Proračun dilatacionog zgloba u obliku slova n za čelične cijevi na mreži. Šta su elementi u obliku slova U?

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

Da bi se nadoknadila toplotna širenja, dilatacijski zglobovi u obliku slova U najčešći su u toplotnim mrežama i elektranama. Uprkos brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u sisteme grijanja s polaganjem kanala), značajni hidraulički gubici (u usporedbi s punilom i mijehom); Kompenzatori u obliku slova U također imaju brojne prednosti.

Glavne prednosti su jednostavnost i pouzdanost. Pored toga, ovaj tip dilatacionih spojeva najbolje je proučavan i opisan u obrazovnoj, metodološkoj i referentnoj literaturi. Uprkos tome, mladim inženjerima koji nemaju specijalizirane programe za izračunavanje dilatacija često je teško. To je prije svega zbog prilično složene teorije, uz prisustvo velikog broja faktora korekcije i, nažalost, zbog prisustva grešaka u tisku i netočnosti u nekim izvorima.

Ispod se provodi detaljna analiza postupci za izračunavanje kompenzatora u obliku slova U iz dva glavna izvora čija je svrha bila identificirati moguće greške u kucanju i netačnosti, kao i usporediti rezultate.

Tipični 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 dijela dilatacionog zgloba (cijevi),

;

Gdje: s- debljina stijenke zavoja,

D n- vanjski promjer zavoja;

M- moment savijanja u dijelu dilatacionog zgloba. Ovdje (iz stanja ravnoteže, slika 1 a)):

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

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

Da bi se pojednostavilo rješenje, koordinatne osi se prenose u elastično težište (nove osi Xs, Ys), zatim:

S x = 0, J xy = 0.

Iz (1) dobivamo elastičnu povratnu silu P x:

Pokret se može protumačiti kao kompenzacijski kapacitet kompenzatora:

; (4)

Gdje: α t- koeficijent linearnog toplotnog širenja, (1,2x10 -5 1 / deg za ugljenične čelike);

t n - početna temperatura(prosječna temperatura najhladnijeg petodnevnog tjedna u posljednjih 20 godina);

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

Luch- dužina kompenziranog dijela.

Analizirajući formulu (3), možemo doći do zaključka da najveće poteškoće izaziva određivanje momenta inercije J xs, tim pre što je prvo potrebno odrediti težište kompenzatora (sa y s). Autor opravdano predlaže upotrebu približne, grafičke metode za određivanje J xs, uzimajući u obzir koeficijent krutosti (Karmana) k:

Prvi se integral određuje s obzirom na osu g, drugi u odnosu na osu y s(slika 1). Os ekspanzijskog zgloba nacrtana je u mjerilu na milimetarskom papiru. Osa cijele krive kompenzatora L dijeli se na mnoge segmente Δs i... Udaljenost od središta linije do osi y i mjereno lenjirom.

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 zavoje:

; (6)

gdje: - karakteristika savijanja.

Ovdje: R- radijus savijanja.

; (7)

Gdje: α - kut savijanja (u stupnjevima).

Za zavarena i kratko savijena koljena sa utisnutim izvorom, izvor predlaže upotrebu drugih zavisnosti za određivanje k:

gdje: - karakteristika savijanja za zavarene i žigosane zavoje.

Ovdje: - ekvivalentni radijus zavarenog zavoja.

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

Treba napomenuti da je u, koeficijent k ≤ 1.

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

Gde K str- koeficijent fleksibilnosti bez uzimanja u obzir ograničenja deformacije krajeva savijenog dijela cjevovoda;

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

Količina K str određuje se formulom:

, (10)

Gde .

Evo Str- prekomerni 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 pri određivanju smanjene dužine zavoja prema (7) potrebno uzeti njegovu obrnutu vrijednost.

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

Analizirajući dobivene rezultate, 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 U-oblika kompenzatora (slika 1 b)) u odnosu na novu os y s J xs definirano kako slijedi:

Gdje: L pr- smanjena dužina osi kompenzatora,

; (13)

y s- koordinata težišta kompenzatora:

Maksimalni moment savijanja M max(djeluje na vrhu dilatacionog zgloba):

; (15)

Gde H- prevjes dilatacijskog zgloba, prema slici 1 b):

H = (m + 2) R.

