Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Dobar posao na stranicu ">

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Proračun dilatacijskih spojeva u obliku slova U

dr.sc. S. B. Gorunovich,

ruke. projektna grupa Ust-Ilimskaya CHPP

Da bi se kompenzirala toplinska ekspanzija, u toplinskim mrežama i elektranama najčešći su dilatacijski spojevi u obliku slova U. Unatoč brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u mreže grijanja sa polaganje kanala), značajni hidraulički gubici (u poređenju sa punilom i mehovima); Dilatacijski spojevi u obliku slova U također imaju niz prednosti.

Glavne prednosti su jednostavnost i pouzdanost. Osim toga, ova vrsta dilatacija je najbolje proučena i opisana u obrazovnoj, metodičkoj i referentnoj literaturi. Unatoč tome, mladim inženjerima koji nemaju specijalizirane programe često je teško izračunati dilatacijske spojeve. To je prvenstveno zbog prilično složene teorije, sa prisustvom velikog broja korektivnih faktora i, nažalost, sa prisustvom grešaka u kucanju i netačnostima u nekim izvorima.

U nastavku se izvodi detaljna analiza procedure za izračunavanje kompenzatora u obliku slova U iz dva glavna izvora, čija je svrha bila da se identifikuju moguće greške u kucanju i netačnosti, kao i da se uporede rezultati.

Tipičan proračun kompenzatora (slika 1, a)), koji predlaže većina autora, pretpostavlja proceduru zasnovanu na korišćenju Kastilijanove teoreme:

gdje: U- potencijalna energija deformacije kompenzatora, E- modul elastičnosti materijala cijevi, J- aksijalni moment inercije preseka dilatacije (cevi),

gdje: s- debljina zida krivine,

D n- vanjski prečnik krivine;

M- moment savijanja u dijelu dilatacije. Ovde (iz uslova ravnoteže, slika 1 a)):

M = P yx - P xy + M 0 ; (2)

L- puna dužina kompenzatora, J x- aksijalni moment inercije kompenzatora, J xy- centrifugalni moment inercije kompenzatora, S x- statički moment kompenzatora.

Radi pojednostavljenja rješenja, koordinatne ose se prenose u elastični centar gravitacije (nove ose Xs, Ys), zatim:

S x= 0, J xy = 0.

Iz (1) dobijamo elastičnu odskočnu silu P x:

Kretanje se može protumačiti kao kompenzacijski kapacitet kompenzatora:

gdje: b t- koeficijent linearnog termičkog širenja, (1,2x10 -5 1/deg za ugljične čelike);

t n - početna temperatura (prosječna temperatura najhladniji petodnevni period u posljednjih 20 godina);

t To- konačna temperatura ( Maksimalna temperatura rashladna tečnost);

L uch- dužina kompenziranog dijela.

Analizirajući formulu (3) možemo doći do zaključka da najveću poteškoću izaziva određivanje momenta inercije J xs, pogotovo jer je prvo potrebno odrediti težište kompenzatora (s y s). Autor razumno predlaže korištenje približne, grafičke metode za određivanje J xs, uzimajući u obzir koeficijent krutosti (Karmana) k:

Prvi integral je određen u odnosu na osu y, drugi u odnosu na osu y s(sl. 1). Osa dilatacije je nacrtana u mjerilu na milimetarskom papiru. Cijela krivulja kompenzatora L dijeli se na mnoge segmente DS i... Udaljenost od centra linije do ose y i mereno lenjirom.

Koeficijent krutosti (Karmana) treba da odražava eksperimentalno dokazan učinak lokalnog spljoštenja presjek savijanje koljena, što povećava njihov kompenzacijski kapacitet. V normativni dokument Karmanov koeficijent je određen empirijskim formulama drugačijim od onih datih u,. Koeficijent krutosti k koristi se za određivanje smanjene dužine L prd lučni element, koji je uvijek veći od njegove stvarne dužine l G... U izvoru, Karmanov koeficijent za savijene krivine:

gdje je: l - karakteristika savijanja.

ovdje: R- radijus savijanja.

gdje: b- ugao savijanja (u stepenima).

Za zavarene i kratko savijene žigosane koljena, izvor predlaže korištenje drugih ovisnosti za određivanje k:

gdje: h- karakteristika savijanja za zavarene i štancane krivine.

Ovdje: R e - ekvivalentni polumjer zavarene krivine.

Za slavine iz tri i četiri sektora, b = 15 stupnjeva, za pravokutni dvosektorski izlaz, predlaže se da se uzme b = 11 stupnjeva.

Treba napomenuti da in, koeficijent k ? 1.

Regulatorni dokument RD 10-400-01 predviđa sljedeću proceduru za određivanje koeficijenta fleksibilnosti TO R* :

gdje TO R- koeficijent fleksibilnosti bez uzimanja u obzir ograničenja deformacije krajeva savijenog dijela cjevovoda; o - koeficijent koji uzima u obzir ograničenje deformacije na krajevima zakrivljenog presjeka.

U ovom slučaju, ako, onda se koeficijent fleksibilnosti uzima jednak 1,0.

Magnituda TO str određena formulom:

Evo P- prekomjerni unutrašnji pritisak, MPa; E t je modul elastičnosti materijala pri Radna temperatura, MPa.

Može se pokazati da je faktor fleksibilnosti TO R* će biti više od jedan, stoga je pri određivanju reducirane dužine krivine prema (7) potrebno uzeti njenu inverznu vrijednost.

Za usporedbu, odredimo fleksibilnost nekih standardnih krivina prema OST 34-42-699-85, pri nadpritisku R= 2,2 MPa i modul E t= 2x 10 5 MPa. Rezultati su sažeti u tabeli ispod (tabela br. 1).

Analizirajući dobijene rezultate, može se zaključiti da postupak za određivanje koeficijenta fleksibilnosti prema RD 10-400-01 daje „strožiji“ rezultat (manja fleksibilnost savijanja), uz dodatno uzimanje u obzir viška pritiska u cjevovoda i modula elastičnosti materijala.

