Методичка по Теплоснабжению
.pdfгде ε = 0,5 - коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсаторов 50 % полного теплового удлинения при температуре теплоносителя менее 400 ºС.
Х - расчетное тепловое удлинение вдоль оси Х; |
|
|||
L – полное тепловое удлинение; |
|
|||
α - |
коэффициент линейного расширения, |
принимается равным |
||
1,26 10−2 |
мм |
; |
|
|
|
|
|||
|
|
м град |
|
|
L – расстояние между неподвижными опорами. |
|
|||
T =τ1 |
− T 0 |
(77) |
||
t0 - температура холодной пятидневки.
5.Сила упругой деформации определяется по формуле:
Px = Pк = |
Х Е I |
= |
E I ε α1 L t |
, кг см2/град |
(78) |
||
|
7 |
|
|||||
|
У 10 |
|
У 10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ox |
|
|
ох |
|
|
|
Смотреть таблицу 17.
6.Максимальный изгибающий момент определяется по формуле: М MAX = (H − Y0 ) Pк , кгс м (79)
6.Изгибающее компенсационное напряжение на спинке компенсатора:
σпк = |
(Н − Уо ) Рк |
, кгс/мм2, |
(80) |
|
W
где W - момент сопротивления поперечного сечения стенки трубки, см таблица 16; при этом σкп должно быть менее 8-11 кгс/мм2.
Изгибающие компенсационные напряжения на прямых участках:
к |
к |
|
|
Н + В |
, кгс/мм |
2 |
(81) |
|
||
|
|
|
|
|
||||||
σп( пр) |
= σп |
= |
|
|
|
|
|
|||
2 Lп + Н |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Основные размеры труб |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл.16 |
Условный |
|
|
Наружный |
|
Площадь |
Момент сопротив- |
|
|||
проход |
|
|
диаметр |
|
в см2 Fв |
ления поперечного |
|
|||
Dу в мм |
|
|
Dн в мм |
|
по Dв |
сечения стенки тру- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бы в см3 W при s |
|
25 |
|
|
|
32 |
|
|
|
5,73 |
1,59 |
|
32 |
|
|
|
38 |
|
|
|
8,55 |
2,32 |
|
40 |
|
|
|
45 |
|
|
|
12,57 |
3,36 |
|
50 |
|
|
|
57 |
|
|
|
19,63 |
7,42 |
|
70 |
|
|
|
76 |
|
|
|
37,39 |
13,8 |
|
80 |
|
|
|
89 |
|
|
|
52,81 |
19,3 |
|
100 |
|
|
|
108 |
|
|
78,54 |
32,8 |
|
|
125 |
|
|
|
133 |
|
|
122,7 |
50,8 |
|
|
150 |
|
|
|
159 |
|
|
176,7 |
82 |
|
|
175 |
|
|
|
194 |
|
|
265,9 |
137 |
|
|
200 |
|
|
|
219 |
|
|
336,5 |
208 |
|
|
250 |
|
|
|
273 |
|
|
526,9 |
379 |
|
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
749,9 |
616 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41
300 |
325 |
740,2 |
687 |
|
|
|
1012 |
935 |
|
350 |
377 |
1001 |
1031 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1307 |
1204 |
|
400 |
426 |
|
|
|
1282 |
1451 |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1346 |
820 |
|
450 |
478 |
1706 |
1037 |
|
|
|
2099 |
1275 |
|
500 |
529 |
|
|
|
2083 |
1479 |
|||
|
|
|||
600 |
630 |
2980 |
2110 |
|
|
|
2961 |
2400 |
|
700 |
720 |
3915 |
2768 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3870 |
3529 |
|
800 |
820 |
5077 |
4103 |
|
900 |
920 |
6390 |
5810 |
|
1000 |
1020 |
7854 |
7934 |
Вспомогательные величины для вычисления Рx, Рy, и σик при расчете труб без учета гибкости отводов
Наружный трубыдиаметр D |
стенТолщинатрубыки ммвs |
|
|
αЕl |
|
|
||
см |
|
10 |
7 |
|
|
|
||
в |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
||
н |
|
в кгсм |