Maksimalno naprezanje u presjeku zida cijevi određuje se formulom:

; (16)

Gdje: m 1- korekcijski faktor (faktor sigurnosti), uzimajući u obzir povećanje naprezanja u savijenim dijelovima.

Program je dizajniran za brzu procjenu kompenzacijske sposobnosti pojedinih dijelova trase cjevovoda, provjeru debljine zida, izračunavanje udaljenosti između nosača. Izračunati su cjevovodi za nadzemno polaganje, kanal i polaganje bez kanala (u zemlji).

Započnite odmah

Vrlo je lako započeti s programom.

Da biste radili u sistemu, morate se registrirati koristeći svoju adresu Email... Nakon potvrde adrese, moći ćete se prijaviti s njom.

Podaci su pohranjeni na serveru i dostupni su vam u bilo koje vrijeme. Razmjena sa serverom vrši se pomoću sigurnog protokola.

Izračuni se vrše na serveru, brzina njihovog izvršavanja ne ovisi o performansama vašeg uređaja.

Izračunato jezgro

Jezgro programskog paketa START koristi se za proračune.

Računarski kernel se ažurira istovremeno s izdavanjem novih verzija START.

Pomoću StartExpress-a možete definirati:

kompenzaciona sposobnost okreta G-, Z-oblik i dilatacioni zglobovi u obliku slova U prilikom polaganja cjevovoda iznad zemlje i u podzemnim kanalima;
kompenzaciona sposobnost zavoja dilatacionih spojeva u obliku slova L, Z i U za vrijeme polaganja cjevovoda u zemlju bez kanala;
debljina zida ili krajnji pritisak za cijevi prema odabranom normativnom dokumentu;
udaljenost između srednjih nosača cjevovoda od uvjeta čvrstoće i krutosti;

Proračun zavoja dilatacionih spojeva u obliku slova L, Z i U pri polaganju cjevovoda iznad zemlje i u podzemnim kanalima provodi se za dijelove smještene između dva fiksna (mrtva) nosača. Uz poznatu udaljenost između fiksni nosači na osnovu dopuštenih kompenzacijskih naprezanja određuju se potrebni prevjesi za dilatacijski spoj u obliku slova U, zavoj u obliku slova Z i kratko rame za zavoj u obliku slova L. Ovo eliminira potrebu za dizajnerima da koriste zastarjele nomograme za sekcije u obliku slova L-, Z- i U.

Proračun dilatacionih spojnica u obliku slova L, Z i U za cjevovode bez kanala u zemlji omogućava zadati prevjes za dilatacijski spoj u obliku slova U ili zavoj u obliku slova Z i dužinu kratkog kraka L zaokret u obliku za određivanje dopuštene udaljenosti između fiksnih nosača, tada je duljina presjeka cjevovoda stegnuta u zemlju, što se može nadoknaditi u datom trenutku temperaturna razlika... Razmatrani su dilatacijski zglobovi u obliku slova U i zavoji L-, Z-oblika s proizvoljnim uglovima. Za iste dijelove cjevovoda možete izvršiti proračun provjere - za zadate dimenzije odredite naprezanja, pomake i opterećenja na fiksnim nosačima.

IN trenutno Korisniku su dostupne dvije vrste elemenata:

Ravni dijelovi cjevovoda. Verifikacijski proračun i odabir debljine zida, proračun dužine raspona.
Kompenzatori cijevi različitih konfiguracija (G, Z, U oblik) i položaja (vertikalno i vodoravno polaganje površine, pod zemljom polaganje kanala, pod zemljom). Verifikacijski proračun i odabir 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 za grijanje
CJJ / T 81-2013 - Mreže za grijanje (PRC standard)
SNIP 2-05.06-85: Magistralni cjevovodi
SP 36.13330.2012: Magistralni cjevovodi
GOST 32388-2013: Procesni cjevovodi

Korisnički interfejs

Odzivni dizajn automatski poštuje trenutnu veličinu i orijentaciju ekrana.