Moment inercije kompenzatora u obliku slova U (slika 1 b)) u odnosu na novu osu y sJ xs definiran na sljedeći način:

gdje: L NS- smanjena dužina ose kompenzatora,

y s- koordinata težišta kompenzatora:

Maksimalni moment savijanja M Max(djeluje na vrhu dilatacije):

gdje N- prepust dilatacije, prema sl. 1 b):

H = (m + 2) R.

Maksimalni napon u presjeku zida cijevi određuje se formulom:

gdje: m 1 - faktor korekcije (faktor sigurnosti), uzimajući u obzir povećanje napona u savijenim presjecima.

Za savijene krivine, (17)

Za zavarene krivine. (osamnaest)

W- moment otpora preseka grana:

Dozvoljeno naprezanje (160 MPa za kompenzatore od čelika 10G 2S, St 3sp; 120 MPa za čelike 10, 20, St 2sp).

Želio bih odmah napomenuti da je faktor sigurnosti (korekcija) prilično visok i raste s povećanjem promjera cjevovoda. Na primjer, za zavoj od 90 ° - 159x6 OST 34-42-699-85 m 1 ? 2.6; za krivinu 90° - 630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.

Slika 2. Proračunski dijagram kompenzatora prema RD 10-400-01.

U dokumentu sa uputstvima, proračun presjeka s dilatacijskim spojem u obliku slova U, vidi sliku 2, se izvodi prema iterativnoj proceduri:

Ovdje se postavljaju udaljenosti od ose dilatacije do fiksnih nosača. L 1 i L 2 naslona V a polazak je određen N. U procesu iteracija u obje jednačine potrebno je postići da ona postane jednaka; od para vrijednosti uzima se najveća = l 2. Zatim se određuje željeni prepust dilatacije H:

Jednačine predstavljaju geometrijske komponente, vidi sliku 2:

Komponente otpornih sila, 1 / m 2:

Momenti inercije oko centralnih osa x, y.

Parametar snage A, m:

[y sk] - dozvoljeni napon kompenzacije,

Dozvoljeni kompenzacijski napon [y sk] za cjevovode koji se nalaze u horizontalnoj ravni određuje se formulom:

za cjevovode koji se nalaze u vertikalna ravan prema formuli:

gdje je: nazivno dopušteno naprezanje na radnoj temperaturi (za čelik 10G 2C - 165 MPa na 100°? t? 200°, za čelik 20 - 140 MPa na 100°? t? 200°).

D- unutrašnji prečnik,

Napominjem da autori nisu uspjeli izbjeći greške u kucanju i netačnosti. Ako koristimo faktor fleksibilnosti TO R* (9) u formulama za određivanje redukovane dužine l NS(25), koordinate centralnih osa i momente inercije (26), (27), (29), (30), onda dobijamo potcijenjen (netačan) rezultat, budući da je koeficijent fleksibilnosti TO R* prema (9) veći je od jedan i mora se pomnožiti sa dužinom savijenih krivina. Zadata dužina savijenih krivina je uvijek veća od njihove stvarne dužine (prema (7)), tek tada će dobiti dodatnu fleksibilnost i sposobnost kompenzacije.

Stoga, da bi se ispravio postupak određivanja geometrijskih karakteristika prema (25) h (30), potrebno je koristiti inverznu vrijednost TO R*:

TO R* = 1 / K R*.

U dijagramu dizajna na slici 2, nosači kompenzatora su fiksni ("križići" se obično koriste za označavanje fiksnih nosača (GOST 21.205-93)). Ovo može potaknuti "kalkulator" da izbroji udaljenosti. L 1 , L 2 od fiksnih nosača, odnosno uzeti u obzir dužinu cijelog kompenzacijskog dijela. U praksi su bočni pomaci kliznih (pokretnih) nosača susjednog dijela cjevovoda često ograničeni; od ovih pomičnih, ali ograničenih u bočnom kretanju oslonaca i treba računati udaljenosti L 1 , L 2 ... Ako ne ograničite poprečna kretanja cjevovoda duž cijele dužine od fiksnog do fiksna podrška postoji opasnost da se dijelovi cjevovoda koji su najbliži dilatacijskom spoju odlijepe od nosača. Za ilustraciju ove činjenice, na slici 3 prikazani su rezultati proračuna za temperaturnu kompenzaciju dijela magistralnog cjevovoda DN 800 od čelika 17G 2C dužine 200 m, temperaturne razlike od - 46 C° do 180 C. ° u programu MSC Nastran. Maksimalno bočno pomicanje središnje tačke dilatacije je 1.645 m. Potencijalni vodeni udar također predstavlja dodatni rizik od iskakanja iz tračnica sa nosača cjevovoda. Dakle, odluka o dužinama L 1 , L 2 treba uzimati sa oprezom.

Slika 3. Rezultati proračuna kompenzacijskih napona u dijelu cjevovoda DN 800 sa kompenzatorom u obliku slova U korištenjem MSC/Nastran softverskog paketa (MPa).

Poreklo prve jednačine u (20) nije sasvim jasno. Štaviše, nije dimenzionalno ispravan. Zaista, u zagradama pod znakom modula dodaju se vrijednosti R NS i P y(l 4 +…) .

Ispravnost druge jednadžbe u (20) može se dokazati na sljedeći način:

da bi, neophodno je da:

Ovo je zaista slučaj ako stavimo

Za posebnu priliku L 1 = L 2 , R y=0 koristeći (3), (4), (15), (19), može se doći do (36). Važno je uzeti u obzir da u sistemu notacije u y = y s.

Za praktične proračune koristio bih drugu jednačinu u (20) u poznatijem i pogodnijem obliku:

gdje je A 1 = A [y ck].

U konkretnom slučaju kada L 1 = L 2 , R y=0 (simetrični kompenzator):

Očigledne prednosti tehnike u odnosu na nju je njena velika svestranost. Kompenzator na slici 2 može biti asimetričan; normativnost omogućava izračunavanje kompenzatora ne samo za mreže grijanja, već i za kritične cjevovode visokog pritiska, koji se nalaze u registru RosTekhNadzora.

