U toplinskim mrežama naširoko se koriste kutije za punjenje, U-oblik i mijeh (valoviti) dilatacijski spojevi. Ekspanzione spojnice moraju imati dovoljan kompenzacijski kapacitet za prilagođavanje toplinskog produženja dijela cjevovoda između nepomičnih nosača, dok najveća naprezanja u radijalnim dilatacijskim spojevima ne smiju prelaziti dopuštena (obično 110 MPa).

Toplinsko rastezanje proračunate dionice cjevovoda
, mm, određuje formula

(81)

gdje
- prosječni koeficijent linearnog širenja čelika,

(za tipične izračune možete uzeti
),

- izračunata razlika temperature, utvrđena formulom

(82)

gdje - projektirana temperatura rashladna tečnost, oko C;

- projektna temperatura vanjskog zraka za projektiranje grijanja, o S;

L - udaljenost između fiksnih nosača, m (vidi Dodatak br. 17).

Kompenzacijski kapacitet dilatacijskih kutija za brtvljenje smanjen je za marginu od 50 mm.

Odgovor kutije za punjenje- sila trenja u pakovanju zaptivki određuje formula

gdje - radni pritisak rashladna tečnost, MPa;

- dužina sloja pakovanja duž ose dilatacijski spoj kutije za punjenje, mm;

- vanjski promjer dilatacije fugirne kutije, m;

- koeficijent trenja ambalaže o metal uzima se jednak 0,15.

Prilikom odabira kompenzatora njihova kompenzacijska sposobnost i tehničke specifikacije mogu se identificirati aplikacijom.

Aksijalna reakcija mjehovih dilatacijskih spojevasastoji se od dva pojma:

(84)

gdje - aksijalna reakcija uzrokovana deformacijom vala, određena formulom

(85)

ovdje l je temperaturno produženje dijela cjevovoda, m;

 - krutost vala, N / m, uzeta prema pasošu kompenzatora;

n je broj valova (leća).

- aksijalna reakcija iz unutrašnjeg pritiska, određena formulom

(86)

ovdje - koeficijent ovisno o geometrijskim dimenzijama i debljini valovitog zida, prosječno jednak 0,5 - 0,6;

D i d - respektivno, vanjski i unutarnji promjer valova, m;

- višak pritiska rashladne tečnosti, Pa.

Prilikom izračunavanja samokompenzacije glavni zadatak je odrediti maksimalno naprezanje u podnožju kratkog kraka kuta rotacije rute, koje se određuje za kutove rotacije 90 ° duž formula

(87)

za uglove veće od 90 °, tj. 90 + , po formuli

(88)

gdje je l produženje kratkog kraka, m;

l je dužina kratkog kraka, m;

E je modul uzdužne elastičnosti, jednak u prosjeku za čelik 2 · 10 5 MPa;

d je vanjski promjer cijevi, m;

- odnos dužine duge ruke prema dužini kratke.

Prilikom izračunavanja kutova za samokompenzaciju, vrijednost maksimalnog naprezanja  ne smije prelaziti [] = 80 MPa.

Prilikom postavljanja fiksni nosači pri kutovima zavoja koji se koriste za samokompenzaciju, treba imati na umu da zbroj dužina krakova ugla između oslonaca ne smije biti veći od 60% maksimalne udaljenosti za ravne dionice. Također treba imati na umu da maksimalni kut rotacije koji se koristi za samokompenzaciju ne smije prelaziti 130 °.

Ph.D. S. B. Gorunovich, ruke. dizajnerski tim Ust-Ilimsk CHP

Kako bi se nadoknadila toplinska proširenja, dilatacijski spojevi u obliku slova U najčešći su u toplinskim mrežama i elektranama. Unatoč brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u toplinskim mrežama s polaganje kanala), značajni hidraulički gubici (u poređenju sa zaptivnom kutijom i mijehom); Dilatacijski spojevi u obliku slova U također imaju niz prednosti.

Glavne prednosti su jednostavnost i pouzdanost. Osim toga, ova vrsta kompenzatora je najbolje proučena i opisana u obrazovnoj, metodološkoj i referentnoj literaturi. Unatoč tome, mladim inženjerima koji nemaju specijalizirane programe često je teško izračunati dilatacijske spojeve. To je prvenstveno posljedica prilično složene teorije, s prisustvom velikog broja korekcijskih faktora i, nažalost, s prisustvom pravopisnih pogrešaka i netočnosti u nekim izvorima.

U nastavku se izvodi detaljna analiza postupci za izračunavanje kompenzatora u obliku slova U iz dva glavna izvora, čija je svrha bila utvrđivanje mogućih grešaka u kucanju i netočnosti, kao i usporedba rezultata.

