6.18 Компенсация температурных удлинений в трубопроводах тепловых сетей.

Итак, неподвижное закрепление теплопроводов производят для предотвращения их смещений при температурных деформациях. Если в т/д отсутствует компенсация температурных удлинений, то при сильном нагреве в стенке т/д могут возникнуть большие разрушающие напряжения. Значение этих напряжений т/д рассчитано по закону Гука:

, где Е – модуль продольной упругости (Юнга) = МПа

i – относительная деформация.

При повышении на температуры трубы длиной l удлинение должно составлять , где α – коэффициент линейного удлинения,

Для угл. стали 1/с.

Если участок трубы защемлён и при нагревании не удлиняется, то его относительное сжатие i

Из совместного решения * и ** можно найти напряжение сжатия в прямолинейном участке без компенсаторов.

МПа.

Усилие сжатия возникающее в этом же т/д

;

где f – площадь поперечного сечения стенок т/д.

Пример: если то

Очевидно, что такие большие напряжения способны деформировать и разрушить т/д., поэтому их необходимо компенсировать. Способы компенсации разнообразны, но по своему характеру все компенсаторы м/б разбиты на 2 группы.

- осевые компенсаторы

- радиальные компенсаторы

6.17 Радиальная компенсация.

При радиальной компенсации термическая деформация т/д воспринимается за счёт изгиба эластичных специальных вставок или отдельных участков самого т/д (плоские конструкции) или за счёт их кручения (объёмные конструкции).

1. Естественная компенсация (самокомпенсация) – за систему естественных углов поворота трассы.

от Побр.

- габариты и длины

Достоинства:

а) Простота конструкции

б) Надёжность конструкции

в) Не необходимости в осмотре и уходе.

г) Разгруженность н.о. от сил внутреннего давления.

д) Не нужно дополнительного расхода труб и стр. констр.

Недостатки:

а) Поперечное смещение т/д требует ↑ ширины каналов.

б) Затруднено применение засыпной изоляции.

в) Нет возможности полностью беск. прокладки.

Но до Ø 100 можно без каналов (разрыхлит.)

2. П – образные компенсаторы – получили наибольшее распространение, применяются во всех случаях когда нельзя использовать естественную компенсацию, независимо от способа прокладки, Ø т/д, и параметров теплоносителя. До Ø 200 более рационально применять П – образный компенсатор.

Они изготавливаются с применением гнутых, крутоизогнутых и сварных отводов.

Гнутые и крутоизогнутые для любых Р и t. Сварные при Ø > 500 мм.

В зависимости от отношения длины прямой вставки l и длины плеча (вылета) h компенсаторы, различают 3 типа компенсаторов.

1. l=0,5h – с большим вылетом.

2. l=h – со средним вылетом.

3. l=2h – с малым вылетом.

Большей компенсирующей способностью обладают компенсаторы 1 типа, причём при тех же самых условиях большей компенсирующей способностью будут обладать компенсаторы с круто изогнутыми отводами, чем с гнутыми. За счёт большей длины плеча.

П – образные компенсаторы устанавливают между н.о. в середине пролёта, как правило горизонтально, но если не хватает площади их можно ставить под углом или вертикально (предусматривая дренажные и воздушные штуцеры - воздухосборники).

Компенсирующую способность П – образных компенсаторов можно увеличить при предварительной растяжке их в холодном состоянии во время монтажа на величину

В общем случае величину холодной растяжки из условия напряжения т/д в холодном и горячем состоянии. И расчётное т.у. для определения гибких компенсаторов считают по формуле.

є, - полное тепловое удлинение расчётного участка.

є – коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку в холодном состоянии в размере 50 % от - по СНиП

Достоинства:

а) Большая компенсирующая способность.

б) Надёжность работы

в) Разрушенность н.о.

г) Отсутствие камер для размещения ПК.

д) Не необходимость в надзоре и уходе.

е) Изготовления.

Недостатки:

а) дополнительный расход труб на сооружение ПК

б) увеличение гидравлических сопротивлений

в) Значительные габаритные размеры затрудняют их применения в пределах городской застройки.

г) боковое перемещение т/д может привести к его смещению с подвижной опоры.

3. Нестандартные гибкие компенсаторы.

S – образные.

Значительные преимущества перед ПК.

Достоинство:

- более высокая компенсирующая способность, малые габариты.

Недостаток:

- изготавливаются кустарно.

Лиро и омегообразные компенсаторы.

Прикладка труб с изгибом, предварительное напряжение т/д!!!