Šilumos tinklų n formos kompensatoriaus skaičiavimas. U formos dizaino privalumai ir trūkumai

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Publikuotas http://www.allbest.ru/

U formos kompensacinių siūlių skaičiavimas

Ph.D. S. B. Gorunovičius,

rankas. dizaino komanda Ust-Ilimsko kogeneracinė elektrinė

Šiluminiams plėtimams kompensuoti U formos kompensacinės jungtys dažniausiai naudojamos šilumos tinkluose ir elektrinėse. Nepaisant daugybės trūkumų, tarp kurių galima išskirti: santykinai didelius matmenis (reikia įrengti kompensacines nišas šilumos tinkluose su ortakių klojimas), dideli hidrauliniai nuostoliai (palyginti su riebokšle ir silfonais); U formos kompensacinės jungtys taip pat turi nemažai privalumų.

Pagrindiniai privalumai yra paprastumas ir patikimumas. Be to, šio tipo kompensacinės jungtys yra geriausiai ištirtos ir aprašytos mokomojoje, metodinėje ir informacinėje literatūroje. Nepaisant to, jauniems inžinieriams, neturintiems specializuotų programų, dažnai sunku apskaičiuoti kompensacines jungtis. Taip yra visų pirma dėl gana sudėtingos teorijos, kurioje yra daug korekcijos veiksnių ir, deja, kai kuriuose šaltiniuose yra rašybos klaidų ir netikslumų.

Žemiau atliekama išsamią analizę U formos kompensatoriaus apskaičiavimo iš dviejų pagrindinių šaltinių procedūros, kurių tikslas buvo nustatyti galimas rašybos klaidas ir netikslumus, taip pat palyginti rezultatus.

Įprastas kompensatorių skaičiavimas (1 pav., a)), kurį pasiūlė dauguma autorių, apima procedūrą, pagrįstą Castiliano teorema:

kur: U- potenciali kompensatoriaus deformacijos energija, E- vamzdžio medžiagos tamprumo modulis, J- kompensacinės jungties (vamzdžio) sekcijos ašinis inercijos momentas,

kur: s- lenkimo sienelės storis,

D n- išorinis lenkimo skersmuo;

M- lenkimo momentas kompensacinės jungties skyriuje. Čia (iš pusiausvyros sąlygos, 1 pav. a)):

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

L- visas kompensatoriaus ilgis, J x- kompensatoriaus ašinis inercijos momentas, J xy- išcentrinis kompensatoriaus inercijos momentas, S x- statinis kompensatoriaus momentas.

Kad sprendimas būtų supaprastintas, koordinačių ašys perkeliamos į elastinį svorio centrą (naujos ašys Xs, Ys), tada:

S x= 0, J xy = 0.

Iš (1) gauname elastinę atšokimo jėgą P x:

Judėjimas gali būti interpretuojamas kaip kompensatoriaus gebėjimas:

kur: b t- linijinio šiluminio plėtimosi koeficientas (1,2x10 -5 1 / laipsnis angliniam plienui);

t n - pradinė temperatūra (Vidutinė temperatūrašalčiausias penkių dienų laikotarpis per pastaruosius 20 metų);

t Į- galutinė temperatūra ( Maksimali temperatūra aušinimo skystis);

L uch- kompensuojamos atkarpos ilgis.

Analizuodami (3) formulę, galime prieiti prie išvados, kad didžiausią sunkumą sukelia inercijos momento nustatymas J xs, ypač todėl, kad pirmiausia reikia nustatyti kompensatoriaus svorio centrą (su y s). Autorius pagrįstai siūlo nustatyti apytikslį, grafinį metodą J xs, atsižvelgiant į standumo koeficientą (Karmana) k:

Pirmasis integralas nustatomas ašies atžvilgiu y, antrasis ašies atžvilgiu y s(1 pav.). Kompensacijos jungties ašis nubrėžta pagal mastelį milimetro popieriuje. Visa kompensatoriaus kreivės ašis L dalijasi į daugybę segmentų DS i... Atstumas nuo linijos centro iki ašies y i matuojamas liniuote.

Standumo koeficientas (Karmana) skirtas atspindėti eksperimentiškai įrodytą lenkimo skerspjūvio vietinio išlyginimo poveikį lenkimo metu, kuris padidina jų kompensavimo galimybes. V norminis dokumentas Karmano koeficientas nustatomas empirinėmis formulėmis, kurios skiriasi nuo pateiktų ,. Standumo koeficientas k naudojamas sumažintam ilgiui nustatyti L prd lanko elementas, kuris visada yra didesnis nei jo tikrasis ilgis l G... Šaltinyje Karmano koeficientas sulenktiems posūkiams:

kur: l - lenkimo charakteristika.

Čia: R- lenkimo spindulys.

kur: b- lenkimo kampas (laipsniais).

Suvirintoms ir trumpo lenkimo štampuotoms alkūnėms šaltinis siūlo nustatyti kitas priklausomybes k:

kur: h- suvirintų ir štampuotų lenkimų lenkimo charakteristika.

Čia: R e – lygiavertis suvirinto lenkimo spindulys.

Trijų ir keturių sektorių čiaupams b = 15 laipsnių, stačiakampio dviejų sektorių išvadui siūloma imti b = 11 laipsnių.

Reikėtų pažymėti, kad koeficientas k ? 1.

Norminis dokumentas RD 10-400-01 numato tokią lankstumo koeficiento nustatymo tvarką KAM R* :

kur KAM R- lankstumo koeficientas, neatsižvelgiant į dujotiekio sulenktos dalies galų deformacijos apribojimą; o - koeficientas, atsižvelgiant į deformacijos apribojimą lenktos dalies galuose.

Šiuo atveju, jei, tada lankstumo koeficientas yra lygus 1,0.

Didumas KAM p nustatoma pagal formulę:

čia P- per didelis vidinis slėgis, MPa; E t yra medžiagos tamprumo modulis ties Darbinė temperatūra, MPa.