Tipičan proračun kompenzatora (slika 1, a)), koji je predložila većina autora ÷, pretpostavlja postupak zasnovan na upotrebi Castilianove teoreme:

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

;

gdje: s- debljina zida savijanja,

D n- vanjski promjer krivine;

M- moment savijanja u odjeljku dilatacije. Ovdje (iz stanja ravnoteže, slika 1 a)):

M = P y x - P x y + M 0 ; (2)

L- cijelom dužinom kompenzatora, J x- osni moment inercije kompenzatora, J xy- centrifugalni moment inercije kompenzatora, S x- statički moment kompenzatora.

Radi pojednostavljenja rješenja, koordinatne osi se prenose u elastično težište (nove osi Xs, Ys), zatim:

S x = 0, J xy = 0.

Iz (1) dobivamo elastičnu silu odskoka P x:

Pokret se može tumačiti kao kompenzacijski kapacitet kompenzatora:

; (4)

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

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

t to- krajnja temperatura ( Maksimalna temperatura rashladna tečnost);

L uch- dužina kompenzirane dionice.

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

Prvi integral je određen u odnosu na osu y, drugi u odnosu na osu y s(slika 1). Osa ekspanzijskog zgloba nacrtana je u mjerilu na milimetarskom papiru. Cijela krivulja osa kompenzatora L deli na mnoge segmente Δs i... Udaljenost od središta linije do osi y i mereno lenjirom.

Koeficijent krutosti (Karmana) odražava eksperimentalno dokazan učinak lokalnog izravnavanja poprečnog presjeka zavoja tijekom savijanja, što povećava njihovu kompenzacijsku sposobnost. V normativni dokument Karmanov koeficijent određen je empirijskim formulama različitim od onih navedenih u ,.

Koeficijent krutosti k koristi se za određivanje smanjene duljine L prD lučni element, koji je uvijek veći od njegove stvarne dužine l g... U izvoru, Karmanov koeficijent za savijene krivine:

; (6)

gdje: - karakteristika savijanja.

Ovdje: R- radijus savijanja.

; (7)

gdje: α - kut savijanja (u stupnjevima).

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

gdje: - savijanje karakteristično za zavarene i žigosane krivine.

Ovdje: - ekvivalentni polumjer zavarenog zavoja.

Za slavine iz tri i četiri sektora, α = 15 stepeni, za pravokutni dvosektorski zavoj, predlaže se uzimanje α = 11 stepeni.

Treba napomenuti da je u, koeficijent k ≤ 1.

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

gdje K p- koeficijent fleksibilnosti bez uzimanja u obzir ograničenja deformacije krajeva savijenog dijela cjevovoda;

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

Količina K p određeno formulom:

, (10)

gdje .

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

, (11)

Može se pokazati da je faktor fleksibilnosti K p * bit će više od jednog, stoga je prilikom određivanja smanjene duljine zavoja prema (7) potrebno uzeti njegovu obrnutu vrijednost.

Za usporedbu, odredimo fleksibilnost nekih standardnih savijanja prema OST 34-42-699-85, pri nadtlaku R= 2,2 MPa i modul E t= 2x10 5 MPa. Rezultati su sumirani u donjoj tabeli (tabela br. 1).

Analizom dobivenih rezultata može se zaključiti da postupak određivanja koeficijenta fleksibilnosti prema RD 10-400-01 daje "strožiji" rezultat (manja fleksibilnost zavoja), 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 os y s J xs definirano na sljedeći način:

gdje: L pr- smanjena dužina osi kompenzatora,

; (13)

y s- koordinata težišta kompenzatora:

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

; (15)

gdje H- prevjes dilatacije, prema slici 1 b):

H = (m + 2) R.

Maksimalni napon u presjeku zida cijevi određuje se formulom:

; (16)

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

Zdravo! Prilikom zagrijavanja cjevovodi sistema za opskrbu toplinom imaju tendenciju produžavanja. Koliko će se povećati u duljinu ovisit će o njihovim početnim dimenzijama, materijalu od kojeg su izrađene i temperaturi tvari koja se transportira kroz cjevovod. Promjena linearnih dimenzija cjevovoda može dovesti do uništenja navojnih, prirubničkih, zavarenih spojeva, oštećenja drugih elemenata. Naravno, pri projektiranju cjevovoda uzima se u obzir da se oni produžavaju pri zagrijavanju i skraćuju pri niskim temperaturama.

