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. dizajnerski tim Ust-Ilimsk CHP

Kako 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 sustave grijanja s polaganjem kanala), značajni hidraulički gubici (u usporedbi s kutijom za punjenje i mijehom); 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 P- oblikovani kompenzator prema 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 postupak zasnovan 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 najhladnije petodnevne sedmice 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 os krivulje kompenzatora L dijeli se na mnoge segmente DS i... Udaljenost od centra linije do ose y i mereno lenjirom.

Koeficijent krutosti (Karmana) treba odražavati eksperimentalno dokazan učinak lokalnog spljoštenja presjek savijanje koljena, što povećava njihov kompenzacijski kapacitet. V normativni dokument Karmanov koeficijent je određen empirijskim formulama različitim 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 stepeni, za pravougaoni dvosektorski izlaz, predlaže se da se uzme b = 11 stepeni.

Treba napomenuti da 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, onda se koeficijent fleksibilnosti uzima jednakim 1,0.

Veličina 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 poređenje, 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 određivanja 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 od 90° - 630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.

sl. 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 podešavaju 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 [na sk] za cjevovode koji se nalaze u horizontalna ravan određena formulom:

za cjevovode smještene u okomitoj ravni prema formuli:

gdje je: nazivno dozvoljeno 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 će se dobiti podcijenjen (netačan) rezultat, budući da je koeficijent fleksibilnosti TO R* prema (9) veći je od jedan i mora se pomnožiti sa dužinom savijenih krivina. Zadana dužina savijenih krivina je uvijek veća od njihove stvarne dužine (prema (7)), tek tada će dobiti dodatnu fleksibilnost i kompenzatorsku sposobnost.

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 po cijeloj dužini od fiksnog do fiksnog nosača, postoji opasnost da se dijelovi cjevovoda odlijepe od nosača najbližih dilatacijskom spoju. Da bi se ilustrovala ova činjenica, na slici 3 prikazani su rezultati proračuna za temperaturna kompenzacija dionica magistralnog cjevovoda DN 800 od čelika 17G 2C dužine 200 m, temperaturna razlika 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 naprezanja u dijelu cjevovoda DN 800 sa kompenzatorom u obliku slova U primjenom programskog paketa MSC/Nastran (MPa).

Poreklo prve jednačine u (20) nije sasvim jasno. Štaviše, nije dimenzionalno ispravan. Zaista, u zagradama ispod znaka 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 poređenju sa njom 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; savijena krivina 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 po 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, uprkos 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 također može smanjiti za jedan i po puta.

Književnost

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

2. Mreže za grijanje vode: 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 toplotnog 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.

teze, 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.

Program je dizajniran za brzu procjenu kompenzacijske sposobnosti pojedinih dionica trase cjevovoda, provjeru debljine stijenke, izračunavanje udaljenosti između nosača. Proračunati su cjevovodi za nadzemno, kanalsko i bekanalno (u tlu) polaganje.

Započnite odmah

Vrlo je lako započeti s programom.

Da biste radili u sistemu, morate se registrovati koristeći svoju adresu. Email... Nakon što potvrdite adresu, moći ćete se prijaviti s njom.

Vaši podaci su pohranjeni na serveru i dostupni vam u svakom trenutku. Razmjena sa serverom se vrši korištenjem sigurnog protokola.

Proračuni se vrše na serveru, brzina njihovog izvršenja ne zavisi od performansi vašeg uređaja.

Izračunato jezgro

Za proračune se koristi jezgro softverskog paketa START.

Računsko jezgro se ažurira istovremeno sa izdavanjem novih START verzija.