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

Uvijek pri ruci, uvijek najnovija verzija

Za posao je dovoljno imati internetsku vezu.

Podaci i rezultati proračuna pohranjuju se na poslužitelju i možete im pristupiti gdje god se nalazili.

Nove verzije se objavljuju za sve tipove uređaja istovremeno.

Velika brzina proračuna

Brzina izračuna ne ovisi o performansama vašeg uređaja.

Svi proračuni se izvode na serverima opremljenim najviše najnoviju verziju zrna START.

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

Ova se Smjernica (RD) odnosi na čelične cjevovode vodovodnih mreža s radnim tlakom do 2,5 MPa i radnom temperaturom do 200 ° C i cjevovode za paru s radnim tlakom do 6,3 MPa i radnom temperaturom od do 350 ° C, položeni na nosače (nadzemni i u zatvorenim kanalima), kao i bez kanala u zemlji. RD predviđa određivanje debljine stijenki zavoja, čaura i veza, iz uvjeta da se osiguraju nosivost od djelovanja unutrašnjeg pritiska, kao i procjena statičke i ciklične čvrstoće cjevovoda.

Isječak -85

Pri proračunu nosača treba uzeti u obzir dubinu smrzavanja ili odmrzavanja tla, deformacije tla (ispupčenje i slijeganje), kao i moguće promjene svojstava tla (u granicama percepcije opterećenja) ovisno o sezoni, temperaturni režim, odvodnjavanje ili zalijevanje područja uz autoput i drugi uslovi. 8.43. Opterećenja na nosačima koja proizlaze iz utjecaja vjetra i promjena u dužini cjevovoda pod utjecajem unutarnjeg pritiska i promjena temperature zidova cijevi treba odrediti u zavisnosti od usvojenog sistema polaganja i kompenzacije. uzdužne deformacije cjevovodi uzimajući u obzir otpor pomicanju cjevovoda na nosačima.

Proračun dilatacionih spojeva u obliku slova U

Da bi se nadoknadila toplotna širenja, dilatacijski zglobovi u obliku slova U najčešći su u toplotnim mrežama i elektranama.

Uprkos brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u sisteme grijanja s polaganjem kanala), značajni hidraulički gubici (u usporedbi s punilom i mijehom); Kompenzatori u obliku slova U također imaju brojne prednosti.

Glavne prednosti su jednostavnost i pouzdanost.

Proračun dilatacionog zgloba u obliku slova U

promjer cijevi sa savijenim zavojima radijusa R = 1 m.

doseg l = 5 m; temperatura rashladne tečnosti t = 150 ° S, a temperatura unutar komore t vk. = 19,6 ° C; dopušteno kompenzacijsko naprezanje u cjevovodu s add = 110 MPa. Sistemi grijanja i daljinsko grijanje su važna karika u energetskoj ekonomiji i inženjerskoj opremi gradova i industrijskih područja.

Cijevi su najbolji izbor

Dizajn cjevovoda izrađena od polipropilena za sisteme opskrbe hladnom i toplom vodom izvodi se u skladu s propisima građevinski kodovi i pravila (SNiP) 2.04.01. 85 "Interno opskrba vodom i kanalizacija zgrada", uzimajući u obzir specifičnosti polipropilenske cijevi.

Izbor vrste cijevi vrši se uzimajući u obzir radne uvjete cjevovoda: tlak, temperatura, potrebno vrijeme servis i agresivnost transportovane tečnosti. Pri transportu korozivnih tečnosti treba primijeniti radne uvjete cjevovoda prema tablici.

2 od CH 550 82.

Hidraulički proračun cjevovoda PP R 80 sastoji se u određivanju gubitak pritiska(ili pritisak) za prevladavanje hidrauličkog otpora koji nastaje u cijevi, u spojnim dijelovima, na mjestima oštrih zavoja i promjera u promjeru cjevovoda.

Gubitak hidrauličke glave u cijevi određena nomogramima.