Samokompenzacija grijaćih mreža i dodatnih kompenzacijskih elemenata

Postoji takav fenomen u području opskrbe toplinskom energijom kao samokompenzacija. To se shvaća kao sposobnost cjevovoda neovisno, bez pomoći posebnih uređaja i uređaja, kompenzirati one promjene u veličini koje nastaju kao posljedica toplinskih učinaka, zbog elastičnosti metala i geometrijskog oblika. Samokompenzacija je moguća samo ako postoje zavoji ili zavoji u sistemu cijevi. Međutim, nije uvijek moguće tijekom projektiranja i instalacije stvoriti veliki broj takvih "prirodnih" kompenzacijskih mehanizama. U takvim slučajevima važno je razmisliti o stvaranju i instaliranju dodatni dilatacijski spojevi... To su sljedeće vrste:

U-oblik;

objektiv;

kutija za punjenje;

valovita.

Metode izrade dilatacijskih spojeva u obliku slova U

U ovom ćemo članku detaljno govoriti o dilatacijskim spojnicama u obliku slova U, koje su danas najčešće. Ovi proizvodi, prekriveni polietilenskim omotačima, mogu se koristiti na svim vrstama tehnoloških cjevovoda. Zapravo, oni su jedna od metoda samokompenzacije - nekoliko zavoja u obliku slova "P" stvara se na kratkom presjeku, a zatim cjevovod nastavlja ići ravno. Takav Konstrukcije u obliku slova U izrađene su od savijenih jednodijelnih cijevi, od dijelova cijevi ili zavoja koji su zavareni zajedno. Odnosno, izrađene su od istog materijala, od iste vrste čelika kao i cijevi.

Najekonomičnije je savijati dilatacijske spojeve iz jedne čvrste cijevi. Ali ako je ukupna duljina proizvoda veća od 9 metara, tada bi ih trebalo napraviti od dva, tri ili sedam dijelova.

U slučaju da kompenzator mora biti napravljen od dva sastavni delovi, tada se šav nalazi na tzv. prevjesu.

Trodjelni dizajn pretpostavlja da će savijeni "stražnji dio" proizvoda biti izrađen od jednog komada cijevi, a zatim će na njega biti zavarene dvije ravne grane.

Kada se pretpostavlja sedam dijelova, onda bi četiri od njih trebala biti laktovi, a ostala tri bi trebala biti mlaznice.

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

Bez obzira na to koliko je dijelova opisani ekspanzijski spoj napravljen, uvijek je preporučljivo zavar postaviti na ravni dio grane, koji će biti jednak promjeru cijevi (ali ne manji od 10 centimetara). Međutim, postoje i strmo savijeni zavoji, gdje uopće nema ravnih elemenata - u ovom slučaju možete odstupiti od gore navedenog pravila.

Prednosti i nedostaci dotičnih proizvoda

Kompenzatori ovog tipa stručnjaci preporučuju upotrebu za cjevovode malog promjera - do 600 milimetara. Dijelovi u obliku velikih slova "P" na tim cjevovodima, u slučaju bilo kakvih vibracija, učinkovito ih gase mijenjanjem njihovog položaja duž uzdužne osi. To, kako je rečeno, ne dopušta da se fluktuacije "kreću naprijed" duž toplovoda. U cjevovodima koji zahtijevaju demontažu radi čišćenja, dilatacijski spojevi u obliku slova U dodatno se isporučuju s priključnim dijelovima na prirubnicama.

Proizvodi u obliku slova U dobri su po tome što im nije potrebna kontrola tokom rada. To ih razlikuje od proizvoda tipa žlijezda, za čije održavanje su potrebne posebne komore za grane. Međutim, za aranžman Dilatacijski spojevi u obliku slova U potrebno je malo prostora, a u gusto izgrađenom gradu nije uvijek dostupno.

Dilatacijski spojevi koji se razmatraju, naravno, nemaju samo prednosti, već i nedostatke. Najočitiji od njih je ovaj - cijevi se dodatno troše za izradu dilatacijskih spojeva, a koštaju i novca. Osim toga, ugradnja ovih dilatacijskih spojeva dovodi do činjenice da se povećava ukupni otpor kretanju tekućine za prijenos topline. Osim toga, takvi se dilatacijski spojevi odlikuju značajnom veličinom i potrebom za posebnim nosačima.

Proračuni za dilatacijske spojeve u obliku slova U

U Rusiji parametri za dilatacijske spojeve u obliku slova U još uvijek nisu standardizirani. Proizvode se u skladu s potrebama projekta i prema podacima koji su propisani u ovom projektu (vrsta, dimenzije, promjer, materijal itd.). No, ipak, naravno, ne treba nasumično određivati ​​dimenzije kompenzatora u obliku slova U. Posebni proračuni pomoći će vam da saznate dimenzije kompenzatora koje će biti dovoljne za kompenzaciju deformacija toplovoda zbog temperaturnih razlika.

