Uma Metodologia para o Estudo da Flambagem de Dutos Aquecidos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O projeto e a manutenÃÃo de tubulaÃÃes submetidas a altas pressÃes e variaÃÃes de temperatura vem despertando especial interesse das empresas que lidam com este eficiente meio de transporte. Nos dutos submetidos a variaÃÃes de temperaturas e altas pressÃes, surgem forÃas compressivas ao longo do seu eixo. Estas forÃas ocorrem devido Ãs restriÃÃes impostas pelo solo à livre expansÃo axial do duto. Estes efeitos podem fazer com que as forÃas compressivas alcancem um valor crÃtico, induzindo à flambagem vertical ou lateral que pode levar a ruptura da tubulaÃÃo. No presente trabalho apresenta-se uma metodologia para o estudo da flambagem tÃrmica lateral e vertical de dutos com a finalidade de determinar a temperatura segura de operaÃÃo. Procedimentos analÃticos e numÃricos sÃo aqui investigados. Os procedimentos analÃticos implementados neste trabalho permitem uma avaliaÃÃo rÃpida da influÃncia de diversos parÃmetros, o que à muito Ãtil em um projeto ou verificaÃÃo. Contudo, as simplificaÃÃes adotadas podem fazer com que os resultados obtidos nÃo correspondam à situaÃÃes reais encontradas em campo. Portanto, uma modelagem mais realista do problema da flambagem tÃrmica de dutos requer a utilizaÃÃo de mÃtodos numÃricos, foi adotado neste trabalho o MÃtodo dos Elementos Finitos (MEF). O procedimento consiste em realizar uma anÃlise nÃo-linear de um duto imperfeito para determinar a curva temperatura versus deslocamento transversal, cujo ponto limite de mÃnimo corresponde à temperatura segura de operaÃÃo. Neste trabalho, o programa ABAQUS (HKS, 2001) foi utilizado para realizar as anÃlises atravÃs do MEF. Este procedimento permite estudar a influÃncia nÃo sà dos parÃmetros citados anteriormente, como tambÃm das imperfeiÃÃes existentes, sobre a temperatura segura de um sistema solo-duto. Neste trabalho serÃo estudados os efeitos da amplitude, comprimento e forma das imperfeiÃÃes. AlÃm disso, o caso teÃrico de dutos perfeitos pode ser estudado de maneira bastante satisfatÃria simplesmente considerando imperfeiÃÃes (geomÃtricas ou de carregamento) muito pequenas, o que permite a comparaÃÃo com as soluÃÃes analÃticas consideradas anteriormente. AtravÃs da utilizaÃÃo da resposta obtida pelos modelos analÃticos define-se a malha de elementos finitos a ser utilizada na anÃlise do duto. Por fim, os resultados numÃricos e analÃticos decorrentes da anÃlise dos dutos aquecidos na flambagem vertical e lateral sÃo comparados, de forma a validar a metodologia proposta.

ASSUNTO(S)

dutos aquecidos - flambagem vertical e lateral engenharia civil engenharia civil - estruturas

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