Mi ćemo izvršiti komparativna analiza rezultati proračuna dilatacijskih spojeva u obliku slova U prema metodama,. Postavimo sljedeće početne podatke:

a) za sve dilatacije: materijal - čelik 20; P = 2,0 MPa; E t= 2x 10 5 MPa; t?200°; opterećenje - prethodno istezanje; savijene krivine prema OST 34-42-699-85; dilatacijski spojevi se nalaze vodoravno, izrađeni su od cijevi s krznom. obrada;

b) dijagram dizajna sa geometrijskim oznakama prema sl. 4;

Slika 4. Šema dizajna za komparativnu analizu.

c) standardne veličine kompenzatora su sažete u tabeli br. 2 zajedno sa rezultatima proračuna.

	Zavoji i cijevi kompenzatora, D n H s, mm	Veličina, vidi sliku 4	Prethodno istezanje, m	Maksimalni napon, MPa	Dozvoljeno naprezanje, MPa
							prema	prema	prema	prema

zaključci

kompenzator napona toplotnog cjevovoda

Analizirajući rezultate proračuna korištenjem dvije različite metode: referentne - i normativne -, može se doći do zaključka da je, uprkos činjenici da su obje metode zasnovane na istoj teoriji, razlika u rezultatima vrlo značajna. Odabrane standardne veličine kompenzatora "prolaze sa marginom" ako su izračunate i ne prolaze pored dozvoljenih napona, ako su izračunate po. Najznačajniji uticaj na rezultat ima faktor korekcije m 1 , što povećava napon izračunat po formuli 2 ili više puta. Na primjer, za kompenzator u zadnjem redu tabele br. 2 (iz cijevi 530Ch12) koeficijent m 1 ? 4,2.

Utječe na rezultat i vrijednost dozvoljenog naprezanja, koja je znatno niža za čelik 20.

Općenito, unatoč većoj jednostavnosti, koja je povezana s prisustvom manjeg broja koeficijenata i formula, metoda se pokazuje mnogo rigoroznijom, posebno u dijelu cjevovoda velikog promjera.

U praktične svrhe, pri proračunu dilatacijskih spojeva u obliku slova U za mreže grijanja, preporučio bih "mješovitu" taktiku. Koeficijent fleksibilnosti (Karmana) i dozvoljeni napon treba odrediti prema standardu, tj. k = 1 /TO R* a zatim prema formulama (9) h (11); [y ck] - prema formulama (34), (35) uzimajući u obzir RD 10-249-88. "Tijelo" tehnike treba koristiti prema, ali bez uzimanja u obzir faktora korekcije m 1 , tj.:

gdje M Max određeno (15) h (12).

Moguća asimetrija kompenzatora, koja se uzima u obzir, može se zanemariti, jer se u praksi, pri polaganju toplovodnih mreža, pomični oslonci ugrađuju prilično često, asimetrija je slučajna i značajan uticaj ne utiče na rezultat.

Razdaljina b moguće je računati ne od najbližih susjednih kliznih nosača, već odlučiti o ograničenju bočnih pomaka već na drugom ili trećem klizni ležaj, ako se mjeri od ose kompenzatora.

Koristeći ovu "taktiku" kalkulator "ubija dvije muhe jednim udarcem": a) striktno slijedi regulatorni dokumenti, pošto je "telo" tehnike poseban slučaj. Dokaz je dat gore; b) pojednostavljuje proračun.

Ovome se može dodati važan faktor uštede: na kraju krajeva, da biste odabrali dilatacijski spoj od cijevi 530Ch12, pogledajte tabelu. br. 2, prema referentnoj knjizi, kalkulator će morati povećati svoje dimenzije najmanje 2 puta, prema istom aktuelna regulativa pravi kompenzator se takođe može smanjiti za jedan i po puta.

Književnost

1. Elizarov D.P. Termoelektrane elektrana. - M.: Energoizdat, 1982.

2. Voda grejna mreža: Referentni priručnik o dizajnu / I.V. Belyaikin, V.P. Vitaliev, N.K. Gromov et al., Ed. N.K. Gromova, E.P. Shubin. - M.: Energoatomizdat, 1988.

3. Sokolov E.Ya. Mreže grijanja i grijanja. - M.: Energoizdat, 1982.

4. Standardi za proračun čvrstoće cevovoda toplovodnih mreža (RD 10-400-01).

5. Standardi za proračun čvrstoće stacionarnih kotlova i parovoda i vruća voda(RD 10-249-98).

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Obračun troškova topline za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Određivanje prečnika cevovoda, broja dilatacionih spojeva, gubitaka glave u lokalnim otporima, gubitaka napona duž dužine cevovoda. Izbor debljine toplinske izolacije provodnika topline.

test, dodano 25.01.2013


Određivanje vrijednosti toplinskog opterećenja regije i godišnju potrošnju toplina. Izbor izvora toplote izvora. Hidraulički proračun toplovodne mreže, izbor mrežnih i napojnih pumpi. Proračun toplinskih gubitaka, parne mreže, dilatacijskih spojeva i potpornih sila.

seminarski rad, dodan 11.07.2012


Metode kompenzacije reaktivna snaga v električne mreže... Primjena statičkih kondenzatorskih baterija. Automatski regulatori naizmjenična pobuda sinhronih kompenzatora s poprečnim namotom rotora. CK programiranje interfejsa.

rad, dodato 09.03.2012


Osnovni principi kompenzacije jalove snage. Procjena uticaja pretvaračkih instalacija na industrijske mreže napajanja. Razvoj funkcionalnog algoritma, strukturne i šematski dijagrami tiristorski kompenzatori jalove snage.

teza, dodana 24.11.2010


Određivanje toplotnih tokova za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Zgrada temperaturni graf regulacija toplotnog opterećenja na grijanje. Proračun kompenzatora i toplinske izolacije, magistralnih toplovoda dvocijevne vodovodne mreže.

seminarski rad, dodan 22.10.2013


Proračun jednostavnog cjevovoda, tehnika za primjenu Bernoullijeve jednadžbe. Određivanje prečnika cjevovoda. Proračun kavitacije usisnog voda. Definicija maksimalna visina porast i maksimalni protok. Dijagram centrifugalne pumpe.