Sa StartExpressom možete definirati:

• kompenzujuća sposobnost zavoja G-, Z-oblik i dilatacije u obliku slova U kod polaganja cjevovoda iznad zemlje i u podzemnim kanalima;
• sposobnost kompenzacije zavoja dilatacijskih spojeva u obliku slova L, Z i U kod polaganje bez kanala cjevovodi u zemlji;
• debljina zida ili krajnji pritisak za cijevi prema odabranom normativnom dokumentu;
• udaljenost između srednjih oslonaca cjevovoda na osnovu uvjeta čvrstoće i krutosti;

Proračun zavoja dilatacijskih spojeva u obliku slova L, Z i U pri polaganju cjevovoda iznad tla i u podzemnim kanalima provodi se za dionice smještene između dva fiksna (mrtva) nosača. Sa poznatom udaljenosti između fiksni nosači na temelju dopuštenih kompenzacijskih naprezanja određuju se potrebni prevjes za dilatacijski spoj u obliku slova U, zavoj u obliku slova Z i kratak ramena za zavoj u obliku slova L. Ovo eliminira potrebu da dizajneri koriste zastarjele nomograme za L-, Z- i U-oblike sekcije.

Proračun L-, Z-oblika i U-oblika zavoja za bezkanalne cjevovode u tlu omogućava da se zadani prevjes za kompenzator u obliku slova U ili Z-zavoj i dužina kratkog kraka krivine u obliku slova L za određivanje dozvoljeni razmak između fiksnih nosača, tada je dužina dijela cjevovoda uklještenog u tlu, koja se može nadoknaditi pri datom temperaturna razlika... Razmatraju se dilatacije u obliku slova U i zavoji L-, Z-oblika sa proizvoljnim uglovima. Za iste dionice cjevovoda možete izvršiti verifikacijski proračun - za date dimenzije odrediti napone, pomake i opterećenja na fiksnim nosačima.

V trenutno korisniku su dostupne dvije vrste elemenata:

• Pravi dijelovi cjevovoda. Verifikacioni proračun i izbor debljine zida, proračun dužine raspona.
• Dilatacije cijevi različitih konfiguracija (G, Z, U) i lokacija (vertikalno i horizontalno površinsko polaganje, podzemno polaganje kanala, pod zemljom u zemlji). Verifikacioni proračun i izbor parametara kompenzatora.

Normativni dokumenti u skladu sa kojima se vrši obračun:

• RD 10-249-98: Cjevovodi za paru i toplu vodu
• GOST 55596-2013 - Mreža grijanja
• CJJ / T 81-2013 - Mreže za grijanje (NRK standard)
• SNIP 2-05.06-85: Magistralni cjevovodi
• SP 36.13330.2012: Magistralni cjevovodi
• GOST 32388-2013: Procesni cjevovodi

Korisnički interfejs

Responzivni dizajn automatski poštuje trenutnu veličinu i orijentaciju ekrana.

Aplikacija je optimizirana za rad na raznim uređajima, od desktopa do pametnog telefona.

Uvijek pri ruci, uvijek najnovija verzija

Za rad je dovoljno imati internet vezu.

Vaši podaci i rezultati proračuna pohranjeni su na serveru i možete im pristupiti gdje god da se nalazite.

Nove verzije izlaze za sve vrste uređaja istovremeno.

Velika brzina proračuna

Brzina izračunavanja ne zavisi od performansi vašeg uređaja.

Svi proračuni se vrše na serverima opremljenim sa najviše najnoviju verziju kernela START.

Broj procesora koji se koriste za proračune se dinamički mijenja ovisno o opterećenju.

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 prilikom zagrijavanja 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 dilatacijske spojnice koje kompenziraju izduženje cjevovoda pri kompresiji i ekspanziji, kako bi se izbjeglo priklještenje cjevovoda i njihovo naknadno smanjenje pritiska.

Treba napomenuti da se za mogućnost širenja i skupljanja cjevovoda projektuju ne samo dilatacijski spojevi, već i sistem nosača, koji zauzvrat može biti i "klizni" i "mrtvi". Kako obično u Rusiji visokokvalitetna regulacija toplinskog opterećenja - odnosno kada se temperatura mijenja okruženje, 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 ekspanzije 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 morate imati 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 vrste i karakteristike dizajna dilatacioni spojevi. Za odabir vrste dilatacije potrebno je odrediti prečnik cijevi toplinske mreže na osnovu propusni opseg trube potrebna snaga potrošač toplote.

