In thermische netwerken worden salontatoren, p - vormige en balg (golvende) compensatoren veel gebruikt. Compensatoren moeten een voldoende compenserend vermogen hebben om de temperatuurverlichting van het pijplijngedeelte tussen vaste ondersteuningen te waarnemen, en de maximale spanningen in radiale compensatoren mogen niet hoger zijn dan toegestane (meestal 110 MPa).

Thermische verlenging van de berekende pijplijn
, mm, bepaald door de formule

(81)

waar
- de gemiddelde lineaire expansiecoëfficiënt,

(voor typische berekeningen die u kunt nemen
),

- Geschatttemperatuurverschil bepaald door de formule

(82)

waar - de geschatte temperatuur van het koelmiddel, O C;

- de berekende buitenluchttemperatuur voor het ontwerp van verwarming, ongeveer C;

L - Afstand tussen vaste ondersteuningen, M (zie bijlage nr. 17).

Het compenserende vermogen van de kliercompensatoren wordt verminderd door de waarde van de reserve - 50 mm.

Reactie van de kliercompensator- wrijvingskracht in het kussen van de klier bepaald door de formule

waar - bedrijfsdruk koelmiddel, MPA;

- lengte van de laag verpakking langs de as van de afdichtingcompensator, mm;

- buitendiameter van het mondstuk van de oliecompensator, M;

- de wrijvingscoëfficiënt van het verpakken van metaal wordt gelijkgesteld aan 0,15.

Bij het selecteren van compensatoren kunnen hun compenserende vermogen en technische parameters door de toepassing worden gedefinieerd.

Axiale reactie van balgcompensatorenhet bestaat uit twee voorwaarden:

(84)

waar - Axiale reactie veroorzaakt door golfvervorming bepaald door de formule

(85)

hier l - temperatuurrek Pijplijnsectie, M;

 - de stijfheid van de golf, n / m, ontvangen door het paspoort van de compensator;

n - het aantal golven (lenzen).

- axiale reactie van interne druk, bepaald door de formule

(86)

hier - coëfficiënt, afhankelijk van de geometrische maten en de dikte van de golfwand, gelijk aan gemiddeld 0,5 - 0,6;

D en D - respectievelijk de buiten- en binnendiameters van de golven, M;

- Overdruk van het koelmiddel, PA.

Bij het berekenen van zelfcompensatiede hoofdtaak is om de maximale spanning van de basis van de korte schouderhoek van de rotatie van de route te bepalen, die wordt bepaald voor de hoeken van beurten van 90 o formule

(87)

voor hoeken meer dan 90 O, d.w.z. 90 + , volgens de formule

(88)

waar l de verlenging van de korte schouder is, M;

l - korte schouderlengte, M;

E - de longitudinale elastische module, gelijk aan het gemiddelde voor staal 2 · 10 5 MPa;

d - de buitendiameter van de pijp, M;

- de verhouding van de lengte van de lange schouder tot de korte lengte.

Bij het berekenen van de hoeken tot zelfcompensatie, moet de waarde van de maximale spanning overschrijden [] \u003d 80 MPA.

Bij het opzetten van vaste steunen op de hoeken van de bochten die worden gebruikt voor zelfcompensatie, moet rekening worden gehouden met het feit dat de som van de arm van de hoek tussen de dragers niet meer dan 60% van de maximale afstand voor rechtlijnige sites mag zijn . Het moet ook in gedachten worden gebracht dat de maximale rotatiehoek die wordt gebruikt voor zelfcompensatie niet hoger mag zijn dan 130 o.

naar. t. n. S. B. Gorunovich, handen. ontwerpgroep UST-ILIMSK CHP

Om thermische extensies te compenseren, worden de meeste distributie in thermische netwerken en de energiecentrales gevonden door P-vormige compensatoren. Ondanks zijn talrijke nadelen, waaronder het mogelijk is om te wijzen: relatief grote dimensies (de behoefte aan een inrichting van compenserende niches in warmte-slijpen met een kanaalpakking), significante hydraulische verliezen (vergeleken met de klieren en de herthons); P-vormige compensatoren hebben een aantal voordelen.

Van de voordelen kunt u eerst eenvoud en betrouwbaarheid toewijzen. Bovendien wordt dit type compensatoren het meest goed bestudeerd en beschreven in educatieve en methodologische en referentieliteratuur. Ondanks dit, vaak in jonge ingenieurs die geen gespecialiseerde programma's hebben, veroorzaakt de berekening van compensatoren moeilijkheden. Dit is vooral te wijten aan een nogal gecompliceerde theorie, met de aanwezigheid van een groot aantal correctiecoëfficiënten en helaas, met de aanwezigheid van typefouten en onnauwkeurigheden in sommige bronnen.