Prezentacija dodata 29.01.2014


Proračun konstrukcije vertikalnog grijača nizak pritisak sa snopom mesinganih cijevi u obliku slova U promjera d = 160,75 mm. Određivanje površine za izmjenu topline i geometrijskih parametara grede. Hidraulički otpor inline putanje.

test, dodano 18.08.2013


Maksimalni protok kroz hidraulični vod. Vrijednosti kinematičke viskoznosti, ekvivalentne hrapavosti i površine protoka cijevi. Preliminarna procjena režima protoka fluida na ulaznoj dionici cjevovoda. Proračun koeficijenata trenja.

seminarski rad dodan 26.08.2012


Primena u sistemima napajanja uređaja za automatizaciju elektroenergetskih sistema: sinhroni kompenzatori i elektromotori, regulatori brzine. Proračun struja kratkog spoja; zaštita dalekovoda, transformatora i motora.

seminarski rad, dodan 23.11.2012


Određivanje vanjskog promjera izolacije čeličnog cjevovoda sa podešenu temperaturu vanjska površina, temperatura linearnog koeficijenta prijenosa topline iz vode u zrak; gubitak toplote sa 1 m cjevovoda. Analiza prikladnosti izolacije.

Zdravo! Prilikom zagrijavanja, cjevovodi sistema za opskrbu toplinom imaju tendenciju da se produže. A koliko će se povećati u dužini ovisit će o njihovim početnim dimenzijama, o materijalu od kojeg su napravljeni i temperaturi tvari koja se transportuje kroz cjevovod. Potencijalno, promjena linearnih dimenzija cjevovoda može dovesti do uništenja navojnih, prirubničkih, zavarenih spojeva, oštećenja drugih elemenata. Naravno, pri projektovanju cjevovoda vodi se računa da se oni pri zagrijavanju produžuju, a pri niskim temperaturama skraćuju.

Samokompenzacija cijevi grijanja i dodatnih kompenzacijskih elemenata

U oblasti opskrbe toplinom postoji takav fenomen kao što je samokompenzacija. To se podrazumijeva kao sposobnost cjevovoda da samostalno, bez pomoći posebnih uređaja i uređaja, kompenzira one promjene veličine koje nastaju kao rezultat toplinskih učinaka, zbog elastičnosti metala i geometrijskog oblika. Samokompenzacija je moguća samo ako postoje krivine ili krivine u cevovodnom sistemu. Međutim, nije uvijek moguće tokom projektiranja i instalacije stvoriti veliki broj takvih "prirodnih" kompenzacijskih mehanizama. U takvim slučajevima, važno je razmisliti o kreiranju i instalaciji dodatni dilatacioni spojevi... Oni su sljedećih vrsta:

U obliku slova;

sočivo;

kutija za punjenje;

valovit.

Metode izrade dilatacijskih spojeva u obliku slova U

U ovom članku ćemo detaljno govoriti o dilatacijskim spojevima u obliku slova U, koji su danas najčešći. Ovi proizvodi, obloženi polietilenskim omotačem, mogu se koristiti na svim vrstama tehnoloških cjevovoda. Zapravo, oni su jedna od metoda samokompenzacije - na kratkoj dionici stvara se nekoliko zavoja u obliku slova "P", a zatim cjevovod nastavlja ići pravolinijski. Takve Konstrukcije u obliku slova U izrađuju se od savijenih jednodijelnih cijevi, od dijelova cijevi ili krivina koje su međusobno zavarene. Odnosno, napravljene su od istog materijala, od istog čelika kao i cijevi.

Najekonomičnije je savijati dilatacijske spojeve iz jedne čvrste cijevi. Ali ako je ukupna dužina proizvoda veća od 9 metara, onda ih treba napraviti od dva, tri ili sedam dijelova.

U slučaju da je kompenzator potrebno napraviti od dva sastavni dijelovi, tada se šav nalazi na takozvanom prepustu.

Trodijelni dizajn pretpostavlja da će se savijena "leđa" proizvoda stvoriti od jednog komada cijevi, a zatim će se na njega zavariti dvije ravne grane.

Kada ima sedam delova, onda četiri treba da budu koljena, a druga tri treba da budu cevi.

Također je važno zapamtiti da radijus savijanja zavoja pri pripremi dilatacijskih spojeva od ravnih dijelova mora biti jednak četiri vanjska promjera cijevi. Ovo se može izraziti sljedećom jednostavnom formulom: R = 4D.

Bez obzira na to od koliko dijelova je napravljen opisani dilatacijski spoj, uvijek je preporučljivo postaviti zavareni šav na ravnu granu, koja će biti jednaka promjeru cijevi (ali ne manje od 10 centimetara). Međutim, postoje i strmo savijene krivine, gdje uopće nema ravnih elemenata - u ovom slučaju možete odstupiti od gornjeg pravila.

Prednosti i nedostaci predmetnih proizvoda

Kompenzatori ovog tipa stručnjaci preporučuju korištenje za cjevovode malog promjera - do 600 milimetara. Sekcije u obliku velikih slova "P" na ovim cjevovodima, u slučaju bilo kakvih vibracija, efikasno ih gase promjenom položaja duž uzdužne ose. To, takoreći, ne dopušta da se fluktuacije "kreću naprijed" duž cijevi za grijanje. U cjevovodima koji zahtijevaju demontažu radi čišćenja, dilatacijski spojevi u obliku slova U se dodatno isporučuju sa spojnim dijelovima na prirubnicama.

Proizvodi u obliku slova U dobri su po tome što im nije potrebna kontrola tokom rada. To ih razlikuje od proizvoda sa žlijezdama, za čije su održavanje potrebne posebne granske komore. Međutim, za uređenje dilatacijskih fuga u obliku slova U potrebno je nešto prostora, a u gusto izgrađenom gradu to se ne nalazi uvijek.

