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1、复合资料管道设计汇总课程设计实验报告课题题目：纤维环绕式复合管道的设计工艺与性能测试目录/2课程设计实验报告一课程设计的目的1. 认识环绕法制备玻璃钢管道的工艺流程。2. 知道玻璃钢管道的一些参数以及主要用途和优弊端。二 课题背景管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要资料，传统的管道有钢管、混凝土管和铸铁管，但因为其易锈蚀、质量大，已不可以知足现代工业的需要，又因为玻璃钢的诸多优势，使得玻璃钢管道（简称FRP管）应运而生本次实验是采纳环绕的方法制备玻璃钢管玻璃钢管道玻璃钢管道简称FRP管道。拥有持久性好、摩擦阻力小，输运能力高，安装方便、耐化学腐化性强、使用寿命长等长处，可降低管道因保护
2、、改换停产带来的损失，主要应用在石油、电力、化工、造纸、制革、冶金、城市给排水、废水办理及农业灌溉等。本次实验采纳纤维环绕的方法，以玻璃纤维为原料，pvb的乙醇溶液作为胶黏剂，制作玻璃钢管。和一般的金属材质的管道对比，玻璃钢管道有以下特征：（一）耐腐化性。FRP管道能够抵挡酸、碱、盐、海水、未经办理的污水、腐化性土壤或地下水及众多化学流体的腐化。（二）耐热抗冻性好。FRP管的温度使用范围一般在-4080之间，若先用特别树脂其使用温度可达到更高。（三）轻质高强，运输安装方便。FRP管道的比重为1.71.9，与同压力、同管径的其余材质管道比较，FRP管道单位长度、重量约等于钢管的30，所以运输安装
3、十分方便，FRP管道每根长度可达12m，安装快速简易。此外可免去安装钢管所需的焊接和防锈、防腐办理等工序。（四）摩擦阻力小，输送能力高。1课程设计实验报告FRP管道内表面特别圆滑，糙率系数小，水利系数可长久保持在145150范围内，经测试获取其水流摩阻损失系数为0.000915，能明显减少沿程的流体压力损失，提升输送能力20以上。（五）不生锈。因为玻璃钢管是由非金属资料树脂及玻璃纤维复合而成，所以，它们无论在使用过程仍是在闲置过程中，均不会生锈，因此也就无需进行防锈、除锈办理。（六）可设计性强。依据详细使用状况，可对环绕玻璃钢管的详细性能及形状进行设计：1可对环绕时的环绕角进行设计，以便管拥有
4、不一样的纵/环向强度分派；2可对管壁厚进行设计，以便管可以蒙受不一样的内外压；3可对资料进行设计，以达到不一样的耐腐化目的、阻燃目的、介电目的等；4可对授头方式进行设计，合用不一样的安装条件，以提升工程安装速度。（七）可修复性强、保护方便。环绕玻璃钢管罐不生锈、不结垢、耐腐化性能好，一般状况下无需保护；即便需要维护，因为其重量轻，可维修性强，所以，维修起来也是十分方便的。三课题设计过程依据使用压力可分为高压管（530MPa）、中压管（1.64MPa）和低压管（0.14MPa）三种；按制造方法可分为手糊玻璃钢管、预浸布卷玻璃钢管、环绕玻璃钢管、离心浇注玻璃钢管等；依据管道的铺设方法，可分为架空铺
5、设、埋地铺设、地面铺设三种。除此之外，还有其余的分类方法。地面铺设是将管道的地面铺设究竟表面高度的管机上，这类铺设方法合用于丛林、高峰或地下水高的地域。地面铺设管道常用于农业浇灌、工业给水等。本设计书包含对玻璃钢管道的造型设计、性能设计、构造设计、工艺设计及性能查验。（一）造型设计本次试验打算制作直型玻璃钢管道，直线型造型简单，易于设计工艺参数和制造2课程设计实验报告（二）性能设计性能设计就是合理地对资料进行选择、组合，采纳原资料时应试虑输送介质及浓度、使用压力、使用温度以及外界环境要素等工艺条件。1 原资料的选择管道的原资料包含：基体资料(树脂系统)、增强资料(玻璃纤维)、协助资料（引起剂、
6、促使剂等)。资料设计的原则以下1：工艺性所选资料系统应合适拟采纳的工艺成型方法；靠谱性对所选资料系统有掌握，尽可能采纳已定型的、成批量生产的、质量稳固的产品；合用性资料的机械性能知足构造的强度和刚度要求，资料的耐环境性能要保证构造在使用环境下能正常工作；经济性在知足构造使用性能要求的前提下，尽可能地降低成本。（1）基体资料选择树脂是玻璃钢管道的基体资料，其作用是传达载荷，并使载荷均衡，基体资料的性能，如耐腐化、耐热性等，直接决定玻璃钢管道的性能。常用的树脂包含：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂三大类，此中以不饱和聚酯树脂使用最为宽泛。不饱和聚酯树脂相对密度在1.111.20左右，固化时体积缩
