مدل سازی رفتار لوله های کامپوزیتی زمینه پلیمری حامل سیال در معرض آتش هیدروکربنی

علی رغم خواص مکانیکی بسیار خوب مواد کامپوزیتی، مقاومت این مواد در برابر آتش مناسب نیست. بنابراین با توجه به استفاده روزافزون از لوله های کامپوزیتی به ویژه در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، تحلیل آتش سوزی در این لوله ها بسیار پراهمیت است. مهم ترین هدف این مقاله بررسی اثرات آتش بر مقاومت لوله های کامپوزیتی و میزان و مدت زمان دوام آوردن آن ها با انجام تحلیل حرارتی-مکانیکی به روش عددی برای لوله ی کامپوزیتی حامل سیال با بهره گیری از نرم افزار MATLAB بوده است. در مرحله مدل سازی حرارتی ابتدا توزیع حرارت ناشی از آتش سوزی مواد نفتی در لوله کامپوزیتی برحسب مکان و زمان به دست آورده شده و سپس در مرحله مدل سازی مکانیکی، افت خواص مکانیکی براثر این افزایش دما محاسبه شده و با در نظر گرفتن تنش های وارده از طرف سیال داخل لوله و همچنین تنش های حرارتی به وجود آمده، تنش های نهایی محاسبه شده است. سپس مدل حرارتی-مکانیکی حاصل با نتایج موجود در مقالات مرتبط، اعتبارسنجی شده و مورد استفاده قرار گرفته است. در نهایت با استفاده از معیار شکست Tsai–Wu زمان شکست لوله کامپوزیتی محاسبه شد. نتایج نشان دادند که با تخمین زمان شکست لوله کامپوزیتی، می توان میزان نیروی قابل تحمل توسط لوله را در شرایط مختلف تاثیر آتش بر لوله، تعیین کرد.