Dilatacije koje se razmatraju, naravno, imaju ne samo prednosti, već i nedostatke. Najočigledniji od njih je ovaj - cijevi se dodatno troše za proizvodnju dilatacijskih spojeva, a koštaju. Osim toga, ugradnja ovih dilatacijskih spojeva dovodi do činjenice da se ukupni otpor kretanju fluida za prijenos topline povećava. Osim toga, takve dilatacijske spojnice odlikuju se značajnom veličinom i potrebom za posebnim osloncima.

Proračuni za dilatacije u obliku slova U

U Rusiji, parametri za dilatacije u obliku slova U još uvijek nisu standardizirani. Izrađuju se u skladu sa potrebama projekta i prema podacima koji su propisani u ovom projektu (vrsta, dimenzije, prečnik, materijal itd.). Ali ipak, naravno, ne treba nasumično određivati ​​dimenzije kompenzatora u obliku slova U. Posebni proračuni će vam pomoći da saznate dimenzije kompenzatora koji će biti dovoljni da nadoknade deformacije grijaćeg cjevovoda zbog temperaturnih razlika.

U takvim proračunima, po pravilu, prihvataju se sledeći uslovi:

cjevovod je izrađen od čeličnih cijevi;

voda ili para teče kroz njega;

pritisak unutar cjevovoda ne prelazi 16 bara;

temperatura radno okruženje ne više od 2000 stepeni Celzijusa

kompenzatori su simetrični, dužina jedne ruke je striktno jednaka dužini druge ruke;

cjevovod je u horizontalnom položaju;

pritisak vjetra i druga opterećenja ne djeluju na cjevovod.

Kao što vidimo, ovdje su uzeti idealnim uslovima, što, naravno, čini konačne brojke vrlo proizvoljnim i približnim. Ali takav proračun i dalje vam omogućava da smanjite rizik od oštećenja cjevovoda tokom rada.

I još jedan važan dodatak. Prilikom izračunavanja promjene u cjevovodu pod utjecajem topline, za osnovu se uzima najviša temperatura transportirane vode ili pare, a temperatura okruženje naprotiv, minimum je postavljen.

Montaža dilatacionih spojeva

Potrebno je sastaviti dilatacijske spojeve na postolju ili na apsolutno ravnoj čvrstoj platformi, na kojoj će biti zgodno proizvoditi zavarivačke radove i fit. Počevši od rada, morate precizno iscrtati os budućeg P-presjeka i instalirati kontrolne svjetionike za elemente dilatacijske spojnice.

Nakon izrade dilatacijskih spojeva, također morate provjeriti njihove dimenzije - odstupanje od zacrtanih linija ne smije prelaziti četiri milimetra.

Mjesto za dilatacijske spojeve u obliku slova U obično se bira sa desna strana toplotne cevi (gledano od izvora toplote do krajnje tačke). Ako na desnoj strani nema potrebnog prostora, tada je moguće (ali samo kao izuzetak) urediti prevjes za dilatacijski spoj s lijeve strane, bez promjene ukupnih dimenzija dizajna. Sa ovim rješenjem, sa vaniće se nalaziti povratni cevovod, a njegove dimenzije će se pokazati nešto veće od onih koje su potrebne prema preliminarnim proračunima.

Pokretanje rashladne tečnosti uvijek stvara značajan stres u metalnim cijevima. da se nosim sa tim, NS- oblikovani dilatacijski spoj tokom procesa instalacije treba ga maksimalno rastegnuti - to će povećati njegovu efikasnost. Istezanje se vrši nakon ugradnje i fiksiranja nosača s obje strane dilatacije. Cjevovod, kada je rastegnut u zonama njegovog zavarivanja na nosače, mora ostati strogo nepomičan. Dilatacijski spojevi u obliku slova U danas se rastežu pomoću dizalica, dizalica i drugih sličnih uređaja. Količina prethodnog istezanja kompenzacijskog elementa (ili količina njegove kompresije) mora biti naznačena u putovnici za grijalicu i projektnoj dokumentaciji.

Ukoliko je lokacija planirana Elementi u obliku slova U u grupama na nekoliko cjevovoda koji rade paralelno, tada se istezanje zamjenjuje takvim postupkom kao što je rastezanje cijevi u "hladnom" stanju. Ova opcija također pretpostavlja posebnu proceduru za izvođenje instalacijskih procedura. U tom slučaju treba prije svega postaviti dilatacijski spoj na nosače i zavariti spojeve.

Ali u isto vrijeme, u jednom od spojeva treba ostati razmak, koji će odgovarati navedenom produžetku P-dilatacije. Kako bi se izbjeglo smanjenje kompenzacijske sposobnosti proizvoda i spriječila izobličenja, za napetost koristite spoj koji će se nalaziti od osi simetrije kompenzatora na udaljenosti od 20 do 40 promjera cijevi.

Ugradnja nosača

Posebno treba istaći ugradnju nosača za P-dilatacije. Moraju se montirati tako da se cjevovod kreće samo duž uzdužne ose i ništa drugo. U tom slučaju, kompenzator će preuzeti sve nastale uzdužne vibracije.

Danas je za jedan P-kompenzator potrebno ugraditi najmanje tri kvaliteta podržava. Dva od njih treba postaviti ispod onih dijelova dilatacijske spojnice koji se spajaju s glavnim cjevovodom (odnosno ispod dva vertikalna štapa slova "P"). Također je dozvoljeno montirati nosače na sam cjevovod, blizu dilatacije. Štoviše, između ruba nosača i zavarenog spoja treba biti najmanje pola metra. Još jedan oslonac stvara se ispod stražnje strane kompenzatora (s horizontalnim štapom u slovu "P"), obično na posebnom ovjesu.

Ako grijalica ima nagib, tada bi bočni dijelovi elemenata u obliku slova U trebali biti postavljeni strogo prema nivou (odnosno, mora se poštovati nagib). U većini slučajeva, dilatacijski spojevi u obliku slova U postavljaju se vodoravno. Ako je dilatacija postavljena u vertikalnom položaju na dnu, mora se organizovati odgovarajući drenažni sistem.