7、短率较大。其性能特色有：耐热性：大部分不饱和聚酯树脂热变形温度在5060；力学性能：不饱和聚酯树脂拥有较高的拉伸、曲折、压缩等强度；耐化学腐化性：不饱和聚酯树脂稀酸、稀碱性能较好2。环氧树脂的特征有：缩短性低：和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂对比，在固化过程中显示出很低的缩短性（小于2）；力学性能：固化后环氧树脂系统拥有优秀的力学性能；化学稳固性：往常状况下固化后的环氧树脂系统拥有耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。综合考虑以上要素，选择不饱和聚酯树脂作为基体资料。3课程设计实验报告（2）增强资料选择作为增强资料的玻璃纤维及其织物是玻璃钢主要的承载组分资料，对玻璃钢管道的强度和刚度有着直接的影响。常用的环绕用
8、增强资料包含：各样无捻粗纱、表面毡、针织毡、短切毡、方格布等。玻璃纤维纱应拥有以下特色：耐化学腐化性；工艺性与所用树脂有优秀的相容性；靠谱性线密度要有保证，悬垂性要小等。（三）构造设计构造设计主假如对管道进行强度、刚度、稳固性等方画的设计与计算，包含管道的结构层的壁厚、铺层方式、管接头的形式等4。一般设计可分为以下几个阶段5：剖析管道的技术条件和工作条件，提出计算要求；依据技术条件进行荷载分解，而后组一合校核；进行管道设计计算；进行管道刚度及稳固性设计计算；进行管件连结设计。1 玻璃钢管受力剖析输气管工作压力只有均匀内压，工作压力在管截面上的散布以下列图所示：图4.1玻璃钢管道压力散布2 管壁
9、厚计算及校核4课程设计实验报告(1) 按环向强度计算管壁厚度查表取环向拉伸强度270MPa则环向许用应力27027MPay（4.1）10再由公式PwD1.2250t-Pw5.7mm2y2270101.2（4.2）初选玻璃钢管壁厚为5.7mm。(2) 校核轴向强度由表查得玻璃钢管轴向拉伸强度为85160MPa取100MPa。又由安全系数为10得许100PW(Dt)x10MPax4t，将其变换为用应力10。按PwDt4XPw（4.3）1.2250t7.5mm带入数值得出4101.2按轴向同意应力争得玻璃钢管壁厚度为7.5mm，大于按环形应力争得的壁厚，故管的厚度应取7.5mm方靠谱。3 刚度校核当
10、管壁厚度为7.5时，按简支梁受均匀载荷计算，按式求其最大挠度。因为管输送气体，所以介质密度为零。则管上的均匀载荷等于玻璃钢管自重,玻璃钢管的密度为1.8t/m3）即q22D2tDm4(4.4)带入数值得5课程设计实验报告0.0150)20.2521.810311N/m3q(0.254玻璃钢管截面惯性矩I0由下式求出：d4)0.254)(D4(0.265048.052691044（4.5）I0=44mqL4384ExI0（4.6）113.644m6.63883840.910108.0526910710m6.5mm知足刚度条件。考虑到玻璃钢管在运输、制造和使用中的复杂状况，壁厚应比计算值稍大，本次
11、实验预设管壁厚度为10mm（四）工艺设计玻璃钢管得制造方法好多。成熟的制造方法有手糊成型法、预浸布卷管成型法、纤维环绕成型法、拉挤环绕成型法、PVC-玻璃钢复合成型法和离心浇注成型法等。依据管道的压力和运转状况，采纳环绕成型制管工艺。纤维环绕制管工艺是将连续玻璃纤维，浸渍树脂胶液后，依据必定规律环绕到芯模上，而后经固化、脱模、获取管材7。1 纤维环绕制管所用设施纤维环绕成型用的模具一般为钢模，也能够用玻璃钢资料制模。管径在800以下的芯模采纳整体式钢模，管径在800以下的采纳开缩式模具。为减少模具装卸时间，大型环绕机常采纳组合模具。即4根或6根芯模同装在一个大转鼓上，随转鼓公转或自传。2 纤维环绕制管工艺（1）纤维环绕制管的长处a 能按管的受力状况设计环绕规律，知足环向和轴向受力要求，充足发挥纤维强度。b 靠谱性高环绕制管采纳环绕机生产，易实现自动化和机械化。工艺条件确立后，缠出来的管材尺寸精准，质量稳固。c 生产效率高采纳