U takvim proračunima, u pravilu, prihvaćeni su sljedeći uvjeti:

cjevovod je izrađen od čeličnih cijevi;

kroz njega protiče voda ili para;

pritisak unutar cjevovoda ne prelazi 16 bara;

temperaturu radnom okruženju ne više od 2000 stepeni Celzijusa

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

cjevovod je u vodoravnom položaju;

pritisak vjetra i druga opterećenja ne djeluju na cjevovod.

Kao što vidimo, ovdje su uzeti idealni uslovi, što, naravno, čini konačne brojke vrlo proizvoljnima i približnima. Ali takav izračun će i dalje smanjiti rizik od oštećenja cjevovoda tijekom rada.

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

Sklapanje dilatacijskih spojeva

Potrebno je sastaviti dilatacijske spojeve na postolju ili na apsolutno ravnoj čvrstoj platformi, na kojoj će biti prikladno proizvoditi zavarivačke radove i odgovara. Počevši s radom, morate točno iscrtati os budućeg P-presjeka i instalirati upravljačke svjetionike za elemente dilatacije.

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

Mjesto za dilatacijske spojeve u obliku slova U obično se bira s desna strana toplinske cijevi (gledano od izvora topline do krajnje točke). Ako s desne strane nema potrebnog prostora, tada je moguće (ali samo kao iznimka) urediti prevjes za dilatacijski spoj s lijeve strane, bez mijenjanja ukupnih dimenzija dizajna. Sa ovim rješenjem, sa spoljaće se nalaziti povratni cjevovod, a njegove dimenzije će se pokazati nešto većima od onih potrebnih prema preliminarnim proračunima.

Pokretanje rashladne tekućine uvijek stvara značajno naprezanje u metalnim cijevima. Kako bi se nosili s tim, dilatacijski spoj u obliku slova U tijekom instalacije treba maksimalno rastegnuti - to će povećati njegovu učinkovitost. Istezanje se vrši nakon ugradnje i pričvršćivanja nosača s obje strane dilatacije. Cijevovod, kada se proteže u zonama zavarivanja do nosača, mora ostati strogo nepomičan. Danas se dilatacijski spojevi u obliku slova U rastežu pomoću dizalica, dizalica i drugih sličnih uređaja. Količina prethodnog rastezanja kompenzacijskog elementa (ili iznos njegove kompresije) mora biti naveden u pasošu za toplovod i projektnu dokumentaciju.

Ako se planira postavljanje elemenata u obliku slova U u skupine na nekoliko paralelnih cjevovoda, tada se istezanje zamjenjuje takvim postupkom kao rastezanje cijevi u "hladnom" stanju. Ova opcija također pretpostavlja poseban postupak za provođenje instalacijskih postupaka. U tom slučaju dilatacijski spoj prije svega treba postaviti na nosače i spojeve zavariti.

No, u isto vrijeme u jednom od spojeva trebao bi ostati razmak, koji će odgovarati navedenom proširenju P-dilatacije. Kako biste izbjegli smanjenje kompenzacijske sposobnosti proizvoda i spriječili izobličenja, za napetost biste trebali koristiti spoj koji će se nalaziti od osi simetrije kompenzatora na udaljenosti od 20 do 40 promjera cijevi.

Ugradnja nosača

Posebno treba spomenuti ugradnju nosača za P-dilatacijske spojeve. Moraju se montirati tako da se cjevovod kreće samo po uzdužnoj osi i ništa drugo. U tom slučaju kompenzator će preuzeti sve rezultirajuće uzdužne vibracije.

Danas je za jedan P-kompenzator potrebno instalirati najmanje tri kvaliteta podržava. Dvije od njih treba postaviti ispod onih dijelova ekspanzijskog spoja koji pristaju uz glavni cjevovod (to jest ispod dva okomita štapa slova "P"). Također je dopušteno postavljanje nosača na sam cjevovod, blizu dilatacije. Štoviše, mora postojati najmanje pola metra između ruba nosača i zavarenog spoja. Još jedna potpora je stvorena ispod stražnje strane kompenzatora (s vodoravnim štapićem u slovu "P"), obično na posebnom ovjesu.

Ako grijaći vod ima nagib, tada se bočni dijelovi elemenata u obliku slova U moraju nalaziti strogo u razini (to jest, nagib se mora poštivati). U većini slučajeva dilatacijski spojevi u obliku slova U postavljaju se vodoravno. Ako je dilatacija postavljena u okomitom položaju pri dnu, mora se organizirati odgovarajući sustav odvodnje.

Koje podatke o kompenzatorima je potrebno unijeti u pasoš toplovoda?

Na kraju instalacije kompenzatora u obliku slova U, u pasoš toplinske cijevi unose se sljedeće informacije:

tehnički parametri kompenzatora, proizvođač i godina proizvodnje;

udaljenost između oslonaca, kompenzaciju koju treba izvršiti i količinu zatezanja;

temperatura okoline tokom perioda izvođenja radova i datum ugradnje.

