1. Выбор и расчет компенсирующих устройств


Скачать 150.24 Kb.
Название1. Выбор и расчет компенсирующих устройств
Дата публикации18.07.2013
Размер150.24 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > География > Документы

Оглавление


1. Выбор и расчет компенсирующих устройств 2

2. Выбор и расчет подвижных опор 4

3. Расчет неподвижных опор 5

Приложения 7

Приложение 1. Расчет компенсаторов 7

Приложение 2. Расчет напряжений в местах закрепления плеч поворотов 7

Приложение 2. Расчет подвижных опор 7

Список литературы 8





Основной задачей механического расчета тепловой сети является выбор компенсирующих устройств, подвижных и неподвижных опор, на которые укладываются трубопроводы, как при надземной, так и при подземной прокладке. От правильности выбора и монтажа опор и компенсаторов в значительной степени зависит эксплуатационная надежность трубопровода.
^

1. Выбор и расчет компенсирующих устройств


Компенсирующие устройства в тепловых сетях служат для устранения (или значительного уменьшения) усилий, возникающих при тепловых удлинениях труб. В результате снижаются напряжения в стенках труб и силы, действующие на оборудование и опорные конструкции.

Для компенсации удлинения труб применяют специальные устройства — компенсаторы, а также используют гибкость труб на поворотах трассы тепловых сетей (естественную компенсацию). 

По принципу работы компенсаторы подразделяют на осевые (сальниковые и упругие), и радиальные (П-образные, S-образные и др.).

Осевые компенсаторы устанавливают на прямолинейных участках теплопровода, так как они предназначены для компенсации усилий, возникающих только в результате осевых удлинений. Радиальные компенсаторы устанавливают на теплосети любой конфигурации, так как они компенсируют как осевые, так и радиальные усилия. Естественная компенсация не требует установки специальных устройств, поэтому ее необходимо использовать в первую очередь.

Сальниковые компенсаторы применяются при подземной прокладке тепловых сетей, а также при прокладке на низких опорах. Применять сальниковые компенсаторы для трубопроводов, прокладываемых на эстакадах и отдельно стоящих опорах, допускается в исключительных случаях.

Упругие компенсаторы рекомендуется устанавливать в помещениях, в проходных и полупроходных каналах.

Радиальные компенсаторы могут быть использованы при любом типе прокладки и конфигурации трубопроводов. Наибольшее применение получили П-образные компенсаторы.

Принимая к установке один из типов компенсаторов необходимо определить его компенсирующую способность. Для этого:

1.1. Принимаются допустимые расстояния между компенсаторами, L. Для радиальных компенсаторов по таблице 1.1, для упругих компенсаторов по таблице 1.2.

^ Таблица 1.1. Допустимые расстояния между радиальными компенсаторами

Ду, мм

40

50

70

80

100

125

150

175

200

L, м

45

50

55

65

65

70

80

80

95



^ Таблица 1.2. Допустимые расстояния между осевыми компенсаторами

^ Тип прокладки

Ду, мм

100

125

150

200

250

L, м

Канальная и воздушная прокладка (схема 1)

55

55

65

65

80

Бесканальная прокладка (схема 1)

20

25

30

40

45

Бесканальная прокладка (схема 2)

40

50

60

80

90


Схема 2.

Схема 1.



L

L

L


1.2. Определяем расчетный перепад температур:



1.3. Принимается расчетный коэффициент, учитывающий предварительную растяжку компенсатора е по [2] стр. 166.

1.4. Принимается средний коэффициент линейного расширения стали α. Для стали марки Ст. 20, применяемой в основном для изготовления трубопроводов тепловых сетей, он равен 0,0123 – 0,0145 мм/(град∙м).

1.5. Определяем компенсирующую способность компенсатора:



1.6. По рассчитанной компенсирующей способности можно выбрать размеры компенсатора по [1] стр. 176.

Расчет можно производить в электронных таблицах Exel. Пример расчета приведен в Приложении 1.

1.7. В случае если на участке тепловой сети есть естественный поворот, то допустимая длина между компенсаторами откладывается от неподвижной опоры, установленной в конце плеча поворота (рисунок 1).