Onder uitgevoerd gedetailleerde analyse Berekeningsprocedures P-vormige compensator Voor twee hoofdbronnen, wiens doel was om mogelijke typefouten en onnauwkeurigheden te identificeren, evenals het vergelijken van de resultaten.

Typische berekening van compensatoren (fig. 1, a)) voorgesteld door de meeste auteurs ÷ impliceert een procedure op basis van het gebruik van Castilliano-stelling:

waar: U. - de potentiële energie van de vervorming van de compensator, E. - Module van de elasticiteit van het leidingmateriaal, J. - axiaal moment van inertie van de dwarsdoorsnede van de compensator (leidingen),

;

waar: s. - wanddikte van de verwijdering,

D N. - de buitendiameter van de uitlaat;

M. - buig moment in de dwarsdoorsnede van de compensator. Hier (uit de voorwaarde van evenwicht, fig.1 a)):

M \u003d p y x - p x y + m 0 ; (2)

L. - Volledige lengte van de compensator, J X. - het axiale moment van de traagheid van de compensator, J xy. - Centrifugaalmoment van de traagheid van de compensator, S X. - het statische moment van de compensator.

Om de oplossing van de as van coördinaten te vereenvoudigen, transfer naar het elastische midden van de zwaartekracht (nieuwe as XS., Ys.), dan:

S x \u003d 0, j xy \u003d 0.

Van (1) zullen we de kracht van elastisch essay krijgen P X.:

Bewegen kan worden geïnterpreteerd als compenserende compensator:

; (4)

waar: α T. - de coëfficiënt van lineaire temperatuuruitbreiding (1.2x10 -5 1 / hagel voor koolstofstaal);

t N. - starttemperatuur (de gemiddelde temperatuur van de koudste vijf dagen in de afgelopen 20 jaar);

t K. - eindige temperatuur ( maximale temperatuur koelmiddel);

Lek - de lengte van het gecompenseerde gebied.

Door de formule (3) te analyseren, kan worden geconcludeerd dat de grootste moeilijkheid de definitie van het traagheidsmoment veroorzaakt J XS. Bovendien is het vooraf nodig om te beslissen over de ernst van de compensator (met y S.). De auteur stelt redelijk voor om de geschatte, grafische methode voor het bepalen te gebruiken J XS.Rekening houdend met de stijfheidscoëfficiënt (zak) k.:

De eerste integraal wordt bepaald ten opzichte van de as y., tweede ten opzichte van de as y S. (Figuur 1). De as van de compensator wordt getekend op Miliethumen-papier op schaal. Alle Compensator Axis Curve L. verdeeld in veel segmenten ΔS I.. Afstand van het midden van het segment naar de as y. Het wordt gemeten door een liniaal.

De stijfheidscoëfficiënt (zak) is bedoeld om experimenteel bewezen lokaal afvlakkende effect weer te geven. dwarsdoorsnede Met buigkranen, die hun compenserende vermogen verhoogt. IN regellerend document De coëfficiënt van de zak wordt bepaald door empirische formules anders dan die in ,.

Stijfheidscoëfficiënt k. Gebruikt om de verminderde lengte te bepalen L PRD ARC-element, dat altijd meer van zijn werkelijke lengte is l G.. In de bron, de zakcoëfficiënt voor gebogen kranen:

; (6)

waar: - kenmerken van de Hiba.

Hier: R. - Straal van de uitlaat.

; (7)

waar: α - de hoek van de uitlaat (in graden).

Voor gelaste en kortsluitende gestempelde kranen stelt de bron voor om andere afhankelijkheden te gebruiken om te bepalen k.:

waar: - het kenmerk van de GIB voor gelaste en gestempelde kranen.

Hier: - Equivalente straal van gelaste uitlaat.

Voor kranen van drie en vier sectoren α \u003d 15 graden, voor een rechthoekige verwijdering van twee sector, wordt voorgesteld om α \u003d 11 graden te nemen.

Opgemerkt moet worden dat in, coëfficiënt k. ≤ 1.

Het regelgevingsdocument van de RD 10-400-01 voorziet in de volgende procedure voor het bepalen van de flexibiliteitscoëfficiënt K p *:

waar Naar R. - flexibiliteitscoëfficiënt zonder rekening te houden met de beperking van de vervorming van het uiteinde van het gekromde gedeelte van de pijplijn;

Bovendien, als de flexibiliteitscoëfficiënt gelijk is aan 1,0.

Waarde Tot P. Bepaald door de formule:

, (10)

waar .

Hier P. - Overmatige interne druk, MPa; E T. - Modulus van elasticiteit van materiaal met bedrijfstemperatuur, MPA.

, (11)

U kunt bewijzen dat door de flexibiliteitscoëfficiënt K p * Er zijn daarom meer eenheden bij het bepalen van de verminderde duiklengte van software (7), het is noodzakelijk om de retourwaarde te nemen.