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

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

Dobar posao na web lokaciju ">

Studenti, diplomirani studenti, mladi naučnici koji koriste bazu znanja tokom studija i rada bit će vam zahvalni.

Posted on http://www.allbest.ru/

Proračun dilatacijskih spojeva u obliku slova U

Ph.D. S. B. Gorunovič,

ruke. projektna grupa Ust-Ilimskaya CHPP

Kako bi se nadoknadila toplinska proširenja, dilatacijski spojevi u obliku slova U najčešći su u toplinskim mrežama i elektranama. Unatoč brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u sustave grijanja s polaganjem kanala), značajni hidraulički gubici (u usporedbi s kutijama za punjenje i mijehom); Dilatacijski spojevi u obliku slova U također imaju niz prednosti.

Glavne prednosti su jednostavnost i pouzdanost. Osim toga, ova vrsta kompenzatora je najbolje proučena i opisana u obrazovnoj, metodološkoj i referentnoj literaturi. Unatoč tome, mladim inženjerima koji nemaju specijalizirane programe često je teško izračunati dilatacijske spojeve. To je prvenstveno posljedica prilično složene teorije, s prisustvom velikog broja korekcijskih faktora i, nažalost, s prisustvom pravopisnih pogrešaka i netočnosti u nekim izvorima.

U nastavku je detaljna analiza postupka izračunavanja kompenzatora u obliku slova U iz dva glavna izvora, čija je svrha bila utvrđivanje mogućih grešaka u kucanju i netočnosti, kao i usporedba rezultata.

Tipičan proračun kompenzatora (slika 1, a)), koji je predložila većina autora, pretpostavlja postupak zasnovan na upotrebi Castilianove teoreme:

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

gdje: s- debljina zida savijanja,

D n- vanjski promjer krivine;

M- moment savijanja u odjeljku dilatacije. Ovdje (iz stanja ravnoteže, slika 1 a)):

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

L- cijelom dužinom kompenzatora, J x- osni moment inercije kompenzatora, J xy- centrifugalni moment inercije kompenzatora, S x- statički moment kompenzatora.

Radi pojednostavljenja rješenja, koordinatne osi se prenose u elastično težište (nove osi Xs, Ys), zatim:

S x= 0, J xy = 0.

Iz (1) dobivamo elastičnu silu odskoka P x:

Pokret se može tumačiti kao kompenzacijski kapacitet kompenzatora:

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

t n- početna temperatura (prosječna temperatura najhladnije petodnevne sedmice u posljednjih 20 godina);

t To- konačna temperatura (maksimalna temperatura rashladne tečnosti);

L uch- dužina kompenzirane dionice.

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

Prvi integral je određen u odnosu na osu y, drugi u odnosu na osu y s(slika 1). Osa ekspanzijskog zgloba nacrtana je u mjerilu na milimetarskom papiru. Cijela krivulja osa kompenzatora L deli na mnoge segmente DS i... Udaljenost od središta linije do osi y i mereno lenjirom.

Koeficijent krutosti (Karmana) odražava eksperimentalno dokazan učinak lokalnog izravnavanja poprečnog presjeka zavoja tijekom savijanja, što povećava njihovu kompenzacijsku sposobnost. U regulatornom dokumentu, Karmanov koeficijent je određen pomoću empirijskih formula koje se razlikuju od onih navedenih u ,. Koeficijent krutosti k koristi se za određivanje smanjene duljine L prD lučni element, koji je uvijek veći od njegove stvarne dužine l G... U izvoru, Karmanov koeficijent za savijene krivine:

gdje: l - karakteristika savijanja.

Ovdje: R- radijus savijanja.

gdje: b- kut savijanja (u stupnjevima).

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

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

Ovdje: R e - ekvivalentni polumjer zavarenog zavoja.

Za slavine iz tri i četiri sektora b = 15 stepeni, za pravokutni dvosektorski zavoj predlaže se uzimanje b = 11 stepeni.

Treba napomenuti da je u, 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, tada se koeficijent fleksibilnosti uzima jednak 1,0.

Količina TO str određeno formulom:

Evo P- preveliki unutrašnji pritisak, MPa; E t je modul elastičnosti materijala pri radnoj temperaturi, MPa.

Može se pokazati da je faktor fleksibilnosti TO R* bit će više od jednog, stoga je prilikom određivanja smanjene duljine zavoja prema (7) potrebno uzeti njegovu obrnutu vrijednost.

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

Analizom dobivenih rezultata može se zaključiti da postupak određivanja koeficijenta fleksibilnosti prema RD 10-400-01 daje "strožiji" rezultat (manja fleksibilnost zavoja), uz dodatno uzimanje u obzir viška pritiska u cjevovoda i modul elastičnosti materijala.