НО




l2

L



l1



ИТ



Рисунок 1.

НО – неподвижная опора.
Для выделения естественных поворотов необходимо на схеме тепловой сети обозначить обязательные для установки неподвижные опоры.

Неподвижные опоры устанавливают на выходе из источника тепла, на входе и выходе ЦТП, насосных подстанций и т п. для снятия усилий на оборудование и арматуру; в местах ответвлений для устранения взаимного влияния участков, идущих в перпендикулярных направлениях; на поворотах трассы для устранения влияния изгибающих и крутящих моментов, возникающих при естественной компенсации. В результате указанной расстановки неподвижных опор трасса тепловых сетей разбивается на прямолинейные участки, имеющие различные длины и диаметры трубопроводов.

При расчете компенсирующих устройств необходимо правильно выбрать длины плеч естественных поворотов. Для этого необходимо на участках тепловой сети, имеющих естественный поворот, определить максимально возможную длину плеча l1, а затем по таблице 1.3 выбрать минимальную длину короткого плеча l2. Возможен и обратный вариант, т.е. по минимальной длине плеча выбирается максимальная длина плеча естественного поворота.

Выбор того или иного варианта определяется студентом самостоятельно. При выборе следует максимально использовать компенсирующую способность естественных поворотов. Например, если величина l2 невелика, то по таблице 1.3 принимают величину l1.

1.8. После выбора длин плеч поворотов необходимо определить напряжение в точке закрепления короткого плеча σ. Для этого:

1.8.1. Определяем удлинение короткого плеча:



где α = 12 ∙ 10-6 – коэффициент линейного удлинения стали;

Δt = t1tор.

1.8.2. Определяем напряжение в точке закрепления короткого плеча σ:



где Е = 19,6 ∙ 104 МПа – модуль упругости первого рода для стали;

n = l1/l2.

Считаются правильно выбранными длины плеч естественного поворота, если полученное напряжение будет не больше допустимого, величина которого для различных марок стали составляет 100…140 МПа.

Расчет можно производить в электронных таблицах Exel. Пример расчета приведен в Приложении 2.
^

2. Выбор и расчет подвижных опор


Подвижные опоры предназначены для восприятия весовых нагрузок теплопровода и обеспечения свободного его перемещения при температурных деформациях. Устанавливают их при всех видах прокладки, кроме бесканальной, когда теплопроводы укладывают на утрамбованный слой песка, что обеспечивает более равномерную передачу весовых нагрузок на грунт. 

Теплопровод, лежащий на подвижных опорах, под действием весовых нагрузок (веса трубопровода с теплоносителем, изоляционной конструкцией и оборудованием и иногда ветровой нагрузки) прогибается, и в нем возникают изгибающие напряжения, значения которых зависят от расстояния (пролета) между опорами. В связи с этим основной задачей расчета является определение максимально возможного пролета между опорами, при котором изгибающие напряжения не превышают допустимых значений.

Подвижные опоры трубопроводов подразделяются на:

- скользящие независимо от направления перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб;

- катковые. Для труб диаметром 200 мм и более при осевом перемещении труб при прокладке в тоннелях, на кронштейнах, на отдельно стоящих опорах и эстакадах;

- жесткие подвески. При надземной прокладке трубопроводов с гибкими компенсаторами и на участках самокомпенсации;

После выбора типа подвижных опор необходимо определить их количество на каждом участке и расстояние между ними. Для этого:

2.1. Определяем силу тяжести 1 м трубопровода qв по Приложению 12 [2].

2.2. При надземной прокладке трубопровода определяем горизонтальную удельную нагрузку, возникающую от действия ветра:



где w – скорость ветра в регионе размещения тепловой сети. Определяется по [3];

К = 1,4…1,6 – аэродинамический коэффициент;

ρ – плотность воздуха. Можно принимать равной 1,2 кг/м3;

Диз – диаметр трубопровода с изоляцией. Принимается по Приложению 12 [2].