Ter vergelijking, we definiëren de flexibiliteit van sommige standaardkranen op OST 34-42-699-85, met overdruk R\u003d 2.2 MPA en module E T.\u003d 2x10 5 MPA. De resultaten worden teruggebracht tot de onderstaande tabel (tabel nr. 1).

Het analyseren van de verkregen resultaten, kan worden geconcludeerd dat de procedure voor het bepalen van de flexibiliteitscoëfficiënt voor RD 10-400-01 een meer "streng" resultaat geeft (minder verwijderingsflexibiliteit), terwijl bovendien rekening houdt met de overtollige druk in de pijplijn en de Materiële elastische module.

Het moment van inertie van de P-vormige compensator (fig. 1 b)) ten opzichte van de nieuwe as y s j xs We definiëren als volgt:

waar: L pr. - de verminderde lengte van de as van de compensator,

; (13)

y S. - de coördinaat van het zwaartepunt van de compensator:

Maximaal buigmoment M max (handelen bovenaan de compensator):

; (15)

waar N. - Vertrek van de compensator, volgens figuur 1 b):

H \u003d (m + 2) r.

De maximale spanning in het gedeelte van de pijpwand wordt bepaald door de formule:

; (16)

waar: m 1. - Correctionele coëfficiënt (aandelenhouding), rekening houdend met de toename van de stress op gebogen gebieden.

Compensatoren of compensatie-apparaten worden gebruikt bij het monteren van pijpleidingen met hoge druk of hoge temperaturen drager. Wanneer de pijplijn actief is, moeten een aantal factoren die moeten worden overwogen om vernietiging te voorkomen dragerstructuren. Dergelijke factoren omvatten temperatuurvervormingen van leidingen, trillingen die voortvloeien uit de werking van de pijplijn, evenals de afwikkeling van de grondslagen van betonsteunen.

Compensatoren zijn ontworpen om de mobiliteit van de delen van het systeem ten opzichte van elkaar te waarborgen. Als er geen dergelijke mobiliteit is, wordt de lading op de verbindingselementen, de pijplijnsecties, lassen toenemen. Deze belastingen overschrijden toelaatbare normen En leiden tot de vernietiging van het systeem.

Onderscheidt verschillende soorten compensatoren die anders zijn principale apparaten. Het idee om een \u200b\u200bP-vormige compensator te ontwikkelen, verscheen als gevolg van het fenomeen van zelfcompensatie van pijpleidingen met beurten en bochten. In het proces van het werken van de leidingen kunnen de leidingen bij deze beurten weerstand verlenen aan de vervormingen vanrsion en stretching.

Het is echter niet nodig om op zelfcompensatie te rekenen, aangezien de absolute waarde van de verplaatsing afhangt van het aantal roterende elementen. Om ervoor te zorgen dat de mogelijkheid om vervormingen te compenseren, wordt de P-vormige knie die de rol van de compensator speelt op de rechtlijnige site geplaatst.

Beginsel van de werking van de P-vormige compensator

Volgens zijn apparaat wordt de P-vormige compensator beschouwd als het gemakkelijkst, omdat deze bestaat uit minimale set Elementen. Het was zo'n minimalisme dat toegestaan \u200b\u200bis wijde selectie technische eigenschappen (Temperaturen, druk). Een compensator wordt op een van de twee manieren vervaardigd.

1. De vaste buis is op de juiste plaatsen gebogen met een bepaalde bochtradius, die een P-vormige structuur vormt.
2. De samenstelling van de compensator omvat 7 elementen, waaronder drie rechtlijnige verwijdering en 4 roterende hoeken, die in een enkel ontwerp zijn gelast.

Vanwege het feit dat deze compensator moet kunnen worden gehandhaafd, omdat in de P-vormige knie vaak zich ophoopt in de vorm van vuil of andere dichte structuren, worden de aansluitende mondstukken geleverd met flenzen of draadkoppelingen. Hiermee kunt u het apparaat monteren en demonteren zonder het gebruik van speciaal gereedschap.

P-vormige compensatoren zijn voorzien voor stalen buizenen voor polyethyleenbuizen. Het ontwerp is niet verwoezend. Bijvoorbeeld, op de installatie van de P-vormige compensator in het verwarmingssysteem is het verplicht om te besteden aanvullend materiaal In de vorm van leidingen, hoeken, tekens. Voor thermische netwerken is alles gecompliceerd door extra ondersteuning te installeren.

Installatievereisten en kosteninstallatie van P-vormige apparaten

Ondanks de relatieve eenvoud van het apparaat, is niet altijd de installatie van de P-vormige compensator lager tegen kostprijs, bijvoorbeeld, bijvoorbeeld met de kosten van de balgcompensator. Nu hebben we het over pijpleidingen grote diameter. In dit geval de kosten van extra elementen En hun berg overtreft de kosten van de balg en als we de noodzaak om een \u200b\u200bondersteuning te bouwen, zal het prijsverschil zeer tastbaar zijn.