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

gdje: L NS- smanjena dužina osi kompenzatora,

y s- koordinata težišta kompenzatora:

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

gdje H- prevjes dilatacije, prema slici 1 b):

H = (m + 2) R.

Maksimalno naprezanje u presjeku zida cijevi određeno je formulom:

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

Za savijene zavoje, (17)

Za zavarene zavoje. (osamnaest)

W- moment otpora grane:

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

Želio bih odmah primijetiti da je sigurnosni faktor (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 od 90 °-630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.

Slika 2. Proračunska šema kompenzator prema RD 10-400-01.

U dokumentu s uputama proračun presjeka s dilatacijskim spojem u obliku slova U, vidi sliku 2, izvodi se prema iterativnom postupku:

Ovdje se postavljaju udaljenosti od osi dilatacijskog zgloba do fiksnih nosača. L 1 i L 2 naslona V i polazak je određen N. U procesu iteracija u obje jednadžbe potrebno je postići da ona postane jednaka; od par vrijednosti uzima se najveća = l 2. Zatim se određuje željeni prevjes dilatacije H:

Jednačine predstavljaju geometrijske komponente, vidi sliku 2:

Komponente otpornih sila, 1 / m 2:

Momenti inercije oko centralnih osa x, y.

Parametar čvrstoće A, m:

[y sk] - dopušteni kompenzacijski napon,

Dopušteno kompenzacijsko naprezanje [y sk] za cjevovode smještene u vodoravnoj ravnini određeno je formulom:

za cjevovode koji se nalaze u vertikalna ravan prema formuli:

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

D- unutrašnji prečnik,

Treba napomenuti da autori nisu uspjeli izbjeći pravopisne pogreške i netočnosti. Ako koristimo faktor fleksibilnosti TO R* (9) u formulama za određivanje smanjene dužine l NS(25), koordinate središnjih osi i momenti inercije (26), (27), (29), (30), tada će se dobiti podcijenjeni (netačan) rezultat, budući da je koeficijent fleksibilnosti TO R* prema (9) je veći od jedan i mora se pomnožiti s dužinom savijenih zavoja. Zadana duljina savijenih zavoja uvijek je veća od njihove stvarne duljine (prema (7)), samo će tada steći dodatnu fleksibilnost i kompenzirajuću sposobnost.

Stoga je za ispravku postupka određivanja geometrijskih karakteristika prema (25) h (30) potrebno koristiti inverznu vrijednost TO R*:

TO R* = 1 / K R*.

U dijagramu dizajna na slici 2, kompenzatorski nosači su fiksni ("križevi" se obično koriste za označavanje fiksnih nosača (GOST 21.205-93)). Ovo može zatražiti od "kalkulatora" da prebroji udaljenosti. L 1 , L 2 s fiksnih nosača, odnosno uzeti u obzir dužinu cijelog kompenzacijskog dijela. U praksi su bočna kretanja kliznih (pomičnih) nosača susjednog dijela cjevovoda često ograničena; od ovih pomičnih, ali ograničenih bočnih kretanja oslonaca i udaljenosti treba računati L 1 , L 2 ... Ako ne ograničite poprečna kretanja cjevovoda cijelom dužinom od fiksnog do nepomičnog nosača, postoji opasnost da dijelovi cjevovoda najbliži dilatacijskom spoju napuste nosače. Za ilustraciju ove činjenice, slika 3 prikazuje rezultate proračuna za temperaturnu kompenzaciju dijela glavnog cjevovoda DN 800 od čelika 17G 2C duljine 200 m, temperaturne razlike od - 46 ° C do 180 ° C u MSC Nastran program. Maksimalno bočno pomicanje središnje točke dilatacije je 1,645 m. Potencijalni vodeni udar također predstavlja dodatni rizik od iskliznuća s nosača cjevovoda. Stoga se odlučuje o dužinama L 1 , L 2 treba uzeti s oprezom.

Slika 3. Rezultati proračuna kompenzacijskih naprezanja u presjeku cjevovoda DN 800 kompenzatorom u obliku slova U pomoću programskog paketa MSC / Nastran (MPa).

Porijeklo prve jednadžbe u (20) nije potpuno jasno. Štoviše, dimenzijski nije točan. Zaista, u zagradama ispod znaka modula, vrijednosti se dodaju R NS i P y(l 4 +…) .

Tačnost druge jednačine u (20) može se dokazati na sljedeći način:

da biste to učinili, potrebno je da:

To je zaista slučaj ako stavimo

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

Za praktične proračune, koristio bih drugu jednadžbu u (20) u poznatijem i prikladnijem 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 usporedbi s njom je njena velika svestranost. Kompenzator na slici 2 može biti asimetričan; normativnost omogućuje izračunavanje kompenzatora ne samo za toplinske mreže, već i za kritične cjevovode visokog pritiska, koji se nalaze u registru RosTekhNadzora.