Strana 7); Poboljšanje toplotnog i hidrauličkog režima sistema za snabdevanje toplotom

Uzdužno kompenzacijsko naprezanje na mjestu krutog pričvršćenja manjeg kraka b (a) = 45,53 MPa Savijanje uzdužnog kompenzacijskog naprezanja na mjestu krutog pričvršćenja većeg kraka b (b) = 11,77 MPa Savijanje longitudinalnog kompenzacijskog naprezanja na mjestu savijanja b (c) = 20,53 MPa.

Računati su rezultati programa Px = 1287,88 H. Pri određivanju standardnog vodoravnog opterećenja na fiksnom nosaču potrebno je uzeti u obzir: neuravnotežene sile unutarnjeg pritiska pri korištenju dilatacionih zglobova punila, u područjima sa zaporni ventili, prijelazi, kutovi rotacije, čepovi; trebali biste uzeti u obzir i sile trenja u pokretnim nosačima i na tlu za brtve bez kanala kao i odgovor kompenzatora i samokompenzacije.

Internetski proračun dilatacionog zgloba u obliku slova L

Izvođenje proračuna prema programima START osigurava pouzdanost i sigurnost tokom rada cjevovodnih sistema u razne svrhe, olakšava odobrenje projekata regulatornim tijelima (Rostekhnadzor, Glavsgosexpertiza), smanjuje troškove i vrijeme puštanja u rad.

START je razvio OOO NTP Truboprovod, stručna organizacija Rostekhnadzora. Postoji potvrda o sukladnosti Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo.

Ispod je detaljna analiza postupka izračunavanja kompenzatora u obliku slova U iz dva glavna izvora, čija je svrha bila identificirati moguće greške u kucanju i netačnosti, kao i usporediti rezultate.

Tipični proračun kompenzatora (slika 1, a)), koji predlaže većina autora, pretpostavlja postupak zasnovan na upotrebi Castilianove teoreme:

Gdje: U- potencijalna energija deformacije kompenzatora, E- modul elastičnosti materijala cijevi, J- aksijalni moment inercije dijela dilatacionog zgloba (cijevi),

Gdje: s- debljina stijenke zavoja,

D n- vanjski promjer zavoja;

M- moment savijanja u dijelu dilatacionog zgloba. Ovdje (iz stanja ravnoteže, slika 1 a)):

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

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

Da bi se pojednostavilo rješenje, koordinatne osi se prenose u elastično težište (nove osi Xs, Ys), zatim:

S x = 0, J xy = 0.

Iz (1) dobivamo elastičnu povratnu silu Px:

Pokret se može protumačiti kao kompenzacijski kapacitet kompenzatora:

Gdje: b t- koeficijent linearnog toplotnog širenja, (1,2x10 -5 1 / deg za ugljenične čelike);

t n- početna temperatura (prosječna temperatura najhladnijeg petodnevnog tjedna u posljednjih 20 godina);

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

L uch- dužina kompenziranog dijela.

Analizirajući formulu (3), možemo doći do zaključka da najveće poteškoće izaziva određivanje momenta inercije J xs, tim pre što je prvo potrebno odrediti težište kompenzatora (sa g s). Autor opravdano predlaže upotrebu približne, grafičke metode za određivanje J xs, uzimajući u obzir koeficijent krutosti (Karmana) k:

Prvi se integral određuje s obzirom na osu g, drugi u odnosu na osu g s(slika 1). Os ekspanzijskog zgloba nacrtana je u mjerilu na milimetarskom papiru. Osa cijele krive kompenzatora L dijeli se na mnoge segmente DS i... Udaljenost od središta linije do osi g i mjereno lenjirom.

Koeficijent krutosti (Karmana) namjerava odražavati eksperimentalno dokazani učinak lokalnog poravnanja presjeka zavoja tijekom savijanja, što povećava njihovu kompenzacijsku sposobnost. U regulatornom dokumentu Karmanov koeficijent određuje se pomoću empirijskih formula koje se razlikuju od onih danih u ,. Koeficijent krutosti k koristi se za određivanje smanjene dužine L prd lučni element, koji je uvijek veći od njegove stvarne dužine l r... U izvoru, Karmanov koeficijent za savijene zavoje:

gdje je: l - karakteristika savijanja.