Koje podatke o kompenzatorima treba unijeti u pasoš toplovoda?

Na kraju ugradnje kompenzatora u obliku slova U, u pasoš toplotnog vodiča unose se sljedeći podaci:

tehničke specifikacije dilatacijski spoj, proizvođač i godina proizvodnje;

razmak između oslonaca, kompenzacija koju treba izvršiti i količina napetosti;

temperatura okoline u periodu kada su radovi izvođeni i datum montaže.

Što se tiče, na primjer, kompenzacijske sposobnosti Proizvod u obliku slova U, tada ima jasnu ovisnost o širini, radijusu zavoja i prevjesa.

Kompenzatori toplotne mreže. Ovaj članak će se fokusirati na odabir i proračun dilatacijskih spojeva za mreže grijanja.

Čemu služe kompenzatori? Počnimo s činjenicom da se pri zagrijavanju bilo koji materijal širi, što znači da se cjevovodi grijaćih mreža produžuju kada temperatura rashladne tekućine koja prolazi kroz njih raste. Za nesmetani rad toplinske mreže koriste se dilatacijski spojevi koji kompenziraju izduženje cjevovoda pri kompresiji i ekspanziji, kako bi se izbjeglo priklještenje cjevovoda i njihovo naknadno smanjenje pritiska.

Vrijedi napomenuti da su za mogućnost širenja i skupljanja cjevovoda dizajnirani ne samo dilatacijski spojevi, već i sistem nosača, koji zauzvrat može biti i "klizni" i "mrtvi". Kako obično u Rusiji Regulacija toplotnog opterećenja je kvalitativna - to jest, kada se temperatura okoline promijeni, temperatura na izlazu iz izvora topline se mijenja. Na račun regulacija kvaliteta opskrba toplinom - povećava se broj ciklusa ekspanzije-kontrakcije cjevovoda. Vijek trajanja cjevovoda se smanjuje, povećava se rizik od priklještenja. Kvantitativna regulacija opterećenja je sljedeća - temperatura na izlazu iz izvora topline je konstantna. Ako je potrebno promijeniti toplinsko opterećenje, mijenja se brzina protoka rashladne tekućine. U ovom slučaju metal cjevovoda toplinske mreže radi u lakšim uvjetima, ciklusi ekspanzije-kompresije su minimalni, čime se povećava resurs cjevovoda toplinske mreže. Stoga, prije odabira dilatacijskih spojeva, njihove karakteristike i količina moraju se odrediti sa veličinom proširenja cjevovoda.

Formula 1:

δL = L1 * a * (T2-T1) gdje je

δL - dužina izduženja cjevovoda,

mL1 - dužina ravnog dijela cjevovoda (udaljenost između fiksnih nosača),

ma - koeficijent linearne ekspanzije (za željezo je 0,000012), m / deg.

T1 je maksimalna temperatura cjevovoda (uzima se maksimalna temperatura rashladne tekućine),

T2 - minimalna temperatura cjevovod (možete uzeti minimalnu temperaturu okoline), ° C

Kao primjer, razmotrimo rješenje elementarnog problema za određivanje veličine izduženja cjevovoda.

Zadatak 1. Odredite za koliko će se povećati dužina ravnog dijela cjevovoda dužine 150 metara, pod uslovom da je temperatura rashladne tekućine 150 °C, a temperatura okoline period grejanja-40 °C.

δL = L1 * a * (T2-T1) = 150 * 0,000012 * (150 - (- 40)) = 150 * 0,000012 * 190 = 150 * 0,00228 = 0,342 metara

Odgovor: dužina cjevovoda će se povećati za 0,342 metra.

Nakon što odredite količinu istezanja, trebali biste jasno razumjeti kada vam je potreban, a kada ne treba kompenzator. Za definitivan odgovor na ovo pitanje potrebno je da imate jasan dijagram cjevovoda, sa njegovim linearnim dimenzijama i osloncima koji su primijenjeni na njega. Treba jasno shvatiti da promjena smjera cjevovoda može kompenzirati izduženja, drugim riječima, zavoj sa ukupne dimenzije ne manje od veličine kompenzatora, sa ispravan postavljanjem oslonaca, može kompenzirati isto izduženje kao i dilatacijski spoj.

I tako, nakon što smo odredili dužinu izduženja cjevovoda, možemo pristupiti odabiru dilatacijskih spojeva, morate znati da svaki dilatacijski spoj ima osnovnu karakteristiku - to je iznos kompenzacije. Zapravo, izbor broja dilatacijskih spojeva svodi se na izbor tipa i karakteristike dizajna Da biste odabrali vrstu kompenzatora, potrebno je odrediti promjer cijevi mreže grijanja na osnovu propusnosti cijevi potrebna snaga potrošač toplote.

Tablica 1. Odnos dilatacijskih spojeva u obliku slova U od krivina.

Tablica 2. Odabir broja dilatacijskih spojnica u obliku slova U na osnovu njihove kompenzacijske sposobnosti.

Zadatak 2 Određivanje broja i veličine dilatacijskih spojeva.

Za cevovod prečnika DN 100 dužine pravog preseka od 150 metara, pod uslovom da je temperatura nosača 150°C, a temperatura okoline tokom grejne sezone -40°C, odrediti broj dilatacionih spojeva BL = 0,342 m (vidi zadatak 1) 1 i tabela 2 određene su dimenzijama dilatacija n-oblika (sa dimenzijama 2x2 m može se kompenzirati 0,134 metara izduženja cjevovoda), potrebno je kompenzirati 0,342 metra, dakle Ncomp = bL / ∂x = 0,342 / 0,134 = 2,55, zaokružiti na najbliži cijeli broj u smjeru povećanja i to - potrebna su 3 kompenzatora dimenzija 2x4 metra.

Trenutno, kompenzatori sočiva postaju sve rašireniji, mnogo su kompaktniji od onih u obliku slova U, međutim, brojna ograničenja ne dopuštaju uvijek njihovu upotrebu. Resurs dilatacije u obliku slova U mnogo je veći od resursa dilatacije leće, zbog loše kvalitete rashladne tekućine. Donji dio kompenzator sočiva je obično "začepljen" muljem, što doprinosi razvoju parkirne korozije metala kompenzatora.