Mi ćemo to izvesti uporedna analiza rezultati izračunavanja kompenzatora 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 °; utovar - prethodno rastezanje; savijeni zavoji prema OST 34-42-699-85; dilatacije su postavljene vodoravno, izrađene od cijevi s krznom. obrada;

b) projektni dijagram sa geometrijskim oznakama prema slici 4;

Slika 4. Proračunska šema za uporednu analizu.

c) standardne veličine kompenzatora sažete su u tablici 2 zajedno s rezultatima proračuna.

	Zavoji i cijevi kompenzatora, D n H s, mm	Veličina, pogledajte sliku 4	Pred istezanje, m	Maksimalno naprezanje, MPa	Dozvoljeno naprezanje, MPa
							prema	prema	prema	prema

zaključci

napon toplinske cijevi kompenzatora

Analizirajući rezultate izračuna pomoću dvije različite metode: referentne - i normativne -, može se doći do zaključka da je unatoč činjenici da se obje metode temelje na istoj teoriji, razlika u rezultatima vrlo značajna. Odabrane standardne veličine kompenzatora "prolaze s marginom" ako su izračunate prema i ne prolaze pored dopuštenih naprezanja, ako su izračunate po. Najznačajniji učinak na rezultat ima faktor korekcije m 1 , koji povećava napon izračunat formulom 2 ili više puta. Na primjer, za kompenzator u posljednjem retku tablice br. 2 (iz cijevi 530Ch12) koeficijent m 1 ? 4,2.

Utječe na rezultat i vrijednost dopuštenog naprezanja, koje je značajno niže za čelik 20.

Općenito, unatoč većoj jednostavnosti, koja je povezana s prisutnošću 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 toplinske mreže, preporučio bih "mješovitu" taktiku. Koeficijent fleksibilnosti (Karmana) i dopušteno naprezanje 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 Maks određeno sa (15) h (12).

Moguća asimetrija kompenzatora, koja se uzima u obzir, može se zanemariti, jer se u praksi pri postavljanju grijaćih mreža često postavljaju pomični nosači, asimetrija je slučajna i značajan uticaj ne utiče na rezultat.

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

Koristeći ovu "taktiku", kalkulator "ubija dvije ptice jednim udarcem": a) strogo slijedi regulatorni dokumenti, budući da je "tijelo" tehnike poseban slučaj. Dokaz je dat gore; b) pojednostavljuje izračun.

Ovome se može dodati važan faktor uštede: uostalom, kako biste odabrali dilatacijski spoj iz cijevi 530Ch12, pogledajte tablicu. Br. 2, prema referentnoj knjizi, kalkulator će morati povećati svoje dimenzije najmanje 2 puta, u skladu s istim trenutna regulacija pravi kompenzator se također može smanjiti za jedan i pol puta.

Književnost

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

2. Voda toplovodnu mrežu: Referentni priručnik o dizajnu / I.V. Belyaikin, V.P. Vitaliev, N.K. Gromov i dr., Ur. N.K. Gromova, E.P. Shubin. - M.: Energoatomizdat, 1988.

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

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

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

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Proračun troškova grijanja za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Određivanje promjera cjevovoda, broja dilatacijskih spojeva, gubitaka napora u lokalnim otporima, gubitaka nagiba duž dužine cjevovoda. Izbor debljine toplinske izolacije vodiča topline.

test, dodano 25.01.2013


Određivanje vrijednosti toplinskih opterećenja područja i godišnja potrošnja toplina. Odabir izvora topline izvora. Hidraulički proračun toplinske mreže, izbor mreže i crpke za dopunu. Proračun toplinskih gubitaka, parne mreže, dilatacijskih spojeva i potpornih sila.

seminarski rad dodan 07.11.2012


Metode kompenzacije reaktivna snaga v električne mreže... Primjena statičkih banaka kondenzatora. Automatski regulatori naizmjenično pobuđivanje sinkronih kompenzatora s poprečnim namotom rotora. Programiranje CK interfejsa.

teza, dodano 09.09.2012


Osnovni principi kompenzacije reaktivne snage. Procjena utjecaja pretvaračkih instalacija na industrijske mreže napajanja. Razvoj funkcionalnog algoritma, strukturnih i šematski dijagrami tiristorski kompenzatori reaktivne snage.

teza, dodana 24.11.2010


Određivanje toplinskih tokova za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Building grafikon temperature regulacija toplotnog opterećenja pri grijanju. Proračun kompenzatora i toplinske izolacije, glavnih toplinskih cjevovoda dvocijevne vodovodne mreže.