Ovdje: R- radijus savijanja.

Gdje: b- kut savijanja (u stupnjevima).

Za zavarena i kratko savijena koljena sa utisnutim izvorom, izvor predlaže upotrebu drugih zavisnosti za određivanje k:

Gdje: h- karakteristika savijanja za zavarene i žigosane zavoje.

Ovdje je R e - ekvivalentni radijus zavarenog zavoja.

Za zavoje iz tri i četiri sektora b = 15 °, za pravougaone dvosektorske zavoje predlaže se b = 11 °.

Treba napomenuti da je u, koeficijent k ? 1.

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

Gde TO R- koeficijent fleksibilnosti bez uzimanja u obzir ograničenja deformacije krajeva savijenog dijela cjevovoda; o - koeficijent uzimajući u obzir nepropusnost deformacije na krajevima zakrivljenog presjeka.

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

Količina TO str određuje se formulom:

Ovdje P - višak unutrašnjeg pritiska, MPa; Et je modul elastičnosti materijala na radnoj temperaturi, MPa.

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

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

Moment inercije U-oblika kompenzatora (slika 1 b)) u odnosu na novu os g s J xs definirano kako slijedi:

Gdje: L itd- smanjena dužina osi kompenzatora,

g s- koordinata težišta kompenzatora:

Maksimalni moment savijanja M Maks(djeluje na vrhu dilatacionog zgloba):

Gde H- prevjes dilatacijskog zgloba, prema slici 1 b):

H = (m + 2) R.

Maksimalno naprezanje u presjeku zida cijevi određuje se formulom:

gdje je: m1 - korekcijski faktor (faktor sigurnosti), uzimajući u obzir povećanje naprezanja u savijenim dijelovima.

Za savijene zavoje, (17)

Za zavarene zavoje. (osamnaest)

W- moment otpora odvojka:

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

Odmah bih primijetio 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 zavoj od 90 ° - 630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.

Slika 2.

U dokumentu sa smjernicama, proračun presjeka s dilatacijskim zglobom u obliku slova U, vidi sliku 2, vrši se prema iterativnom postupku:

Ovdje se postavljaju udaljenost od osi dilatacionog zgloba do fiksnih nosača. L 1 i L 2 naslon IN i polazak je određen N. U procesu ponavljanja obje jednadžbe potrebno je postići da ona postane jednaka; od para vrijednosti uzima se najveća = l 2 Tada se određuje željeni prevjes dilatacionog zgloba H:

Jednadžbe predstavljaju geometrijske komponente, vidi sliku 2:

Sastavni dijelovi elastičnih sila, 1 / m 2:

Momenti inercije oko centralnih osi x, y.

Parametar snage A, m:

[y sk] - dopušteni napon kompenzacije,

Dopušteno kompenzacijsko naprezanje [pri sk] za cjevovode smještene u vodoravna ravnina određuje se formulom:

za cjevovode smještene u vertikalnoj ravnini prema formuli:

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

D- unutarnji promjer,

Treba napomenuti da autori nisu uspjeli izbjeći pogreške u kucanju i netočnosti. Ako koristimo faktor fleksibilnosti TO R * (9) u formulama za određivanje smanjene dužine l itd(25), koordinate centralnih osi i momenti inercije (26), (27), (29), (30), tada će se dobiti potcijenjeni (netačni) rezultat, jer je koeficijent fleksibilnosti TO R * prema (9) je veći od jedan i mora se pomnožiti s dužinom savijenih zavoja. Data dužina savijenih zavoja uvijek je veća od njihove stvarne duljine (prema (7)), samo će tada steći dodatnu fleksibilnost i kompenzacijsku sposobnost.

Zbog toga je za korekciju postupka određivanja geometrijskih karakteristika prema (25) h (30) potrebno koristiti obrnutu vrijednost TO R *:

TO R * = 1 / K R *.