Galima parodyti, kad lankstumo faktorius KAM R* bus daugiau nei vienas, todėl nustatant sumažintą lenkimo ilgį pagal (7), reikia imti atvirkštinę jo reikšmę.

Palyginimui, nustatykime kai kurių standartinių posūkių lankstumą pagal OST 34-42-699-85 esant viršslėgiui R= 2,2 MPa ir modulis E t= 2x 10 5 MPa. Rezultatai apibendrinti žemiau esančioje lentelėje (lentelė Nr. 1).

Analizuojant gautus rezultatus, galima daryti išvadą, kad lankstumo koeficiento nustatymo procedūra pagal RD 10-400-01 duoda „griežtesnį“ rezultatą (mažesnis lenkimo lankstumas), o papildomai atsižvelgiant į perteklinį slėgį vamzdynas ir medžiagos tamprumo modulis.

U formos kompensatoriaus (1 pav. b)) inercijos momentas naujos ašies atžvilgiu. y sJ xs apibrėžiamas taip:

kur: L NS- sumažintas kompensatoriaus ašies ilgis,

y s- kompensatoriaus svorio centro koordinatė:

Maksimalus lenkimo momentas M Maks(veikia kompensacinės jungties viršuje):

kur N- kompensacinės siūlės iškyša, pagal 1 pav. b):

H = (m + 2) R.

Maksimali įtampa vamzdžio sienelės atkarpoje nustatoma pagal formulę:

kur: m 1 - pataisos koeficientas (saugos koeficientas), atsižvelgiant į įtempių padidėjimą išlenktose sekcijose.

Sulenktiems posūkiams, (17)

Suvirintam lenkimui. (aštuoniolika)

W- šakos sekcijos atsparumo momentas:

Leistinas įtempis (160 MPa kompensatoriams iš plienų 10G 2S, St 3sp; 120 MPa plienams 10, 20, St 2sp).

Iš karto norėčiau pažymėti, kad saugos koeficientas (korekcija) yra gana didelis ir auga didėjant dujotiekio skersmeniui. Pavyzdžiui, 90 ° lenkimui - 159x6 OST 34-42-699-85 m 1 ? 2,6; 90 ° lenkimui - 630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.

2 pav. Skaičiavimo schema kompensatorius pagal RD 10-400-01.

Rekomendaciniame dokumente atkarpos su U formos kompensacine jungtimi apskaičiavimas, žr. 2 pav., atliekamas pagal iteracinę procedūrą:

Čia nustatomi atstumai nuo kompensacinės jungties ašies iki fiksuotų atramų. L 1 ir L 2 atlošas V ir išvykimas nustatomas N. Abiejų lygčių iteracijų procese būtina pasiekti, kad jis taptų lygus; reikšmių poros didžiausia imama = l 2. Tada nustatoma norima kompensacinės siūlės iškyša H:

Lygtys vaizduoja geometrinius komponentus, žr. 2 pav.:

Atsparių jėgų komponentai, 1 / m 2:

Inercijos momentai apie centrines ašis x, y.

Stiprumo parametras Esu:

[y sk] – leistina kompensacinė įtampa,

Leistinas kompensacinis įtempis [sk] vamzdynams, esantiems horizontali plokštuma nustatoma pagal formulę:

vamzdynams, esantiems vertikalioje plokštumoje, pagal formulę:

kur: yra vardinis leistinas įtempis esant darbinei temperatūrai (plienui 10G 2C - 165 MPa esant 100 °? t? 200 °, plienui 20 - 140 MPa esant 100 °? t? 200 °).

D- vidinis skersmuo,

Norėčiau pastebėti, kad autoriai negalėjo išvengti rašybos klaidų ir netikslumų. Jei naudosime lankstumo koeficientą KAM R* (9) sumažinto ilgio nustatymo formulėse l NS(25), centrinių ašių koordinates ir inercijos momentus (26), (27), (29), (30), tada gauname neįvertintą (neteisingą) rezultatą, nes lankstumo koeficientas KAM R* pagal (9) yra didesnis nei vienas ir turi būti padaugintas iš sulenktų posūkių ilgio. Pateiktas lenkimų ilgis visada yra didesnis nei jų tikrasis ilgis (pagal (7)), tik tada jie įgis papildomo lankstumo ir kompensuojamųjų savybių.

Todėl norint ištaisyti geometrinių charakteristikų nustatymo procedūrą pagal (25) h (30), reikia naudoti atvirkštinę reikšmę KAM R*:

KAM R* = 1 / K R*.

Konstrukcinėje schemoje 2 pav. kompensatorių atramos yra fiksuotos ("kryžiai" dažniausiai naudojami fiksuotoms atramoms žymėti (GOST 21.205-93)). Tai gali paskatinti „skaičiuotuvą“ suskaičiuoti atstumus. L 1 , L 2 nuo fiksuotų atramų, tai yra, atsižvelkite į visos kompensacinės dalies ilgį. Praktikoje dažnai ribojami gretimos dujotiekio atkarpos stumdomų (judančių) atramų šoniniai judesiai; nuo šių judančių, bet riboto šoninio atramų judėjimo ir atstumai turėtų būti skaičiuojami L 1 , L 2 ... Jei neribosite dujotiekio skersinių judesių per visą ilgį nuo fiksuoto iki fiksuota atrama yra pavojus, kad dujotiekio atkarpos, esančios arčiausiai kompensacinės jungties, nukris nuo atramų. Norėdami iliustruoti šį faktą, 3 pav. pateikti skaičiavimo rezultatai temperatūros kompensacija magistralinio dujotiekio DN 800 atkarpa iš plieno 17G 2C 200 m ilgio, temperatūrų skirtumas nuo -46 C ° iki 180 C ° MSC Nastran programoje. Maksimalus kompensacinės jungties centro taško šoninis judėjimas yra 1,645 m. Galimas vandens plaktukas taip pat kelia papildomą pavojų, kad jis nuslys nuo vamzdyno atramų. Todėl sprendimas dėl ilgių L 1 , L 2 reikia vartoti atsargiai.