seminarski rad, dodan 22.10.2013


Proračun jednostavnog cjevovoda, tehnika primjene Bernoullijeve jednadžbe. Određivanje prečnika cevovoda. Proračun kavitacije usisnog voda. Definicija maksimalna visina podizanje i maksimalni protok fluida. Dijagram centrifugalne pumpe.

prezentacija dodana 29.01.2014


Strukturni proračun vertikalnog grijača nizak pritisak sa snopom mjedenih cijevi u obliku slova U promjera d = 160,75 mm. Određivanje površine izmjenjivača topline i geometrijskih parametara grede. Hidraulični otpor linijske staze.

test, dodano 18.08.2013


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

seminarski rad dodan 26.8.2012


Primjena 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 podešena temperatura spoljna površina, temperatura linearnog koeficijenta prijenosa topline iz vode u zrak; gubitak topline od 1 m cjevovoda. Analiza prikladnosti izolacije.

Proračun dilatacije U-oblika je definisati minimalne veličine kompenzator dovoljan za kompenzaciju temperaturne deformacije cjevovod. Popunjavanjem gornjeg obrasca moći ćete izračunati kompenzacijski kapacitet dilatacije U-oblika danih dimenzija.

Algoritam ovog mrežnog programa zasnovan je na metodologiji za izračunavanje kompenzatora u obliku slova U danoj u Priručniku za dizajnere "Projektovanje toplovodnih mreža" koji je uredio A. A. Nikolaev.

1. Preporučuje se maksimalno naprezanje u stražnjem dijelu kompenzatora u rasponu od 80 do 110 MPa.


2. Optimalni omjer prevjesa dilatacije prema vanjskom promjeru cijevi preporučuje se uzeti u rasponu H / Dn = (10 - 40), dok preljev dilatacije u 10DN odgovara cjevovodu DN350, a produžetak u 40DN odgovara cjevovodu DN15.


3. Optimalni omjer širine dilatacije prema njezinom prevjesu preporučuje se uzeti u rasponu L / H = (1 - 1,5), iako se mogu prihvatiti i druge vrijednosti.


4. Ako je kompenzator potreban previše da bi se nadoknadila proračunata toplinska rastezanja velike veličine, može se zamijeniti s dva manja dilatacijska zgloba.


5. Prilikom izračunavanja toplinskog izduženja cjevovoda, temperaturu rashladnog sredstva treba uzeti kao maksimalnu, a temperaturu vanjskog cjevovoda kao minimalnu.

U proračunu su prihvaćena sljedeća ograničenja:

• Cevovod se puni vodom ili parom
• Cevovod je napravljen od čelična cijev
• Maksimalna temperatura radnog okruženja ne prelazi 200 ° C
• Maksimalni pritisak u cevovodu ne prelazi 1,6 MPa (16 bara)
• Kompenzator je ugrađen u vodoravni cjevovod
• Kompenzator je simetričan i ramena su mu iste dužine
• Fiksni nosači smatraju se apsolutno krutim
• Cevovod nije izložen pritisku vetra i drugim opterećenjima
• Ne uzima se u obzir otpor sila trenja pokretnih oslonaca tijekom toplinskog istezanja
• Glatke krivine

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


2. Preporučuje se da se dijelovi cjevovoda od fiksnih nosača odvedu do dilatacije U-oblika iste dužine. Ako kompenzator nije postavljen na sredinu 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 koji se nalazi u sredini.


3. Za povećanje kompenzacijske sposobnosti koristi se prethodno proširenje kompenzatora. Tijekom ugradnje kompenzator doživljava opterećenje savijanjem, pri zagrijavanju poprima nenapregnuto stanje, a pri maksimalnoj temperaturi dolazi do zatezanja. Preliminarno rastezanje kompenzatora za iznos jednak polovici toplinskog izduženja cjevovoda omogućuje udvostručenje njegovog kompenzacijskog kapaciteta.

Područje primjene

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

Koriste se fleksibilni dilatacijski spojevi

1. At nadzemno polaganje za sve prečnike cevi, bez obzira na parametre rashladne tečnosti.
2. Pri polaganju u kanale, tunele i zajedničke kolektore na cjevovodima od DN25 do DN200 pod pritiskom grijaćeg medija do 16 bara.
3. At polaganje bez kanala za cijevi promjera od DN25 do DN100.
4. Ako maksimalna temperatura medija prelazi 50 ° C

Prednosti

• Visoka kompenzacijska sposobnost
• Bez održavanja
• Lako za proizvodnju
• Male sile koje se prenose na fiksne ležajeve

nedostatke

• Velika potrošnja cijevi
• Veliki otisak
• Visoki hidraulični otpor