Proračun dilatacije u obliku slova U je definisati minimalne veličine kompenzator dovoljan da kompenzira termičke deformacije cevovoda. Popunjavanjem gornjeg obrasca moći ćete izračunati kompenzacijski kapacitet dilatacije u obliku slova U zadanih dimenzija.

Algoritam ovog onlajn programa zasnovan je na metodologiji za proračun kompenzatora u obliku slova U datoj u Vodiču za dizajnere „Projektovanje mreža za grejanje“ koji je uredio A. A. Nikolaev.

1. Maksimalni napon na stražnjoj strani kompenzatora preporučuje se uzimati u rasponu od 80 do 110 MPa.


2. Optimalni odnos prepusta dilatacije prema spoljašnjem prečniku cevi preporučuje se uzimati u opsegu H / Dn = (10 - 40), dok prepust dilatacije u 10DN odgovara cevovodu DN350, a produžetak u 40DN odgovara cjevovodu DN15.


3. Optimalni omjer širine dilatacije i njegovog prepusta preporučuje se uzimati u rasponu L / H = (1 - 1,5), iako se mogu uzeti i druge vrijednosti.


4. Ako je dilatacijski spoj potreban previše da bi se kompenzirala izračunata toplinska izduženja velike veličine, može se zamijeniti s dvije manje dilatacijske spojnice.


5. Prilikom proračuna toplotnih izduženja cevovoda, temperaturu rashladne tečnosti treba uzeti kao maksimalnu, a temperaturu okolnog cevovoda kao minimum.

U izračunu su prihvaćena sljedeća ograničenja:

• Cjevovod se puni vodom ili parom
• Cjevovod je napravljen od čelična cijev
• Maksimalna temperatura radnog okruženja ne prelazi 200 ° C
• Maksimalni pritisak u cjevovodu ne prelazi 1,6 MPa (16 bara)
• Kompenzator je ugrađen u horizontalni cjevovod
• Kompenzator je simetričan, a ramena su mu iste dužine
• Fiksni nosači se smatraju apsolutno krutim
• Cjevovod nije izložen pritisku vjetra i drugim opterećenjima
• Otpor sila trenja pokretnih nosača tokom termičkog istezanja se ne uzima u obzir
• Glatke krivine

1. Ne preporučuje se postavljanje fiksnih nosača na udaljenosti manjoj od 10DN od dilatacije u obliku slova U, jer prijenos momenta stezanja nosača na njega smanjuje fleksibilnost.


2. Preporučljivo je uzeti dijelove cjevovoda od fiksnih nosača do dilatacijske spojnice u obliku slova U iste dužine. Ako je kompenzator postavljen ne u sredini presjeka i pomaknut je prema jednom od fiksnih nosača, tada se sile elastične deformacije i naprezanja povećavaju za oko 20-40%, u odnosu na vrijednosti dobivene za kompenzator smješten u sredini.


3. Da bi se povećao kapacitet kompenzacije, koristi se prethodno istezanje kompenzatora. Prilikom ugradnje, kompenzator doživljava opterećenje savijanja, kada se zagrije, preuzima stanje bez naprezanja, a na maksimalnoj temperaturi dolazi u napetost. Prethodno istezanje dilatacije za polovinu termičko izduženje cjevovoda, omogućava vam da udvostručite njegov kompenzacijski kapacitet.

Područje primjene

Za kompenzaciju se koriste dilatacijski spojevi u obliku slova U temperaturna izduženja cijevi na dugim ravnim dionicama, ako ne postoji mogućnost samokompenzacije cjevovoda zbog zavoja toplinske mreže. Nedostatak dilatacijskih spojeva na kruto fiksiranim cjevovodima s promjenjivom temperaturom radnog medija dovest će do povećanja naprezanja koja mogu deformirati i uništiti cjevovod.

Koriste se fleksibilni dilatacijski spojevi

1. At polaganje iznad glave za sve prečnike cevi, bez obzira na parametre rashladne tečnosti.
2. Prilikom polaganja u kanalima, tunelima i zajedničkim kolektorima na cevovodima od DN25 do DN200 pri pritisku medijuma za grejanje do 16 bara.
3. At polaganje bez kanala za cijevi prečnika od DN25 do DN100.
4. Ako maksimalna temperatura medija prelazi 50°C

Dostojanstvo

• Visoka sposobnost kompenzacije
• Bez održavanja
• Jednostavan za proizvodnju
• Male sile koje se prenose na fiksne ležajeve

nedostatke

• Velika potrošnja cijevi
• Veliki otisak
• Visok hidraulički otpor

Danas se primjena dilatacijskih spojeva u obliku slova U ili bilo kojeg drugog provodi ako tvar koja prolazi kroz cjevovod karakterizira temperatura od 200 stupnjeva Celzijusa ili više, kao i visoki tlak.

Opšti opis dilatacionih spojeva

Metalni dilatacioni spojevi su uređaji koji su dizajnirani da kompenzuju ili uravnoteže uticaj različitih faktora na rad cevovodnih sistema. Drugim riječima, glavna svrha ovog proizvoda je osigurati da ne dođe do oštećenja cijevi prilikom transporta tvari duž nje. Takve mreže, koje osiguravaju transport radnog okruženja, gotovo su stalno izložene takvom negativnih uticaja kao toplinsko širenje i pritisak, vibracije i slijeganje temelja.

Za otklanjanje ovih nedostataka potrebno je ugraditi fleksibilne elemente koji se nazivaju kompenzatori. Tip u obliku slova U samo je jedan od mnogih tipova koji se koriste za ovu svrhu.