U dijagramu dizajna na slici 2, nosači kompenzatora su fiksni ("križevi" se obično koriste za označavanje fiksnih nosača (GOST 21.205-93)). To može zatražiti od "kalkulatora" da prebroji udaljenosti. L 1 , L 2 od fiksnih nosača, odnosno uzeti u obzir dužinu cijelog kompenzacijskog dijela. U praksi su bočni pokreti kliznih (pomičnih) nosača susjednog dijela cjevovoda često ograničeni; od ovih pokretnih, ali ograničenih bočnih kretanja nosača, treba računati udaljenosti L 1 , L 2 ... Ako ne ograničite poprečna kretanja cjevovoda cijelom dužinom od fiksne do fiksne potpore, postoji opasnost da se dijelovi cjevovoda odlijepe od nosača najbližih dilatacijskom spoju. Za ilustraciju ove činjenice, slika 3 prikazuje rezultate proračuna za kompenzacija temperature presjek glavnog cjevovoda DN 800 od čelika duljine 17G 2C 200 m, temperaturne razlike od -46 C ° do 180 C ° u programu MSC Nastran. Maksimalno bočno pomicanje središnje točke dilatacionog zgloba je 1,645 m. Potencijalni vodeni čekić također predstavlja dodatni rizik od iskakanja iz šina s nosača cjevovoda. Stoga je odluka o dužinama L 1 , L 2 treba uzimati sa oprezom.

Slika 3.

Porijeklo prve jednadžbe u (20) nije potpuno jasno. Štaviše, nije dimenzionalno tačan. Zapravo, u zagradama ispod znaka modula dodaju se vrijednosti R x i Str g (l 4 +…) .

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

da bi bilo potrebno je da:

To je zaista slučaj ako stavimo

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

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

gdje je A 1 = A [y ck].

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

Očigledne prednosti tehnike u poređenju sa velikom je svestranošću. Kompenzator na slici 2 može biti asimetričan; normativnost omogućava izračunavanje kompenzatora ne samo za grejne mreže, već i za kritične cjevovode visoki pritisak, koji su u registru RosTekhNadzor.

Mi ćemo izvršiti uporedna analiza rezultati izračunavanja kompenzatora u obliku slova U prema metodama ,. Postavimo sljedeće početne podatke:

a) za sve dilatacijske spojeve: materijal - čelik 20; P = 2,0 MPa; E t= 2x 10 5 MPa; t? 200 °; utovar - preliminarno istezanje; savijeni zavoji prema OST 34-42-699-85; dilatacijski zglobovi su postavljeni vodoravno, od cijevi s krznom. obrada;
b) šema dizajna sa geometrijskim oznakama prema slici 4;

Slika 4.

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

Zavoji i cijevi kompenzatora, D n H s, mm	Veličina, pogledajte sliku 4	Predtezanje, m	Maksimalno naprezanje, MPa	Dozvoljeni stres, MPa
			prema	prema	prema	prema

Proračun dilatacionih spojeva

Fiksno pričvršćivanje cjevovoda izvodi se kako bi se spriječilo njegovo spontano pomicanje tokom produženja. Ali u nedostatku uređaja koji uočavaju produljenja cjevovoda između fiksnih učvršćenja, nastaju velika naprezanja koja mogu deformirati i uništiti cijevi. Izvršena je kompenzacija za produžetke cijevi razni uređajičiji se princip rada može podijeliti u dvije skupine: 1) radijalni ili fleksibilni uređaji koji percipiraju produljenje vodova topline savijanjem (ravni) ili torzijskim (prostorno) zakrivljenim dijelovima cijevi ili savijanjem posebnih elastičnih umetaka raznih oblika; 2) aksijalni uređaji kliznih i elastičnih tipova kod kojih se produžeci percipiraju teleskopskim pomicanjem cijevi ili kompresijom opružnih umetaka.

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

Usponi i padovi cijevi mogu se koristiti za prirodnu kompenzaciju, ali prirodnu kompenzaciju nije uvijek moguće osigurati. Uređaju umjetnih kompenzatora treba se pozabaviti tek nakon što se iskoriste sve mogućnosti prirodne kompenzacije.

