для расчета: (1) игнорируем сопротивление колена, то есть внутренняя сила колена сопротивляется изгибной деформации, а удлинение секций L1 и L2 уменьшается до 0; (2) Предположим, что после деформации колено по-прежнему представляет собой дугу и все еще касается трубопроводов с обеих сторон; (3) Участки трубопровода L1 и L2 рассматриваются как стержни, и все деформации относятся к малым диапазонам деформаций. Предположим, что деформации L1 и L2 равны ΔL1 и ΔL2 соответственно. Согласно принятым условиям, L1 и L2 можно рассматривать как консольные балки с A и B в качестве неподвижных точек, а отклонения, вызванные изменениями температуры, представляют собой YC и YD; ΔL1=ηL1Δt; ΔL2=η2L2Δt;

где η – коэффициент линейного расширения материала трубопровода

По непрерывности трубопровода она аппроксимируется следующим образом:

YC=ΔL2; ЯД=ΔL1

Исходя из геометрической зависимости и знаний механики материалов, углы поворота точек C и D равны:

θC=PDL12/2EI; θD=PCL22/2EI

Прогибы точек C и D составляют:

YC=PDL13/3E1; ЯД=PCL23/3EI