Tablica 1. Omjer 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 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 metra 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 kompenzatora u obliku slova U mnogo je veći od resursa sočiva, zbog loše kvalitete rashladna tečnost. Donji dio kompenzator sočiva je obično "začepljen" muljem, što doprinosi razvoju parking korozije metala kompenzatora.

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 pružaju transport radno okruženje, su gotovo stalno izloženi takvima 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 pritiska. 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 cijena 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 previsoka. Ovdje možete uporediti ovu opremu c Djelovanje i parametri ovih elemenata su približno isti, ali trošak ugradnje 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 kompenzator u obliku slova U mogao u potpunosti neutralizirati pritisak na cjevovod, bez obzira odakle dolazi, 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 cjevovod od kretanja tla sa bilo koje tačke.

Proračuni instalacije

Proračun dilatacijskog spoja u obliku slova U je da se otkrije koji minimalne veličine uređaj je dovoljan da kompenzira pritisak na cjevovodu. 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, pri proračunu 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 ovog tipa, tada se preporučuje odabir druge vrste uređaja.

Ograničenja proračuna

Ako proračune 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 treba 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 elastičnu deformacijsku silu, 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 uređaj ponovo biti pod naponom. Na osnovu toga predložena je metoda istezanja. Preliminarni rad sastoji se u istezanju dilatacije za iznos jednak polovini toplinskog širenja cjevovoda.

Prednosti i mane dizajna

Ako govorimo općenito o ovoj strukturi, onda možemo s povjerenjem reći da ima takve pozitivne kvalitete kao što su jednostavnost proizvodnje, visoka sposobnost kompenzacije, nema potrebe za održavanjem, a napori koji se prenose na nosače su beznačajni. Međutim, među očitim nedostacima ističu se: velika potrošnja materijala i velika količina prostora koji zauzima konstrukcija, visoka stopa hidrauličkog otpora.

Proračun dilatacijskih spojeva

Fiksno pričvršćivanje cevovoda se vrši kako bi se sprečilo njegovo spontano pomeranje tokom produžavanja. Ali u nedostatku uređaja koji opažaju izduženja cjevovoda između fiksnih učvršćenja, nastaju veliki naponi koji mogu deformirati i uništiti cijevi. Vrši se kompenzacija za produžetke cijevi razni uređaji, čiji se princip rada može podijeliti u dvije grupe: 1) radijalni ili fleksibilni uređaji koji percipiraju produžavanje provodnika topline savijanjem (ravnih) ili torzionih (prostorno) zakrivljenih dijelova cijevi ili savijanjem specijalnih elastičnih umetaka raznih oblika; 2) aksijalni uređaji kliznog i elastičnog tipa, kod kojih se proširenja opažaju teleskopskim pomicanjem cijevi ili kompresijom opružnih umetaka.

Fleksibilni kompenzacijski uređaji su najčešći. Najjednostavnija kompenzacija postiže se prirodnom fleksibilnošću zavoja samog cjevovoda, savijenog pod kutom ne većim od 150 °.

Usponi i padovi cijevi mogu se koristiti za prirodnu kompenzaciju, ali prirodna kompenzacija ne mora uvijek biti osigurana. Uređaju vještačkih kompenzatora treba se pozabaviti tek nakon što se iskoriste sve mogućnosti prirodne kompenzacije.

U ravnim presjecima, kompenzacija izduženja cijevi rješava se posebnim savitljivim dilatacijskim spojevima različitih konfiguracija. Dilatacije lire, posebno sa naborima fleksibilni dilatacijski spojevi imaju najveću elastičnost, ali se zbog povećane korozije metala u naborima i povećanog hidrauličkog otpora rijetko koriste. Uobičajeni su dilatacijski spojevi u obliku slova U sa zavarenim i glatkim krivinama; Kompenzatori u obliku slova U sa naborima, poput onih u obliku lire, koriste se rjeđe iz gore navedenih razloga.

