Dilatation d'un tube de quartz sur joints toriques

[invitef0ae0e20]

Bonjour

Pour mon boulot, j'ai du réaliser un montage (voir pièce jointe); j'ai calculé la dilatation linéaire de mon tube de quartz.Ma question est la suivante:
Les bouts du tube ne touchant pas le fond des brides de serrage, est ce que mon tube pourra se dilater dans la longueur en s'opposant à la force de serrage des joints torique ?

J'ai calculé une dilatation linéaire de 0.2 mm pour une longueur de tube de 600mm.Ce calcul est il bon dans la mesure ou c'est seulement la partie centrale du tube qui va se dilater ?

Merci!

Alberto

Ah!J'ai oublié de dire que les brides de serrage sont fixées rigidement; le tube ne peut se dilater dans le sens de la longieur qu'entre les 2 brides....
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[invitef0ae0e20]

...je me rends compte du côté un peu lapidaire et quémandeur de mon message et je m'en excuse.
J'ai cependant réfléchi en amont à mon problême mais je manque de compétence pour le résoudre.
Il faudrait à mon avis connaitre la force exercée dans le sens de la longueur lors de la dilatation.
Il faudrait aussi connaitre la force de frottement des joints sur le tube une fois que les brides les plauquent sur le tube.
Puis comparer ces 2 forces.....

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Oui, la dilatation de 0,2 mm semble raisonnable. Masi n'oubliez pas que les supports vont aussi changer de position avec la température, même si les variations de celle-ci seront plus faibles. Mais le coefficient de dilatation du support sera 30 fois plus grand (pour du fer).

Ce que l'on fait dans ce type de montage est de laisser un peu de jeu dans les supports des brides, de sorte que les joints n'aient pas besoin de glisser. La dilatation est encaissé par les arrivées de gaz.

Pour les forces de frottement (si vous voulez vraiment que les joints glissent) vous aurez du mal à les trouver. Regardez les fiches techniques du Viton sur le web. Vous verrez qu'il y a, comme d'habitude, toute une famille d'élastomères qui s'appellent "Viton". Il faudrait déjà que vous connaissiez celle des joints.

Par contre, il faut que vous fassiez attention à la distance entre la partie à l'intérieur du four, et la position du joint. Il faut que l'espacement soit suffisant pour que le tube et le gaz qu'il transporte se soient refroidis avant d'arriver aux joints.
Au revoir.

[invitef0ae0e20]

Merci pour cette réponse.
Oui effectivement, ce sera plus pratique de donner une possibilité à l'ensemble bride/tube de coulisser que de calculer les forces en présence.
Je suis obligé de bloquer la bride du côté de l'entrée des gaz mais je peux donner un degré de liberté dans le sens longitudinal à la bride de sortie.Pour cela je ferai un ajustement glissant.

Sinon pour le fun,je me demande si le calcul des contraintes sur le tube avec 2 brides rigides n'est pas simplement un calcul de compression; en effet on empèche le tube de se dilater de 0.2 mm, ce qui revient à lui infliger une contrainte qui le comprime de 0.2 mm....en admettant que les joints toriques empèchent le glissement du tube en quartz .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Comprimer un tube de quartz froid de 600 mm de long de 2 mm d'épaisseur et de 5 cm de diamètre de 0,2 mm, demanderait une force de 7500 N. Je ne sais pas si le tube peut le supporter, mais je ne ferais pas l'essai surtout s'il est rempli d'hydrogène dans un four à 700°C.
Si vous tenez fermement une bride et lâchement l'autre, pas de problème, il n'y aura pas de tension sur le tube.
De toute façon, vous pouvez ajouter de la souplesse dans un tube métallique an ajoutant un U plus ou moins long, suivant la rigidité du tube.

Je ne pense pas que les joints empêchent le tube de bouger, surtout avec des forces aussi importantes comme celle que j'ai calculée (à la louche). Mais un joint qui bouge peut perdre son étanchéité.
A+

[invitef0ae0e20]

Bonjour

Oui tu as raison , il convient d'être prudent; d'autant que ce petit montage est sensé servir pour une étude sur les piles à hydrogène monochambre.....
J'ai retenu l'idée de laisser un degré de liberté au tube pour se dilater, c'est plus prudent.

Pour le jeu, j'ai essayé de calculer la résistance du tube lors de la dilatation avec impossibilité de s'allonger (donc compression).
J'en arrive au même résultat que toi; avec des dimensions un peu différentes (diamêtre exter = 46 mm diamêtre inter = 43 mm), j'obtiens: N= 4151 N.
Ce qui n'est déja pas rien! Malgré tout ça pourrait tenir; en effet la Résistance élastique (Re) du Quartz étant de 110 Mpa, la contrainte maxi lors de la dilatation du tube étant de 20 Mpa, on se trouve avec une marge de sécurité de 5.
Ce qui est tout de même un peu étonnant.....