Šta su elementi u obliku slova U

Odmah treba napomenuti da je tip dijelova u obliku slova U najjednostavnija opcija koja pomaže u rješavanju problema kompenzacije. Ova kategorija uređaja ima najviše širok raspon primjene u smislu indikatora temperature, kao i indikatora tlaka. Za proizvodnju dilatacijskih spojeva u obliku slova U koristi se ili jedna duga cijev, koja je savijena na pravim mjestima, ili se pribjegavaju zavarivanju nekoliko savijenih, strmo savijenih ili zavarenih zavoja. Ovdje je vrijedno napomenuti da je neke od cjevovoda potrebno povremeno rastavljati radi čišćenja. Za takve slučajeve izrađuju se dilatacije ovog tipa sa spojnim krajevima na prirubnicama.

Budući da je dilatacijski spoj u obliku slova U najjednostavniji dizajn, on ima niz određenih nedostataka. To uključuje visoka potrošnja cijevi za stvaranje elementa, velike dimenzije, potreba za ugradnjom dodatnih nosača, kao i prisutnost zavarenih spojeva.

Zahtjevi i troškovi dilatacije

Ako razmotrimo ugradnju kompenzatora tipa U sa stanovišta materijalnih resursa, onda je njihova ugradnja u sisteme sa veliki prečnik... Potrošnja cijevi i materijalnih sredstava za stvaranje dilatacije bit će prevelika. Ovdje možete uporediti ovu opremu c Djelovanje i parametri ovih elemenata su približno isti, ali trošak instalacije za U-oblik je otprilike dvostruko veći. Glavni razlog za ovaj trošak Novac u činjenici da je potrebno dosta materijala za izgradnju, kao i ugradnja dodatnih nosača.

Da bi dilatacijski spoj u obliku slova U mogao u potpunosti neutralizirati pritisak na cjevovod, odakle god dolazio, potrebno je takve uređaje montirati u jednoj tački s razlikom od 15-30 stupnjeva. Ovi parametri su prikladni samo ako temperatura radne tvari unutar mreže ne prelazi 180 stepeni Celzijusa i ne pada ispod 0. Samo u tom slučaju i sa ovom instalacijom uređaj će moći kompenzirati naprezanje na cjevovoda od kretanja tla iz bilo koje tačke.

Proračuni instalacije

Proračun dilatacijskog spoja u obliku slova U je da se otkrije koje će minimalne dimenzije uređaja biti dovoljne da kompenziraju pritisak na cjevovod. Za izvođenje proračuna koriste se određeni programi, međutim, ova operacija se može izvesti čak i putem online aplikacija. Ovdje je glavna stvar pridržavati se određenih preporuka.

• Maksimalni napon koji se preporučuje za stražnji dio kompenzatora je u rasponu od 80 do 110 MPa.
• Postoji i takav indikator kao što je prevjes dilatacije do vanjskog promjera. Ovaj parametar preporučuje se uzimanje unutar H / Dn = (10 - 40). S takvim vrijednostima, treba imati na umu da će 10Dn odgovarati cjevovodu s indikatorom od 350DN, a 40Dn će odgovarati cjevovodu s parametrom 15DN.
• Također, prilikom izračunavanja dilatacije u obliku slova U, potrebno je uzeti u obzir širinu uređaja do njegovog prevjesa. Optimalne vrijednosti L / H = (1 - 1,5). Međutim, ovdje su dozvoljeni i drugi numerički parametri.
• Ako se tokom izračunavanja pokaže da je za dati cjevovod potrebno stvoriti preveliki kompenzator ove vrste, tada se preporučuje odabir druge vrste uređaja.

Ograničenja proračuna

Ako izračune provodi neiskusni stručnjak, onda je bolje upoznati se s nekim ograničenjima koja se ne mogu prekoračiti prilikom izračunavanja ili unosa podataka u program. Za dilatacijski spoj u obliku slova U od cijevi postoje sljedeća ograničenja:

• Radna tvar može biti voda ili para.
• Sam cjevovod bi trebao biti napravljen samo od čelične cijevi.
• Maksimum indikator temperature za radno okruženje - 200 stepeni Celzijusa.
• Maksimalni pritisak koji se opaža u mreži ne bi trebao biti veći od 1,6 MPa (16 bara).
• Dilatacijski spoj se može ugraditi samo na horizontalni tip cjevovoda.
• Dimenzije dilatacije u obliku slova U moraju biti simetrične, a ramena moraju biti ista.
• Mreža cjevovoda ne bi trebala imati dodatna opterećenja (vjetar ili bilo koje drugo).

Instaliranje uređaja

Prvo, ne preporučuje se postavljanje fiksnih nosača dalje od 10DN od samog kompenzatora. To je zbog činjenice da će prijenos momenta štipanja potpore uvelike smanjiti fleksibilnost konstrukcije.

Drugo, preporučljivo je podijeliti sekcije od fiksnog nosača do dilatacijske spojnice u obliku slova U iste dužine, kroz cijelu mrežu. Ovdje je također važno napomenuti da će pomicanje mjesta ugradnje uređaja od središta cjevovoda do jednog od njegovih rubova povećati silu elastične deformacije, kao i naprezanja za oko 20-40% onih vrijednosti koje može se dobiti ako je konstrukcija montirana u sredini.

Treće, kako bi se jače povećao kompenzacijski kapacitet, koristi se rastezanje dilatacijskih spojeva u obliku slova U. U trenutku ugradnje, konstrukcija će doživjeti opterećenje savijanja, a kada se zagrije, poprimiće stanje bez naprezanja. Kada temperatura dostigne maksimalna vrijednost, tada će se uređaj ponovo uključiti. Na osnovu toga predložena je metoda istezanja. Pripremni rad je da se dilatacijski spoj rastegne za iznos koji je jednak polovini toplinske ekspanzije cjevovoda.

Prednosti i mane dizajna

Ako govorimo općenito o ovoj strukturi, onda možemo sa sigurnošću reći da ona ima takvu pozitivne kvalitete, kao što su jednostavnost proizvodnje, visoka kompenzacija, nema potrebe za održavanjem, napori koji se prenose na nosače su zanemarljivi. Međutim, među očitim nedostacima ističu se: velika potrošnja materijala i velika količina prostora koji zauzima konstrukcija, visoka stopa hidrauličkog otpora.