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
град |
|
||||
|
|
|
|
|||||
3,2 |
2,5 |
0,0061 |
|
|||||
3,8 |
2,5 |
0,0106 |
|
|||||
4,5 |
2,5 |
0,0181 |
|
|||||
5,7 |
3,5 |
0,0506 |
|
|||||
7,6 |
3,5 |
0,126 |
|
|
|
|||
8,9 |
3,5 |
0,206 |
|
|
|
|||
10,8 |
4 |
0,425 |
|
|
|
|||
13,3 |
4 |
0,809 |
|
|
|
|||
15,9 |
4,5 |
1,56 |
|
|
|
|||
19,4 |
5 |
3,18 |
|
|
|
|||
21,9 |
6 |
5,47 |
|
|
|
|||
27,3 |
7 |
12,4 |
|
|
|
|||
32,5 |
8 |
21,0 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
9 |
26,8 |
|
|
|
|||
37,7 |
9 |
42,3 |
|
|
|
|||
|
10 |
46,6 |
|
|
|
|||
|
5 |
35,2 |
|
|
|
|||
|
6 |
41,9 |
|
|
|
|||
42,6 |
7 |
48,5 |
|
|
|
|||
|
8 |
55,1 |
|
|
|
|||
|
9 |
61,6 |
|
|
|
|||
Табл. 17
Наружный трубыдиаметр D |
стенТолщинатрубыки |
ммвs |
|
|
αЕl |
|
|
||
см |
|
|
10 |
7 |
|
|
|
||
в |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
н |
|
|
в кгсм |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
град |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
10 |
|
67,9 |
|
|
|
|||
42,6 |
11 |
|
74,2 |
|
|
|
|||
|
12 |
|
80,3 |
|
|
|
|||
|
13 |
|
86,4 |
|
|
|
|||
|
5 |
|
49,9 |
|
|
|
|||
47,8 |
6 |
|
59,5 |
|
|
|
|||
|
7 |
|
68,9 |
|
|
|
|||
|
8 |
|
78,3 |
|
|
|
|||
52,9 |
6 |
|
80,9 |
|
|
|
|||
|
7 |
|
93,9 |
|
|
|
|||
|
8 |
|
106,7 |
|
|
|
|||
52,9 |
9 |
|
119,3 |
|
|
|
|||
|
10 |
|
131,8 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
6 |
|
137,4 |
|
|
|
|||
|
7 |
|
159,5 |
|
|
|
|||
63 |
8 |
|
181,5 |
|
|
|
|||
|
9 |
|
203,2 |
|
|
|
|||
|
10 |
|
224,7 |
|
|
|
|||
42
РАСЧЕТ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА НЕПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ
Опоры являются ответственными деталями теплопровода. Они воспринимают усилия от трубопроводов и передают их на несущие конструкции или грунт. При сооружении теплопроводов применяют опоры двух типов: подвижные и неподвижные.
Неподвижные опоры фиксируют положение трубопровода в определенных точках и воспринимают усилия, возникающие в местах фиксации под действием температурных деформаций и внутреннего давления.
Усилия, воспринимаемые неподвижными опорами, складываются из неуравновешенных сил внутреннего давления, реакций свободных опор и реакций компенсаторов температурных деформаций. Эти усилия, как правило, действуют с обеих сторон неподвижной опоры. В зависимости от направления их векторов усилия взаимно уравновешиваются (т. е. вычитаются) или суммируются.
Неподвижные опоры выполняются обычно из железобетона или стали. Если неподвижная опора установлена в камере, то усилие, воспринимаемое опорой, передается на вертикальные стойки, концы которых защемлены в основании и перекрытии камеры
Рисунок 10. Железобетонная щитовая неподвижная опора.
При расположении неподвижных опор между камерами, в непроходных каналах или при канальной прокладке удобны железобетонные щитовые опоры (рисунок). Такая опора представляет собой железобетонную плиту. Конструкция не требует солидных фундаментов, так как нагрузка от нее передается центрально.
Нагрузки на неподвижные опоры подразделяют на вертикальные и горизонтальные.
