4.1 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 l_в, створом l_c 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:

Δl_p = 0,5Δl = 0,5αlΔt. ,

где Δl_p – удлинение компенсатора, м.

Для участка1-7

∆l_p=0,515,18=7,59 м

Для участка 2-11

∆l_p=0,51,32=0,66 м

Для участка 3-10

∆l_p=0,50,66=0,33 м

Для участка 4-9

∆l_p=0,51,65=0,82 м

Для участка 5-8

∆l_p=0,51,98=0,99 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:

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.

;

где R – радиус отвода компенсатора, м;

l_в - вылет компенсатора. м;

l_c - створ компенсатора, м;

k - коэффициент жёсткости Кáрмана.

Для расчёта коэффициента жёсткости Кáрмана необходимо определить коэффициент трубы по формуле:

где h - коэффициент трубы;

δ - толщина стенки трубы, м;

d_ср = (d_н–δ/2) - средний диаметр трубы (по середине толщины трубы), м;

d_н - наружный диаметр трубы, м.

Результаты расчёта компенсаторов приводятся в таблице 8

Таблица 8

Эскиз	Обозначение	Диаметр трубы наружный и толщина стенки dнхδ, м	Вылет, м	Створ м	Радиус отвода	Компенсирующая способность	количество
	ННК-4	76Х3	2,25	1,605	0,228	0,08	1
	ННК-1	57Х3	1,65	1,605	0,171	0,16	1