Digamos que tengo 2000 'pies de cable XLPE monofásico con un diámetro exterior de 4 "en un conducto de 6", por simplicidad, suponga que el diámetro interno del conducto es de 6 ". También suponga que el cable está sujeto en ambos extremos y no está t libre para expandir excepto en el espacio residual del conducto. Además, suponga que el conducto es rígido pero el cable no. Puedo calcular la expansión y la tensión, eso no es gran cosa, mi problema es entender las matemáticas de la deformación del cable dentro del conducto. Dado que el cable se sujetará, se deformará. Supongo que las deformaciones tomarán alguna forma sigmoidal dentro del conducto (esto está por demostrarse), lo que podemos suponer que no se deformará. Me gustaría saber la matemática de resolver un problema como este porque me encargaron escribir un documento en el que existe esta situación. Además, me disculpo si esto está en el foro equivocado, ya que no estoy seguro de en qué foro debería estar. Lista que miré. Además, mi búsqueda: "Cable de expansión térmica en un conducto" "Su mar rch no devolvió coincidencias ". Edición: el área de la sección transversal que lleva la corriente es de aproximadamente 2,5 pulgadas cuadradas, o 1600 mm ^ 2, lo que da una relación de esbeltez de poco más de 9000. Edit2: algunos cambios en la redacción de la pregunta para eliminar términos potencialmente confusos.
Deformación del cable de transmisión con calefacción en un conducto
1 respuesta
Esto no es una respuesta directa a la pregunta de "calcular la deformación del cable debido a la expansión térmica", sino más bien un intento de una solución práctica.
En primer lugar, esbozo mi comprensión del problema a continuación.
HevistodiseñosdetuberíasdondeseccioneslargasyrectasdetuberíatienenseccionesenformadeUinsertadasparadarcuentadelaexpansióntérmicadelatubería.LaexpansiónserealizamediantelaflexióndelaspartesenU.
Dependiendodelradiodecurvaturadesucable,puedeserposibleresolversuproblemadeunamanerasimilar.Inserteunacurvaintencionalenelcablecadapocoscientosdemetros.Laexpansióntérmicaseríaabsorbidaporlaexpansión/contraccióndelacurva.
Esprobablequeundiseñoprácticorequieraconexionesdecablesaintervalosde100a200m.Serequierequeestosorificiosparacablesatraviesenelcableenetapas,porloquelatensióndetracciónsemantienelosuficientementebaja.(Tirar2,000pies=600metrosdecablealavezprobablementerequeriríaunatensióndetracciónexcesiva,loquedañaríaelcableporalargamiento).
Suproblemapuederesolverseprácticamentecolocandocurvasenestospozos,loquepermitelaexpansióntérmicaenlugaresespecíficosdondehadiseñadoparapermitirlo.
Unbuclecompletodecableprobablementerequeriríaunfosoexcesivamentegrande.Unaspocascurvaspocoprofundasprobablementeseríansuficientes,consulteacontinuación.
Los"pozos de expansión" espaciados regularmente serían análogos a colocar juntas de expansión en losas de concreto, para permitir la expansión del concreto.
Editar:
-
Suponga un cable de cobre.
-
Suponga que la longitud del cable está determinada por la expansión térmica de la Conductor de cobre. (Ignorar la expansión térmica del XLPE). aislamiento de plástico.)
-
Suponga que la temperatura del cable varía de 25 C (ambiente) a 90 C (límite superior para XLPE) para que \ $ \ Delta T = 65 ^ {\ circ} C \ $.
-
El coeficiente térmico lineal de expansión del cobre es \ $ 16.6 \ veces 10 ^ {- 6} m_ {expansión} / (m_ {longitud original}. ^ {\ circ} C) \ $.
Luego, la expansión térmica de un cable de 600 m de longitud será aproximadamente \ $ 1.66 \ veces 10 ^ {- 6} \ veces 600 m \ veces 65 ^ {\ circ} C \ aprox. 70 cm \ $, lo que parece suficientemente modesto . Se podría absorber permitiendo una expansión de 20 cm en cada uno de los cuatro tajos de cables a lo largo de la ruta.
Lea otras preguntas en las etiquetas wire power-engineering