Prednost fleksibilnih dilatacijskih spojeva je što im nije potrebno održavanje i nisu potrebne komore za njihovu ugradnju u niše. Osim toga, fleksibilni dilatacijski spojevi prenose samo reakcije ekspanzije na fiksne nosače. Nedostaci fleksibilnih dilatacionih spojeva su: povećani hidraulički otpor, povećana potrošnja cijevi, velike dimenzije, što otežava njihovu upotrebu u gradskim brtvama kada je trasa zasićena urbanim podzemnim komunikacijama.

Kompenzatori sočiva pripadaju aksijalni dilatacijski spojevi elastični tip. Kompenzator se sastavlja zavarivanjem od poluleća izrađenih od štancanja od tankog lima čelika visoke čvrstoće. Kapacitet kompenzacije jednog polusočiva je 5-6 mm. Dozvoljeno je kombinirati 3-4 sočiva u dizajnu kompenzatora, više nepoželjno zbog gubitka elastičnosti i izvijanja sočiva. Svaka leća omogućava ugaono pomicanje cijevi do 2-3°, tako da se dilatacijski spojevi sočiva mogu koristiti pri polaganju mreža na viseće nosače koji stvaraju velika izobličenja cijevi.

Aksijalna kompenzacija kliznog tipa stvara se dilatacijskim spojevima kutije za punjenje. Do danas, zastarjele konstrukcije s prirubnicama od lijevanog željeza su uvelike zamijenjene laganom, izdržljivom i jednostavnom za proizvodnju čeličnom zavarenom konstrukcijom prikazanom na slici 5.2.

Slika 5.2. Jednostrano zavareni tipa vafla dilatacijski spoj kutije za punjenje: 1- tlačna prirubnica; 2 - gruba osovina; 3 - pakovanje kutije za punjenje; 4- kontra osovina; 5 - staklo; 6 - kućište; 7 - prijelaz prečnika

Kompenzacija za temperaturna proširenja cevovoda se dodeljuje kada prosječna temperatura rashladno sredstvo više od + 50 ° C. Toplotni pomaci toplotnih cijevi su uzrokovani linearnim izduženjem cijevi pri zagrijavanju.

Za nesmetani rad mreže grijanja potrebno je da kompenzacijski uređaji budu dizajnirani za maksimalno izduživanje cjevovoda. Na osnovu toga, pri proračunu izduženja, pretpostavlja se da je temperatura rashladnog sredstva maksimalna, a temperatura okoline minimalna i jednaka: 1) projektovana temperatura vanjski zrak pri projektovanju grijanja - za nadzemno polaganje mreže uključene na otvorenom; 2) izračunatu temperaturu vazduha u kanalu - za kanalsko polaganje mreža; 3) temperatura tla na dubini beskanalnih toplovoda na projektovanoj temperaturi spoljašnjeg vazduha za projektovanje grejanja.

Izračunajmo dilatacijski spoj u obliku slova U, koji se nalazi između dva fiksna nosača, na dijelu 2 toplinske mreže dužine 62,5 m i promjera cijevi: 194x5 mm.

Slika 5.3 Dijagram kompenzatora u obliku slova U

Odredimo toplinsko izduženje cjevovoda po formuli:

gdje je b koeficijent linearnog izduženja čelične cijevi uzima se u zavisnosti od temperature, u prosjeku b = 1,2?10 -5 m/?C; t temperatura rashladne tečnosti,?S; t 0 = -28°C - temperatura okoline.

Uzimajući u obzir prethodno istezanje za ukupno istezanje od 50%:

Poznavajući grafički termičko izduženje, iz nomograma se određuje promjer cijevi dužine kraka dilatacije u obliku slova U, koja iznosi 2,4 m.