2.3. Определяем удельную нагрузку на 1 м трубопровода:

, Н/м (2.2)

2.4. Определяем экваториальный момент сопротивления W по Приложению 12 [2].

2.5. Определяем расчетное напряжение изгиба σи, Па по

2.5. Определяем расчетное напряжение изгиба при условиях работы трубопровода в неблагоприятных условиях (например, при просадке соседней опоры):



где коэффициент понижения допустимого напряжения за счет неблагоприятных условий;

φ = 0,7…0,75 – коэффициент запаса прочности, учитывающий сварные соединения;

[σ] – допустимое напряжение материала трубопровода. Принимается по Приложению 9 [2].

2.6. Определяем расстояние между опорами:



2.7. Определяется количество подвижных опор:



Полученный результат округляется в сторону целого числа.

Расчет можно производить в электронных таблицах Exel. Пример расчета приведен в Приложении 3.
^

3. Расчет неподвижных опор


Неподвижные опоры предназначены для закрепления трубопровода в отдельных точках, разделения его на независимые по температурным деформациям участки и для восприятия усилий, возникающих на этих участках, что устраняет возможность последовательного нарастания усилий и передачу их на оборудование и арматуру. Изготовляют эти опоры, как правило, из стали или железобетона.

Стальные неподвижные опоры представляют собой обычно стальную несущую конструкцию (балку или швеллер), располагаемую между упорами, приваренными к трубе. Несущая конструкция защемляется в строительные конструкции камер, приваривается к мачтам, эстакадам и др. 

Железобетонные неподвижные опоры обычно выполняют в виде щита, устанавливаемого при бесканальной прокладке на фундамент (бетонный камень) или защемляемого в основании и перекрытии каналов и камер. С обеих сторон щитовой опоры к трубопроводу приваривают опорные кольца (фланцы с косынками), через которые и передаются усилия. При этом щитовые опоры не требуют мощных фундаментов, так как усилия на них передаются центрально. При выполнении щитовых опор в каналах в них делают отверстия для пропуска воды и воздуха.

Стальные неподвижные опоры для тепловой сети рассчитываются в следующем порядке:

3.2. Определяем результирующее усилие на опору:



l2

l1
 

Рисунок 3.1.

ΔS = ΔlкРк ∙ 10-5 – реакция компенсаторов, МН

компенсирующая способность компенсатора (1.2), см;

Рк - осевая сила компенсатора, кН/см. Принимается по [1] стр. 178.

В качестве неподвижной опоры можно принять балку из металлического профиля, заделанную в стенки канала. Для выбора профиля балки необходимо определить максимальный момент сопротивления балки. Для этого изображается схема балки, с уложенными на нее трубопроводами (рисунок 3.2).

Ма

Мb

a

b

Мс

b

Мd



a

b

b


Рисунок 3.2. Схема балки
Размеры а и b принимаются по таблице 3.1
^ Таблица 3.1. Минимальные расстояния от трубопроводов до строительных конструкций и до смежных трубопроводов

Ду, мм

Расстояние от поверхности т/и конструкции, мм, не менее

до стены (b)

до смежного трубопровода (a)

25 - 80

150

100

100 - 250

170

140

300 - 350

200

160

400

200

200



3.3. Определяем моменты в характерных точках:





3.4. По максимальному по модулю моменту определяется момент сопротивления балки:



3.5. По моменту сопротивления по [4] выбирается профиль балки (например, швеллер).

В пояснительной записке необходимо привести эскиз выбранного профиля и привести его габаритные размеры.

^

Приложения

Приложение 1. Расчет компенсаторов


 

 

0-a

a-3

а-1

а-2

α, 1/град

По МУ

0,000012

0,000012

0,000012

0,000012

l', м

По схеме тепловой сети

70

150

85

70

lдоп.

По МУ

70

70

70

70

n'

l'/lдоп.

1

2,142857143

1,21428571

1

n

 

1

2

2

2

t1

По заданию

130

130

130

130

tос.