3 pav. Kompensuojamųjų įtempių skaičiavimo dujotiekio DN 800 atkarpoje su U formos kompensatoriumi naudojant MSC / Nastran programinės įrangos paketą (MPa) rezultatai.

Pirmosios lygties kilmė (20) nėra visiškai aiški. Be to, tai nėra teisinga matmenų atžvilgiu. Iš tiesų, skliausteliuose po modulio ženklu vertės pridedamos R NS ir P y(l 4 +…) .

Antrosios lygties teisingumą (20) galima įrodyti taip:

norint tai padaryti, būtina:

Taip yra iš tikrųjų, jei mes įtraukiame

Ypatingai progai L 1 = L 2 , R y=0 naudojant (3), (4), (15), (19), galima pasiekti (36). Svarbu atsižvelgti į tai, kad žymėjimo sistemoje in y = y s.

Praktiniams skaičiavimams naudočiau antrąją (20) lygtį pažįstamesne ir patogesne forma:

kur A 1 = A [y ck].

Konkrečiu atveju, kai L 1 = L 2 , R y=0 (simetriškas kompensatorius):

Akivaizdus šios technikos pranašumas, palyginti su ja, yra didelis jos universalumas. 2 pav. kompensatorius gali būti asimetriškas; normatyvumas leidžia skaičiuoti kompensatorius ne tik šilumos tinklams, bet ir kritiniams vamzdynams aukštas spaudimas, kurie yra „RosTekhNadzor“ registre.

Mes vykdysime lyginamoji analizė U formos kompensacinių siūlių skaičiavimo pagal metodus rezultatus,. Nustatykime šiuos pradinius duomenis:

a) visoms kompensacinėms siūlėms: medžiaga - Plienas 20; P = 2,0 MPa; E t= 2x 10 5 MPa; t<200°; pakrovimas - preliminarus tempimas; sulenkti lenkimai pagal OST 34-42-699-85; kompensacinės jungtys yra horizontaliai, pagamintos iš vamzdžių su kailiu. apdorojimas;

b) projektinė schema su geometriniais žymėjimais pagal 4 pav.;

4 pav. Lyginamosios analizės projektavimo schema.

c) kompensatorių standartiniai dydžiai yra apibendrinti lentelėje Nr. 2 kartu su skaičiavimų rezultatais.

Kompensatoriaus vingiai ir vamzdeliai, D n H s, mm	Dydis, žr. 4 pav	Išankstinis tempimas, m	Maksimalus įtempis, MPa	Leistinas įtempis, MPa
					pagal	pagal	pagal	pagal

išvadas

kompensatoriaus šilumos vamzdyno įtampa

Analizuojant dviejų skirtingų metodų: pamatinio ir normatyvinio skaičiavimo rezultatus, galima daryti išvadą, kad nepaisant to, kad abu metodai yra pagrįsti ta pačia teorija, rezultatų skirtumas yra labai reikšmingas. Pasirinkti standartiniai kompensatorių dydžiai „praeina su marža“, jei skaičiuojami pagal ir nepraleidžia leistinų įtempių, jei skaičiuojami pagal. Didžiausią įtaką rezultatui daro korekcijos koeficientas m 1 , kuris padidina pagal formulę apskaičiuotą įtampą 2 ar daugiau kartų. Pavyzdžiui, kompensatoriui paskutinėje lentelės Nr. 2 eilutėje (iš vamzdžio 530Ch12) koeficientas m 1 ? 4,2.

Tai turi įtakos rezultatui ir leistino įtempio vertei, kuri yra žymiai mažesnė plienui 20.

Apskritai, nepaisant didesnio paprastumo, kuris yra susijęs su mažesniu koeficientų ir formulių skaičiumi, metodas yra daug griežtesnis, ypač didelio skersmens vamzdynų dalyje.

Praktiniais tikslais, skaičiuojant U formos kompensacines jungtis šilumos tinklams, rekomenduočiau „mišrią“ taktiką. Lankstumo koeficientas (Karmana) ir leistinas įtempis turi būti nustatomi pagal standartą, t.y.: k = 1 /KAM R* ir tada pagal formules (9) h (11); [y ck] - pagal (34), (35) formules, atsižvelgiant į RD 10-249-88. Technikos „kūnas“ turėtų būti naudojamas pagal, bet neatsižvelgiant į korekcijos koeficientą m 1 , t.y.:

kur M Maks nustato (15) h (12).

Galima nepaisyti galimos kompensatoriaus asimetrijos, į kurią atsižvelgiama, nes praktiškai klojant šilumos tinklus kilnojamos atramos montuojamos gana dažnai, asimetrija yra atsitiktinė ir reikšmingą įtaką tai neturi įtakos rezultatui.

Atstumas b galima skaičiuoti ne iš artimiausių gretimų slankiojančių atramų, o nuspręsti dėl šoninių poslinkių apribojimo jau antroje ar trečioje slydimo guolis, jei matuojama nuo kompensatoriaus ašies.

Naudodamas šią „taktiką“, skaičiuotuvas „nužudo du paukščius vienu akmeniu“: a) griežtai seka norminius dokumentus, kadangi technikos „kūnas“ yra ypatingas atvejis. Įrodymas pateiktas aukščiau; b) supaprastina skaičiavimą.

Prie to galima pridėti svarbų taupymo faktorių: juk norėdami pasirinkti kompensacinę jungtį iš 530Ch12 vamzdžio, žr. lentelę. Nr.2, pagal žinyną, skaičiuotuvo matmenis reikės padidinti bent 2 kartus, pagal tą patį dabartinis reglamentas tikras kompensatorius taip pat gali būti sumažintas pusantro karto.

Literatūra

1. Elizarovas D.P. Elektrinių šiluminės elektrinės. - M .: Energoizdatas, 1982 m.

2. Vanduo šilumos tinklas: Nuorodų vadovas apie dizainą / I.V. Belyaikinas, V.P. Vitaljevas, N.K. Gromov ir kt., Red. N.K. Gromova, E.P. Šubinas. - M .: Energoatomizdat, 1988 m.

3. Sokolovas E.Ya. Šilumos ir šilumos tinklai. - M .: Energoizdatas, 1982 m.

4. Šilumos tinklų vamzdynų stiprumo skaičiavimo standartai (RD 10-400-01).

5. Stacionarių katilų ir garo vamzdynų stiprumo skaičiavimo standartai ir karštas vanduo(RD 10-249-98).

Paskelbta Allbest.ru

...

Panašūs dokumentai

Šilumos sąnaudų apskaičiavimas šildymui, vėdinimui ir karšto vandens tiekimui. Dujotiekio skersmens, išsiplėtimo jungčių skaičiaus, slėgio nuostolių vietinėse varžose, slėgio nuostolių išilgai dujotiekio ilgio nustatymas. Šilumos laidininko šilumos izoliacijos storio pasirinkimas.

testas, pridėtas 2013-01-25

Regiono šilumos apkrovų verčių nustatymas ir metinis suvartojimasšiluma. Šaltinio šilumos šaltinio pasirinkimas. Šilumos tinklų hidraulinis skaičiavimas, tinklų ir tiekimo siurblių parinkimas. Šilumos nuostolių, garų tinklo, kompensatorių ir atraminių jėgų skaičiavimas.

Kursinis darbas, pridėtas 2012-11-07

Kompensavimo būdai reaktyvioji galia v elektros tinklai... Statinių kondensatorių baterijų taikymas. Automatiniai reguliatoriai kintamasis sinchroninių kompensatorių su skersine rotoriaus apvija žadinimas. CK sąsajos programavimas.

baigiamasis darbas, pridėtas 2012-03-09

Pagrindiniai reaktyviosios galios kompensavimo principai. Konvertuojamųjų įrenginių įtakos pramoniniams elektros tiekimo tinklams įvertinimas. Veikiančio algoritmo kūrimas, struktūrinis ir schematines diagramas tiristorių reaktyviosios galios kompensatoriai.

baigiamasis darbas, pridėtas 2010-11-24

Šilumos srautų šildymui, vėdinimui ir karšto vandens tiekimui nustatymas. Pastatas temperatūros grafikasšildymo šilumos apkrovos reguliavimas. Kompensatorių ir šilumos izoliacijos skaičiavimas, dvivamzdžio vandentiekio tinklo magistraliniai šilumos vamzdynai.

Kursinis darbas, pridėtas 2013-10-22

Paprasto vamzdyno skaičiavimas, Bernulio lygties taikymo technika. Dujotiekio skersmens nustatymas. Siurbimo linijos kavitacijos skaičiavimas. Apibrėžimas maksimalus aukštis kilimas ir didžiausias srautas. Išcentrinio siurblio schema.

pristatymas pridėtas 2014-01-29

Vertikalaus šildytuvo konstrukcinis skaičiavimas žemas spaudimas su U formos žalvarinių vamzdžių ryšuliu, kurio skersmuo d = 160,75 mm. Šilumos mainų paviršiaus ir sijos geometrinių parametrų nustatymas. Linijinio kelio hidraulinis pasipriešinimas.

testas, pridėtas 2013-08-18

Maksimalus srautas per hidraulinę liniją. Vamzdžių kinematinės klampos, ekvivalentinio šiurkštumo ir srauto ploto reikšmės. Preliminarus skysčio srauto režimo įvertinimas vamzdyno įvadinėje dalyje. Trinties koeficientų skaičiavimas.

Kursinis darbas pridėtas 2012-08-26

Energijos sistemų automatikos įrenginių taikymas maitinimo sistemose: sinchroniniai kompensatoriai ir elektros varikliai, greičio reguliatoriai. Trumpojo jungimo srovių skaičiavimas; elektros linijų, transformatorių ir variklių apsauga.

Kursinis darbas, pridėtas 2012-11-23

Plieninio vamzdyno izoliacijos išorinio skersmens nustatymas su nustatyta temperatūra išorinis paviršius, linijinio šilumos perdavimo koeficiento iš vandens į orą temperatūra; šilumos nuostoliai nuo 1 m dujotiekio. Izoliacijos tinkamumo analizė.

Šilumos tinklų kompensatoriai. Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys bus skiriamas šildymo tinklų kompensatorių pasirinkimui ir skaičiavimui.

Kam skirti kompensatoriai? Pradėkime nuo to, kad kaitinant bet kokia medžiaga plečiasi, o tai reiškia, kad šilumos tinklų vamzdynai pailgėja, kai pakyla per juos einančio aušinimo skysčio temperatūra. Kad šilumos tinklas veiktų be problemų, naudojamos kompensacinės jungtys, kurios kompensuoja vamzdynų pailgėjimą juos suspaudžiant ir ištempus, kad būtų išvengta vamzdynų užspaudimo ir vėlesnio jų slėgio sumažėjimo.

Pažymėtina, kad vamzdynų išsiplėtimo ir susitraukimo galimybei suprojektuotos ne tik kompensacinės jungtys, bet ir atramų sistema, kuri savo ruožtu gali būti ir „slystanti“, ir „negyva“. Kaip paprastai Rusijoje kokybiškas šilumos apkrovos reguliavimas – tai yra, kai keičiasi temperatūra aplinką, keičiasi temperatūra šilumos tiekimo šaltinio išėjimo angoje. Jo sąskaita kokybės reguliavimasšilumos tiekimas - didėja vamzdynų plėtimosi-susitraukimo ciklų skaičius. Sumažėja vamzdynų eksploatavimo laikas, padidėja suspaudimo rizika. Kiekybinis apkrovos reguliavimas yra toks - temperatūra išleidimo angoje iš šilumos tiekimo šaltinio yra pastovi. Jei reikia keisti šilumos apkrovą, pasikeičia aušinimo skysčio srautas. Tokiu atveju šilumos tinklų vamzdynų metalas veikia lengvesnėmis sąlygomis, išsiplėtimo-suspaudimo ciklai yra minimalūs, todėl didėja šilumos tinklų vamzdynų resursas. Todėl prieš renkantis kompensacines siūles reikia nustatyti jų charakteristikas ir kiekį, atsižvelgiant į dujotiekio plėtimosi dydį.

Formulė 1:

δL = L1 * a * (T2-T1) kur

δL – dujotiekio pailgėjimo ilgis,

mL1 - tiesios dujotiekio atkarpos ilgis (atstumas tarp fiksuotų atramų),

ma - tiesinio plėtimosi koeficientas (geležies jis yra 0,000012), m / deg.

T1 yra maksimali dujotiekio temperatūra (imama maksimali aušinimo skysčio temperatūra),

T2 - minimali temperatūra vamzdynas (galite paimti minimalią aplinkos temperatūrą), ° С

Kaip pavyzdį panagrinėkime elementarios problemos sprendimą dujotiekio pailgėjimo dydžiui nustatyti.

1 užduotis. Nustatykite, kiek padidės tiesios 150 metrų ilgio dujotiekio atkarpos ilgis, jei aušinimo skysčio temperatūra bus 150 °C, o aplinkos temperatūra šildymo laikotarpis-40°C.

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

Atsakymas: dujotiekio ilgis padidės 0,342 metro.

Nustačius pailgėjimo dydį, turėtumėte aiškiai suprasti, kada jums reikia, o kada nereikia kompensatoriaus. Dėl konkretaus atsakymo į šį klausimą reikia turėti aiškią dujotiekio schemą su linijiniais matmenimis ir pritvirtintomis atramomis. Reikia aiškiai suprasti, kad dujotiekio krypties pasikeitimas gali kompensuoti pailgėjimus, kitaip tariant, posūkį su bendri matmenys ne mažesnis nei kompensatoriaus dydis, su teisinga atramų išdėstymas, gali kompensuoti tokį patį pailgėjimą kaip ir kompensacinė jungtis.

Taigi, nustačius dujotiekio pailgėjimo ilgį, galime pereiti prie kompensatorių parinkimo, reikia žinoti, kad kiekviena kompensacinė jungtis turi pagrindinę charakteristiką – tai yra kompensacijos dydis. Tiesą sakant, kompensacinių siūlių skaičiaus pasirinkimas sumažinamas iki tipo ir pasirinkimo dizaino elementai kompensacinės jungtys.Norint pasirinkti kompensacinės jungties tipą, reikia nustatyti šilumos tinklo vamzdžio skersmenį pagal pralaidumo trimitai reikalingos galiosšilumos vartotojas.

1 lentelė. U formos kompensacinių siūlių, padarytų iš lenkimų, santykis.

2 lentelė. U formos kompensacinių siūlių skaičiaus parinkimas pagal jų kompensuojamąją galią.

2 užduotis Kompensacijos siūlių skaičiaus ir dydžio nustatymas.

Dujotiekiui, kurio skersmuo DN 100 ir tiesios atkarpos ilgis 150 metrų, jei nešiklio temperatūra yra 150 ° C, o aplinkos temperatūra šildymo sezono metu yra -40 ° C, nustatykite kompensatorių skaičių. BL = 0,342 m (žr. 1 užduotį) 1 ir 2 lentelėse nustatyti n formos kompensatorių matmenys (2x2 m matmenys gali kompensuoti 0,134 metro vamzdyno pailgėjimą), reikia kompensuoti 0,342 metro, todėl Ncomp = bL / ∂x = 0,342 / 0,134 = 2,55, suapvalinti iki artimiausio sveikojo skaičiaus didėjimo kryptimi ir kad - reikalingi 3 kompensatoriai, kurių matmenys yra 2x4 metrai.

Šiuo metu lęšių kompensatoriai vis labiau plinta, jie yra daug kompaktiškesni nei U formos, tačiau nemažai apribojimų ne visada leidžia juos naudoti. Dėl to U formos kompensatoriaus resursas yra daug didesnis nei objektyvo prastos kokybės aušinimo skystis. Apatinė dalis objektyvo kompensatorius dažniausiai yra „užsikimšęs“ dumblu, kuris prisideda prie kompensatoriaus metalo parkavimo korozijos.

U formos kompensacinės jungties apskaičiavimas yra apibrėžti minimalūs dydžiai kompensatorius, kurio pakanka dujotiekio šiluminėms deformacijoms kompensuoti. Užpildę aukščiau pateiktą formą, galėsite apskaičiuoti nurodytų matmenų U formos kompensacinės jungties kompensacinę galią.

Šios internetinės programos algoritmas pagrįstas U formos kompensatoriaus skaičiavimo metodika, pateikta A. A. Nikolajevo redaguojamame Projektuotojo vadove „Šildymo tinklų projektavimas“.

Maksimalus įtempis kompensatoriaus gale rekomenduojamas nuo 80 iki 110 MPa.

Optimalus kompensacinės jungties iškyšos ir išorinio vamzdžio skersmens santykis rekomenduojamas diapazone H / Dн = (10 - 40), o kompensacinės jungties iškyša 10DN atitinka vamzdyną DN350, o pratęsimas 40DN atitinka DN15 dujotiekį.

Optimalų kompensacinės siūlės pločio ir jo iškyšos santykį rekomenduojama paimti intervale L / H = (1 - 1,5), nors galima paimti ir kitas vertes.

Jei kompensacinės jungties reikia per daug, kad būtų kompensuoti apskaičiuoti šiluminiai pailgėjimai dideli dydžiai, jį galima pakeisti dviem mažesnėmis kompensacinėmis jungtimis.

Skaičiuojant dujotiekio šiluminius pailgėjimus, aušinimo skysčio temperatūra turi būti laikoma maksimalia, o aplinkinio vamzdyno temperatūra – minimalia.

Skaičiuojant priimami šie apribojimai:

Vamzdynas pripildytas vandens arba garų
Dujotiekis pagamintas iš Plieninis vamzdis
Maksimali temperatūra darbo aplinka neviršija 200 ° С
Maksimalus slėgis vamzdyne neviršija 1,6 MPa (16 barų)
Kompensatorius sumontuotas horizontaliame vamzdyne
Kompensatorius yra simetriškas, o jo pečiai vienodo ilgio
Fiksuotos atramos laikomos visiškai standžiomis
Dujotiekis nėra veikiamas vėjo slėgio ir kitų apkrovų
Neatsižvelgiama į kilnojamųjų atramų trinties jėgų atsparumą terminio pailgėjimo metu
Lygūs posūkiai

Nerekomenduojama fiksuotų atramų išdėstyti mažesniu nei 10DN atstumu nuo U formos kompensacinės jungties, nes atramos suspaudimo momento perkėlimas į ją sumažina lankstumą.

Rekomenduojama vamzdyno atkarpas nuo stacionarių atramų iki tokio pat ilgio U formos kompensacinės jungties. Jei kompensatorius dedamas ne sekcijos viduryje ir pasislenka link vienos iš fiksuotų atramų, elastinės deformacijos ir įtempių jėgos padidėja apie 20-40%, palyginti su gautomis kompensatoriaus vertėmis. viduryje.

Norint padidinti kompensavimo galią, naudojamas išankstinis kompensatoriaus ištempimas. Montavimo metu kompensatorius patiria lenkimo apkrovą, kaitinant įgauna neįtemptą būseną, o esant maksimaliai temperatūrai įtempiamas. Preliminarus kompensacinės siūlės išsiplėtimas tokiu kiekiu, kuris lygus pusei dujotiekio šiluminio pailgėjimo, leidžia padvigubinti jo kompensacinę galią.

Taikymo sritis

Kompensuoti naudojamos U formos kompensacinės jungtys temperatūros pailgėjimai vamzdžiai ilgose tiesiose atkarpose, jei nėra galimybės savaime kompensuoti dujotiekio dėl šilumos tinklo posūkių. Tvirtai pritvirtintų vamzdynų su kintama darbinės terpės temperatūra kompensacinių siūlių nebuvimas padidins įtempius, galinčius deformuoti ir sunaikinti dujotiekį.

Naudojamos lanksčios kompensacinės jungtys

At virš galvos klojimas visiems vamzdžių skersmenims, neatsižvelgiant į aušinimo skysčio parametrus.
Klojant ortakiuose, tuneliuose ir bendruose kolektoriuose ant vamzdynų nuo DN25 iki DN200 esant šildymo terpės slėgiui iki 16 barų.
At klojimas be kanalų vamzdžiams, kurių skersmuo nuo DN25 iki DN100.
Jei maksimali terpės temperatūra viršija 50 °C

Orumas

Aukštas kompensavimo gebėjimas
Priežiūra nemokama
Lengva gaminti
Mažos jėgos perduodamos fiksuotiems guoliams

trūkumai

Didelis vamzdžių suvartojimas
Didelis pėdsakas
Didelis hidraulinis pasipriešinimas

Šiandien U formos kompensacinės jungtys ar bet kurios kitos naudojamos, jei medžiaga, einanti per dujotiekį, pasižymi 200 laipsnių Celsijaus ar aukštesne temperatūra, taip pat aukštu slėgiu.

Bendras kompensacinių siūlių aprašymas

Metalinės kompensacinės jungtys yra įrenginiai, skirti kompensuoti arba subalansuoti įvairių veiksnių įtaką vamzdynų sistemų veikimui. Kitaip tariant, pagrindinis šio gaminio tikslas yra užtikrinti, kad vežant medžiagas vamzdis nebūtų pažeistas. Tokie tinklai, užtikrinantys darbo aplinkos transportavimą, beveik nuolat susiduria su tokiais neigiamos įtakos kaip šiluminis plėtimasis ir slėgis, vibracijos ir pamato grimztis.

Būtent norint pašalinti šiuos defektus, reikia sumontuoti lanksčius elementus, pradėtus vadinti kompensatoriais. U formos tipas yra tik vienas iš daugelio šiam tikslui naudojamų tipų.

Kas yra U formos elementai

Iš karto reikia pastebėti, kad U formos detalės yra paprasčiausias variantas, padedantis išspręsti kompensavimo problemą. Šios kategorijos prietaisai turi daugiausiai Platus pasirinkimas pritaikymas temperatūros indikatoriams, taip pat slėgio indikatoriams. U formos kompensacinių siūlių gamybai naudojamas arba vienas ilgas vamzdis, kuris yra sulenktas tinkamose vietose, arba suvirinami keli sulenkti, staigiai sulenkti arba suvirinti posūkiai. Čia verta paminėti, kad kai kuriuos vamzdynus reikia periodiškai išardyti valymui. Tokiais atvejais tokio tipo kompensacinės jungtys gaminamos su jungiamaisiais galais ant flanšų.

Kadangi U formos kompensacinė jungtis yra pati paprasčiausia konstrukcija, ji turi tam tikrų trūkumų. Jie apima didelis suvartojimas vamzdžiai elementui sukurti, dideli matmenys, papildomų atramų įrengimo poreikis, taip pat suvirintų jungčių buvimas.

Išplėtimo siūlių reikalavimai ir kaina

Jei U tipo kompensatorių montavimą svarstysime materialinių išteklių požiūriu, tai jų montavimas sistemose su didelio skersmens... Vamzdžių ir materialinių išteklių sunaudojimas kompensacinės jungties sukūrimui bus per didelis. Čia galite palyginti ši įranga c Šių elementų veikimas ir parametrai yra maždaug vienodi, tačiau U formos montavimo kaina yra maždaug dvigubai didesnė. Pagrindinė šių išlaidų priežastis Pinigai tuo, kad statybai reikia daug medžiagų, taip pat papildomų atramų įrengimo.

Į U formos kompensacinė jungtis Man pavyko visiškai neutralizuoti dujotiekio slėgį, kad ir iš kur jis kiltų, tokius įrenginius reikia montuoti viename taške su 15-30 laipsnių skirtumu. Šie parametrai tinka tik tuo atveju, jei darbinės medžiagos temperatūra tinklo viduje neviršija 180 laipsnių Celsijaus ir nenukrenta žemiau 0. Tik tokiu atveju ir su šiuo įrengimu įrenginys galės kompensuoti apkrovą ant tinklo. dujotiekis nuo žemės judėjimo iš bet kurio taško.

Montavimo skaičiavimai

Skaičiuojant U formos kompensacinę jungtį, reikia išsiaiškinti, kokių minimalių prietaiso matmenų pakaks slėgiui ant dujotiekio kompensuoti. Skaičiavimui naudojamos tam tikros programos, tačiau šią operaciją galima atlikti net naudojant internetines programas. Svarbiausia čia laikytis tam tikrų rekomendacijų.

Maksimalus įtempis, kuris rekomenduojamas kompensatoriaus gale, yra nuo 80 iki 110 MPa.
Taip pat yra toks indikatorius kaip kompensacinės jungties iškyša iki išorinio skersmens. Šis parametras rekomenduojama imti per H / Dn = (10 - 40). Turint tokias vertes, reikia turėti omenyje, kad 10Dn atitiks dujotiekį, kurio indikatorius yra 350DN, o 40Dn – vamzdyną, kurio parametras yra 15DN.
Be to, skaičiuojant U formos kompensacinę jungtį, būtina atsižvelgti į įrenginio plotį iki jo iškyšos. Optimalios vertės L / H = (1 - 1,5). Tačiau čia leidžiami kiti skaitiniai parametrai.
Jei skaičiavimo metu paaiškėja, kad tam tikram dujotiekiui reikia sukurti per didelį tokio tipo kompensatorių, rekomenduojama pasirinkti kitokio tipo įrenginį.

Skaičiavimo apribojimai

Jei skaičiavimus atlieka nepatyręs specialistas, geriau susipažinti su kai kuriais apribojimais, kurių negalima viršyti skaičiuojant ar įvedant duomenis į programą. U formos kompensacinėms jungtims, pagamintoms iš vamzdžių, taikomi šie apribojimai:

Darbinė medžiaga gali būti vanduo arba garai.
Pats vamzdynas turėtų būti pagamintas tik iš plieninio vamzdžio.
Maksimalus temperatūros indikatorius darbo aplinkai - 200 laipsnių Celsijaus.
Didžiausias tinkle stebimas slėgis neturi viršyti 1,6 MPa (16 barų).
Kompensacinė jungtis gali būti montuojama tik ant horizontalaus tipo dujotiekio.
U formos kompensacinės siūlės matmenys turi būti simetriški, o pečiai – vienodi.
Dujotiekio tinklas neturėtų patirti papildomų apkrovų (vėjo ar kitų).

Įrenginių montavimas

Pirma, nerekomenduojama fiksuotų atramų išdėstyti toliau nei 10DN nuo paties kompensatoriaus. Taip yra dėl to, kad atramos suspaudimo momento perdavimas labai sumažins konstrukcijos lankstumą.

Antra, primygtinai rekomenduojama per visą tinklą padalinti dalis nuo fiksuotos atramos iki tokio pat ilgio U formos kompensacinės jungties. Taip pat čia svarbu pažymėti, kad prietaiso įrengimo vietos poslinkis nuo dujotiekio centro į vieną iš jo kraštų padidins tamprios deformacijos jėgą, taip pat įtempius maždaug 20-40% tų verčių, kurios galima gauti, jei konstrukcija sumontuota viduryje.

Trečia, siekiant stipriau padidinti kompensacinę galią, naudojamas U formos kompensacinių siūlių tempimas. Montavimo metu konstrukcija patirs lenkimo apkrovą, o kaitinant ji taps neįtempta. Kai temperatūra pasiekia maksimali vertė, tada įrenginys vėl bus įjungtas. Tuo remiantis buvo pasiūlytas tempimo būdas. Preliminarus darbas susideda iš kompensacinės jungties ištempimo tokiu kiekiu, kuris lygus pusei dujotiekio šiluminio plėtimosi.

Dizaino privalumai ir trūkumai

Jei kalbėtume apie šią konstrukciją bendrai, tai galime drąsiai teigti, kad ji pasižymi tokiomis teigiamomis savybėmis kaip gamybos paprastumas, didelės kompensavimo galimybės, nereikalaujantis priežiūros, o pastangos, perkeliamos į atramas, yra nereikšmingos. Tačiau iš akivaizdžių trūkumų išsiskiria šie dalykai: didelis medžiagų sunaudojimas ir daug vietos, kurią užima konstrukcija, didelis hidraulinis pasipriešinimas.

Ph.D. S. B. Gorunovičius, rankos. Ust-Ilimsko kogeneracinės elektrinės projektavimo grupė

Šiluminiams plėtimams kompensuoti U formos kompensacinės jungtys dažniausiai naudojamos šilumos tinkluose ir elektrinėse. Nepaisant daugybės trūkumų, tarp kurių galima išskirti: santykinai didelius matmenis (reikia įrengti kompensacines nišas šildymo sistemose su ortakių klojimu), didelius hidraulinius nuostolius (palyginti su riebokšle ir silfonais); U formos kompensacinės jungtys taip pat turi nemažai privalumų.

Žemiau pateikiama išsami U formos kompensatoriaus apskaičiavimo iš dviejų pagrindinių šaltinių analizė, kurios tikslas buvo nustatyti galimas rašybos klaidas ir netikslumus, taip pat palyginti rezultatus.

Tipiškas kompensatorių skaičiavimas (1 pav., a)), kurį pasiūlė dauguma autorių ÷, apima procedūrą, pagrįstą Castiliano teorema:

kur: U- potenciali kompensatoriaus deformacijos energija, E- vamzdžio medžiagos tamprumo modulis, J- kompensacinės jungties (vamzdžio) sekcijos ašinis inercijos momentas,

;

kur: s- lenkimo sienelės storis,

D n- išorinis lenkimo skersmuo;

M- lenkimo momentas kompensacinės jungties skyriuje. Čia (iš pusiausvyros sąlygos, 1 pav. a)):

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

L- visas kompensatoriaus ilgis, J x- kompensatoriaus ašinis inercijos momentas, J xy- išcentrinis kompensatoriaus inercijos momentas, S x- statinis kompensatoriaus momentas.

Kad sprendimas būtų supaprastintas, koordinačių ašys perkeliamos į elastinį svorio centrą (naujos ašys Xs, Ys), tada:

S x = 0, J xy = 0.

Iš (1) gauname elastinę atšokimo jėgą P x:

Judėjimas gali būti interpretuojamas kaip kompensatoriaus gebėjimas:

; (4)

kur: α t- linijinio šiluminio plėtimosi koeficientas (1,2x10 -5 1 / laipsnis angliniam plienui);

t n- pradinė temperatūra (šalčiausios penkių dienų savaitės vidutinė temperatūra per pastaruosius 20 metų);

t į- galutinė temperatūra (maksimali aušinimo skysčio temperatūra);

L uch- kompensuojamos atkarpos ilgis.

Analizuodami (3) formulę, galime prieiti prie išvados, kad didžiausią sunkumą sukelia inercijos momento nustatymas J xs, ypač todėl, kad pirmiausia reikia nustatyti kompensatoriaus svorio centrą (su y s). Autorius pagrįstai siūlo nustatyti apytikslį, grafinį metodą J xs, atsižvelgiant į standumo koeficientą (Karmana) k:

Pirmasis integralas nustatomas ašies atžvilgiu y, antrasis ašies atžvilgiu y s(1 pav.). Kompensacijos jungties ašis nubrėžta pagal mastelį milimetro popieriuje. Visa kompensatoriaus kreivės ašis L dalijasi į daugybę segmentų Δs i... Atstumas nuo linijos centro iki ašies y i matuojamas liniuote.

Standumo koeficientas k naudojamas sumažintam ilgiui nustatyti L prD lanko elementas, kuris visada yra didesnis nei jo tikrasis ilgis l g... Šaltinyje Karmano koeficientas sulenktiems posūkiams:

; (6)

kur: - lenkimo charakteristika.

Čia: R- lenkimo spindulys.

; (7)

kur: α - lenkimo kampas (laipsniais).

Suvirintoms ir trumpo lenkimo štampuotoms alkūnėms šaltinis siūlo nustatyti kitas priklausomybes k:

kur: - suvirintų ir štampuotų vingių lenkimo charakteristika.

Čia: - lygiavertis suvirinto lenkimo spindulys.

Trijų ir keturių sektorių čiaupams α = 15 laipsnių, stačiakampio dviejų sektorių posūkiui siūloma imti α = 11 laipsnių.

Reikėtų pažymėti, kad koeficientas k ≤ 1.

Norminis dokumentas RD 10-400-01 numato tokią lankstumo koeficiento nustatymo tvarką K p *:

kur K p- lankstumo koeficientas, neatsižvelgiant į dujotiekio sulenktos dalies galų deformacijos apribojimą;

Šiuo atveju, jei, tada lankstumo koeficientas yra lygus 1,0.

Didumas K p nustatoma pagal formulę:

, (10)

kur .

čia P- per didelis vidinis slėgis, MPa; E t yra medžiagos tamprumo modulis darbinėje temperatūroje, MPa.

, (11)

Galima parodyti, kad lankstumo faktorius K p * bus daugiau nei vienas, todėl nustatant sumažintą lenkimo ilgį pagal (7), reikia imti atvirkštinę jo reikšmę.

Palyginimui, nustatykime kai kurių standartinių posūkių lankstumą pagal OST 34-42-699-85 esant viršslėgiui R= 2,2 MPa ir modulis E t= 2x10 5 MPa. Rezultatai apibendrinti žemiau esančioje lentelėje (lentelė Nr. 1).

Išanalizavus gautus rezultatus, galima daryti išvadą, kad lankstumo koeficiento nustatymo tvarka pagal RD 10-400-01 duoda „griežtesnį“ rezultatą (mažesnis šakos lankstumas), o papildomai atsižvelgus į perteklinį slėgį šakoje. vamzdynas ir medžiagos tamprumo modulis.

U formos kompensatoriaus (1 pav. b)) inercijos momentas naujos ašies atžvilgiu. y s J xs apibrėžiamas taip:

kur: L pr- sumažintas kompensatoriaus ašies ilgis,

; (13)

y s- kompensatoriaus svorio centro koordinatė:

Maksimalus lenkimo momentas M maks(veikia kompensacinės jungties viršuje):

; (15)

kur N- kompensacinės siūlės iškyša, pagal 1 pav. b):

H = (m + 2) R.

Didžiausias įtempis vamzdžio sienelės atkarpoje nustatomas pagal formulę:

; (16)

kur: m 1- pataisos koeficientas (saugos koeficientas), atsižvelgiant į įtempių padidėjimą išlenktose sekcijose.