U pravim dijelovima kompenzacija izduživanja cijevi rješava se posebnim fleksibilnim dilatacijskim zglobovima različitih konfiguracija. Kompenzatori za liru, posebno sa naborima fleksibilni dilatacijski zglobovi imaju najveću elastičnost, ali zbog povećane korozije metala u naborima i povećanog hidrauličkog otpora, rijetko se koriste. Češći su dilatacijski zglobovi u obliku slova U sa zavarenim i glatkim koljenima; Kompenzatori u obliku slova U sa naborima, poput onih u obliku lire, koriste se rjeđe iz gore navedenih razloga.

Prednost fleksibilnih dilatacijskih spojnica je što im nije potrebno održavanje i nisu potrebne komore za ugradnju u niše. Pored toga, fleksibilni dilatacijski zglobovi prenose samo reakcije širenja na fiksne nosače. Nedostaci fleksibilnih dilatacijskih spojnica uključuju: povećani hidraulički otpor, povećanu potrošnju cijevi, velike dimenzije, što otežava njihovu upotrebu u urbanim brtvama kada je trasa zasićena gradskim podzemnim komunikacijama.

Kompenzatori leće pripadaju aksijalni dilatacijski zglobovi elastični tip. Kompenzator se sastavlja zavarivanjem od poluleća izrađenih od žigosanja od tankih limova čelika visoke čvrstoće. Kapacitet kompenzacionog pola sočiva je 5-6 mm. Dozvoljeno je kombinirati 3-4 leće u dizajnu kompenzatora, više nepoželjno zbog gubitka elastičnosti i izvijanja leća. Svaka leća omogućava kutno kretanje cijevi do 2-3 °, stoga se dilatacijski zglobovi sočiva mogu koristiti prilikom polaganja mreža na ovješene nosače koji stvaraju velika izobličenja cijevi.

Aksijalna kompenzacija kliznog tipa stvara se dilatacijskim zglobovima punjenja. Do danas su zastarjele prirubničke konstrukcije od lijevanog željeza široko zamijenjene laganom, čvrstom i jednostavnom za proizvodnju zavarenom čeličnom konstrukcijom prikazanom na slici 5.2.

Slika 5.2. Oblatno jednostrano zavareno dilatacijski zglob punila: 1- prirubnica pod pritiskom; 2 - osovina sakupljača; 3 - pakiranje punjenja; 4- kontra osovina; 5 - staklo; 6 - telo; 7 - prijelaz promjera

Naknada za produženje temperature cjevovoda dodjeljuje se kada prosječna temperatura rashladno sredstvo više od + 50 ° S. Termička kretanja toplotnih cijevi uzrokovana su linearnim izduživanjem cijevi kada se zagrijavaju.

Za nesmetan rad grejnih mreža neophodno je da kompenzacioni uređaji budu projektovani za maksimalno izduživanje cjevovoda. Na osnovu toga, pri izračunavanju istezanja, temperatura rashladne tečnosti pretpostavlja se maksimalna i temperatura okoliš- minimalno i jednako: 1) projektna temperatura vanjski zrak pri projektiranju grijanja - za polaganje iznad glave mreže uključene na otvorenom; 2) procijenjena temperatura zraka u kanalu - za polaganje kanala; 3) temperatura tla na dubini bez kanalnih toplotnih cjevovoda pri projektnoj temperaturi vanjskog zraka za dizajn grijanja.

Izračunajmo kompenzator u obliku slova U, koji se nalazi između dva fiksna nosača, na dijelu 2 grejne mreže dužine 62,5 m i prečnika cevi: 194x5 mm.

Slika 5.3 Dijagram kompenzatora u obliku slova U

Odredimo toplinsko istezanje 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 je temperatura rashladne tečnosti,? S; t 0 = -28? S - temperatura okoline.

Uzimajući u obzir preliminarno istezanje za ukupno izduženje od 50%:

Poznavajući grafičko termičko izduženje, promjer cijevi određuje se iz nomograma dužine kraka dilatacijskog zgloba u obliku slova U, koji iznosi 2,4 m.