По МУ

-26

-26

-26

-26

Δl, мм

α∙l'(t1-tос.)/n

131,04

140,4

79,56

65,52



^

Приложение 2. Расчет напряжений в местах закрепления плеч поворотов


Обозначение

^ Способ определения

0-a

a-b

b-5

d

Гидравлический расчет

0,130

0,133

0,057

Е

МУ

196000

196000

196000

α

0,000012

0,000012

0,000012

t1

По заданию

150

130

130

tор

По СНиП

-26

-26

-26

l1

По схеме тепловой сети

15

15

15

l

МУ

4

4,5

3,1

n

l1/l

3,75

3,333333333

4,83870968

Δl

α*l*Δt

0,008448

0,008424

0,0058032

σ

(1,5∙Δl∙Е∙d)/l2

95,85576

70,487872

59,0858133
^

Приложение 2. Расчет подвижных опор


Обозначение

^ Способ определения










Диз, м

Принимается по МУ

0,253

0,253

0,157

l, м

По схеме теплосети

70

150

85

W, м3

Принимается по МУ

51

51

18,1

β

 

0,45

0,45

0,45

φ

 

0,75

0,75

0,75

σи, МПа

[σ]∙φ∙β

42,525

42,525

42,525

[σ], Мпа

Принимается по МУ

126

126

126

qв, Н/м

391

391

210,8

ρ, кг/м3

1,2

1,2

1,2

w, м/с

По СНиП

6

6

6

К

Принимается по МУ

1,5

1,5

1,5

qг, Н/м

К*(w2/2)*ρ*Диз

8,1972

8,1972

5,0868

q, Н/м

qв2+qг2

391,0859165

391,0859165

210,861366

l0

(12W*Gи)/q

8,157588308

8,157588308

6,61840842

n

l/l0

9

18

13

Список литературы


1. "Водяные тепловые сети". Справочное пособие под редакцией Громова Н.К., Шубина Е.П. М., Энергоатомиздат, 1988

2. Смирнова М.В. "Теплоснабжение". Учебное пособие для ССУЗов, Волгоград, "ИН-ФОЛИО", 2009

3. СНиП 2.01.82 "Строительная климатология и геофизика".

4. Пособие для решения задач по сопротивлению материалов. М., Высшая школа, 1985


Похожие:

1. Выбор и расчет компенсирующих устройств icon1 Управляемость корабля. Цели управления. Задачи. Система управле­ния...
Предварительный расчет подруливающих устройств с использованием результатов серийных испытаний комплекса «гребной винт в трубе»....
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconКурс Основы электропривода экзаменационный билет № Переходные процессы...
Расчет необходимой мощности и выбор двигателя при переменной нагрузке в продолжительном режиме методом средних потерь
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconОтчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования»
Общий обзор систем и устройств смазывания мрс и промышленных роботов. Патентный обзор и обзор периодики
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconМетодические указания для курсового проектирования Часть II. Расчет...
Приложение Расчетные характеристики водоводяных секционных подогревателей (ост 34-588-68) 14
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств icon«Расчет параметров водно-химического режима оборотной системы охлаждения»
Назовите составляющие балансовой схемы оборотной системы охлаждения при использовании градирен в качестве охлаждающих устройств
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconСодержание работы
Выбор и расчёт технико-эксплуатационных показателей (тэп) работы подвижного состава и расчёты производственной программы атп стр
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств icon1. Расчет расходов теплоносителя по участкам тепловой сети
Схема должна обеспечивать надежность и экономичность эксплуатации; протяженность сети должна быть минимальной, а конфигурация по...
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconУчебное пособие к практическим занятиям и выполнению расчётно-графической...
Составитель: Соболев А. В. – ассистент кафедры энергетики и автоматизации производственных процессов Брянской государственной инженерно-технологической...
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconМетодические указания для курсового проектирования часть IV. Тепловой...
Выбор толщины изоляции по нормированной плотности теплового потока при надземной прокладке трубопроводов 4
1. Выбор и расчет компенсирующих устройств iconЛабораторная работа 2 Выбор и расчет местных отопительных приборов Цель работы
Ознакомиться с назначением и устройством местных отопительных приборов, используемых в системах отопления
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница