Гидравлический расчёт боковых ответвлений тепловых сетей
Диаметры трубопроводов боковых ответвлений определяются исходя из правил расчёта параллельных трубопроводов:
– гидравлические потери на параллельных ветвях равны;
– общий расход равен сумме расходов в каждом трубопроводе.
При расчёте следует соблюдать требования:
– скорость движения теплоносителя не более 3,5 м/с;
– минимальный диаметр принимается dУ ≥ 40 мм;
– диаметры участков между узлами трубопроводов принимаются постоянными.
Результаты гидравлического расчёта основной магистрали тепловых сетей заносятся в таблицу 7.3.
Таблица 7.3 - Гидравлический расчёт боковых ответвлений тепловых сетей
1. Номер участка | n-(n-1) | … | 2-1 |
2. Длина участка l, м | |||
3. Расход теплоносителя G, кг/ч | |||
4. Наружный даметр (dH ´ S), мм | |||
5. Условный диаметр dУ, мм | |||
6. Скорость движения теплоносителя V, м/с | |||
7. Удельные потери давления ip, Па/м | |||
8. Приведённая длина lэ, м | |||
9. Потери давления на участке Па | |||
10. Потеря напора на участке ∆Н, м | |||
11. Располагаемый напор на расчётном участке ∆Н´j , м |
КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ТРУБОПРОВОДОВ СЕТЕЙ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Термическое удлинение трубопровода при его нагревании транспортируемым теплоносителем определяется по формуле:
|
|
Δl = αlΔt, (8.1)
где ∆l – термическое удлинение трубопровода, м;
α - коэффициент температурного расширения, удельное удлинение стали, см / м; принимается в расчётах α = 0,0012 см/м;
l - длина участка трубопровода, м;
Δt - разность температуры теплоносителя и температуры наружного воздуха, при которой производится монтаж трубопровода, ºС.
Минимальная температура, при которой производится сварка труб из углеродистой стали, равна -21°С. При надземной прокладке сетей теплоснабжения в расчёте температурных удлинений рекомендуется принимать температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки. В этом случае тепловое удлинение рассчитывается с запасом.
Для компенсации температурных удлинений трубопроводов используются разнообразные компенсаторы. По принципу компенсации все компенсаторы могут быть разделены на две группы - осевые и радиальные.
К осевым компенсаторам относят сальниковые и сильфонные (упругие) компенсаторы. Осевые компенсаторы устанавливаются на прямолинейных участках.
Сальниковые и сильфонные компенсаторы подбираются по компенсирующей способности, так чтобы температурное удлинение трубопровода было меньше компенсирующей способности компенсатора. При радиальной компенсации температурные деформации воспринимаются изгибами специальных вставок (П-образные компенсаторы) или изгибами самих трубопроводов (самокомпенсация).
|
|
Расчёт п-образных компенсаторов
П-образные компенсаторы применяются при всех способах прокладки. К преимуществам этих компенсаторов следует отнести небольшие усилия, передаваемые на неподвижные опоры, и большую компенсирующую способность. К недостаткам - большие габариты и увеличенное гидравлическое сопротивление. Кроме того, увеличивается металлоёмкость и трудоёмкость строительства.
Компенсирующая способность П-образного компенсатора определяется его размерами: вылетом lв, створом lc и радиусом отвода R. Размеры представлены на рисунке 8.1 и в таблице 8.2.
Для гибких компенсаторов применяются крутоизогнутые отводы с радиусом гиба, равным диаметру трубы, а также нормально изогнутые отводы с радиусом гиба не менее трёх диаметров трубы.
В целях снижения расчётного температурного удлинения рекомендуется устанавливать П-образные компенсаторы с предварительной 50% растяжкой. В этом случае компенсатор рассчитывается на удлинение по формуле:
|
|
Δlp = 0,5Δl = 0,5αlΔt. , (8.2)
где Δlp – удлинение компенсатора, м.
Рисунок 8.1 - П-образный температурный компенсатор
Компенсирующая способность П-образного компенсатора при растяжке в холодном состоянии на половину ожидаемого удлинения определяется по формуле:
(8.3)
где ∆ - компенсирующая способность компенсатора, м;
σ – допустимое напряжение на изгиб; σ = 160 МПа для компенсаторов из стали 10Г2С, ВМСт2сп, Ст3сп, ВМСт3сп и σ = 120 МПа для компенсаторов из стали 10, 20, Ст2сп;
А – расчётный параметр, м3;
Е – модуль упругости, МПа; для углеродистой стали Е = 2 .105 МПа;
l - участок трубы между неподвижными опорами, м;
m — коррекционный коэффициент на уменьшение жёсткости трубы при увеличении диаметра.
; (8.4)
где R – радиус отвода компенсатора, м;
lв - вылет компенсатора. м;
lc - створ компенсатора, м;
k - коэффициент жёсткости Кáрмана.
Для расчёта коэффициента жёсткости Кáрмана необходимо определить коэффициент трубы по формуле:
(8.5)
|
|
где h - коэффициент трубы;
δ - толщина стенки трубы, м;
dср = (dн–δ/2) - средний диаметр трубы (по середине толщины трубы), м;
dн - наружный диаметр трубы, м.
Коэффициент Кáрмана k и поправочный коэффициент т определяются:
• для нормально гнутых отводов с радиусом гиба R = (3…4) dн –
, при h>1; , при h 1; ;
• для крутоизогнутых штампованных отводов с радиусом гиба R = dн –
k = 1; m = l.
Расстояния между неподвижными опорами трубопроводов с П–образными компенсаторами приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1
Условный диаметр dУ, мм | 25 | 32 | 40…50 | 70 | 80 | 100 | 125 |
Расстояние между опорами, м | 50 | 50 | 60 | 70 | 80 | 80 | 90 |
Условный диаметр dУ, мм | 150 | 175 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 |
Расстояние между опорами, м | 100 | 100 | 120 | 120 | 120 | 140 | 160 |
Размеры компенсаторов представлены в таблице 8.2.
Таблица 8.2
Условный диаметр dУ, мм | Вылет Н, мм | Створ В, мм | Тип |
25, 32, 40 | 1650 | 1605 | НКК–1 |
50, 70, 80 | 2250 | 1605 | НКК–4 |
100, 125, 150 | 3150 | 2600 | НКК–7 |
175, 200, 250 | 3000 | 2340 | НКК–8 |
300, 350, 400 | 6000 | 2940 | НКК–8 |
Рассчитанная компенсирующая способность компенсатора должна быть больше удлинения трубы.
∆ > ∆l. (8.6)
Результаты расчёта компенсаторов приводятся в таблице 8.3.
Таблица 8.3 - Размеры компенсаторов
Сила упругого отпора компенсатора (сила, действующая на неподвижную опору) определяется по формуле:
, (8.7)
где Рx – сила упругого отпора компенсатора, Н;
dн – наружный диаметр трубы, м;
dв – внутренний диаметр трубы, м;
Ixs – момент инерции упругой линии оси компенсатора, м4.
Момент инерции упругой линии оси компенсатора
, (8.8)
где nв , nс – отношение длины вылета и спинки компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора;
Lпр – приведённая длина оси компенсатора, м;
ys – координата упругого центра, м.
Координата упругого центра:
(8.9)
Приведённая длина оси компенсатора:
, (8.10)
где nП – отношение длины плеча компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора.
Отношение длины плеча, вылета и спинки компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора определяются в соответствии с рисунком 8.1.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 900; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!