Вертикальные нагрузки определяют по формуле:
H В = q l , кгс, |
(82) |
где q – вес 1м трубопровода: вес трубы + изоляционная конструкция + вода, кгс/м;
l – пролёт между подвижными опорами, м.
Горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры возникают под влиянием следующих сил:
трения в опорах при тепловом удлинении трубопровода, прокладываемого в непроходных и полупроходных каналах, тоннелях и надземно; трения в сальниковых компенсаторах при тепловом удлинении трубо-
43
проводов; упругой деформации гибких компенсаторов или самокомпенсации при
растяжке в холодном состоянии или при тепловом удлинении трубопровода; внутреннего давления при применении неуравновешенных сальниковых
компенсаторов (разрезанные трубопроводы).
Горизонтальная осевая нагрузка на опору определяется по формулам см. приложение 1, табл. 1.
Силы трения в сальниковых компенсаторах определяют в зависимости от рабочего давления теплоносителя, диаметра трубы и конструкции сальниковой набивки по формулам
|
Рс |
= 2Рраб l2 |
D2 |
|
f π , кгс |
(83) |
||
|
Рс |
= |
400n |
l2 |
D2 |
|
f π , кгс |
(84) |
|
|
|||||||
|
|
|
f н |
|
|
|
|
|
где |
Рс - сила трения в сальниковых компенсаторах, т.с.; |
|
||||||
|
Рраб – рабочее давление теплоносителя, определяется по пьезометриче- |
|||||||
скому графику (наибольшее давление), кгс/см2; |
|
|||||||
|
l2 – длина слоя набивки по оси сальникого компенсатора в см; |
|||||||
|
D2 – наружный диаметр стакана сальникого компенсатора в см; |
|||||||
|
f – коэффициент трения набивки о металл принимают равным 0,15; |
|||||||
|
n – число болтов компенсатора; |
|
||||||
|
fн – площадь поперечного сечения, по номинальному диаметру стакана |
|||||||
сальникового компенсатора d в см2. |
|
|||||||
|
Площадь поперечного сечения набивки определяют по формуле |
|||||||
|
F н |
= 0,785(D32 |
− D22 ) , см2 |
(85) |
||||
где |
D3 – внутренний диаметр корпуса сальникого компенсатора см. т. 1 прил. |
|||||||
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные схемы неподвижных опор см. таблицу 18.
44
Табл. 18
45
Продолжение табл. 18
46
Продолжение табл. 18
47
Продолжение табл. 18
48
РАСЧЕТ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ
При бесканальной прокладке обычно отказываются от установки подвижных опор под трубопроводами во избежание неравномерных просадок, а также дополнительных изгибающих напряжений. В этих теплопроводах трубы укладываются на нетронутый грунт или тщательно утрамбованный слой песка.
Нагрузки на подвижные опоры трубопроводов подразделяют на вертикальные и горизонтальные и зависят от веса участка трубопровода, приходящегося на опору и типа опоры.
Вертикальную нагрузку определяют по формуле:
Н в = q l , кгс, |
(86) |
49
где q – вес 1м трубопровода: вес трубы + изоляционная конструкция + вода, кгс/м;
l – пролёт между подвижными опорами, м.
Горизонтальные нагрузки возникают за счёт реакции трения опоры при её перемещении под влиянием теплового удлинения трубопроводов.
|
|
Н Г = f q l , кгс, |
|
(87) |
|
|
где |
f – коэффициент трения подвижных опор, если тип опор: скользящие |
|||||
f=0,3. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Табл.19 |
|
|
|
Пролеты между подвижными опорами |
|||
|
|
Условный |
|
Dу, мм |
|
|
|
|
проход |
Пролет, м |
Пролет, м |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Dу ,мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
3,5 |
250 |
7 |
|
|
|
100 |
4 |
300 |
8 |
|
|
|
125 |
4,5 |
350 |
8 |
|
|
|
150 |
5 |
400 |
8,5 |
|
|
|
175 |
6 |
450 |
9 |
|
|
|
200 |
6 |
500 |
10 |
|
50