In het geval dat de compensator is gemaakt door de rechte buis te vouwen, moet rekening worden gehouden met het feit dat de straal van deze vouw gelijk moet zijn aan acht radii van de pijp zelf. Als er naden zijn, wordt het ontwerp gemaakt, zodat deze naden goedgekeurd zijn voor rechtlijnige gebieden. In de vorming van koele kranen moet u natuurlijk terugtrekken uit deze regels.

Voor- en nadelen van het P-vormige ontwerp

Het is raadzaam om toe te passen dit type compensatoren bij het installeren van pijpleidingen van kleine diameters. Hier moet hierop worden opgemerkt dat het bereik van de grootte van balgcompensatoren enigszins breder is. P-vormige knie Perfect coloma met trillingen, het vereist echter een grote hoeveelheid materiaal voor de productie, die de kosten van het apparaat aanzienlijk verhoogt.

Vergelijking van de kenmerken van de balg en P-vormige compensatoren stelt u in staat om de belangrijkste voordelen en nadelen van elk type apparaten te identificeren. De P-vormige compensator is bijvoorbeeld vereist om periodiek te dienen, herinneren aan deposito's. De balg van dezelfde compensatoren heeft geen last van dergelijke nadelen.

Een ander punt dat ik zou willen noteren met betrekking tot het compenserende vermogen van twee soorten apparaten. Als we alleen absolute waarden beschouwen, dan in dit verband wordt het expliciete voordeel niet waargenomen met een of de andere kant. Om de maximale verplaatsing in de P-vormige compensator echter te vergroten, moet u de grootte van de knie vergroten. Voor de balg van de compensator is het voldoende om een \u200b\u200bgolf van twee sectie te gebruiken die praktisch geen invloed heeft op de afmetingen.

Ik zou willen toevoegen aan het spaarvarken positieve eigenschappen Een dergelijke kwaliteit als geen controle tijdens bedrijf. Maar in de omstandigheden van een dichtbevolkt punt is er geen vrije ruimte voor de rangschikking van de pijplijn met de P-vormige compensator. De knie kan alleen op horizontale sites worden gemonteerd, terwijl de balgcompensator op elk rechtlijnig gebied is geïnstalleerd.

Ten slotte verhoogt een ander voordeel van de balgcompensator - het verhoogt de weerstand van de stroom van vloeistof en gas niet. P-vormige knie vermindert de stroomsnelheid enorm. Bij gebruik van dit type apparaten in thuissysteem Verwarming moet worden geïnstalleerd circulatiepompSindswege de natuurlijke convectie kan de vloeistof niet circuleren, die onderweg het obstakel heeft ontmoet.

Berekeningen voor compensatoren

Gebrek aan gost-normen op P-vormige apparaten Soms is het aanzienlijk gecompliceerd door de taak van het plannen van een project, dus een voorlopige berekening van de P-vormige compensator is noodzakelijk. Allereerst is het noodzakelijk om afweren van de behoeften van het project. De grootte van de pijpleiding, de diameter, maximale druk en de omvang van de beoogde verplaatsing worden in aanmerking genomen.

Dit betekent dat u praktisch geen gereed compensator kunt kopen. Voor elk specifiek geval moet het persoonlijk worden gemaakt. Dit ligt nog een nadeel, vergeleken met balg.

Bij het berekenen van de parameters moeten rekening worden gehouden met de volgende beperkingen en voorwaarden:

• staal wordt gebruikt als een materiaal voor de pijplijn;
• compensatoren worden zowel op het aquatische als gasvormige medium berekend;
• de maximale druk van de drager bedraagt \u200b\u200bniet meer dan 1,6 atmosfeer;
• de compensator moet de juiste vorm zijn in de vorm van de letter "P";
• alleen gemonteerd op horizontale sites;
• de impact van wind is uitgesloten.

Het moet duidelijk zijn dat de bovenstaande parameters als ideaal worden beschouwd. In de echte omstandigheden is het mogelijk om slechts een paar punten te observeren. Als het gaat om de temperatuur van het medium, is het noodzakelijk om het tot het maximum te brengen, en de omgevingstemperatuur is minimaal.

Installatie van compensator

Bij het bouwen van een snelweg moet worden gebruikt gedefinieerde regelsdie betrekking hebben op de rangschikking van P-vormige compensatoren. Het is zodanig geïnstalleerd dat het vertrek naar de rechterkant werd gericht. De partijen worden bepaald als u naar de pijplijn van de bron naar de ontvanger kijkt. Als er geen plaats is voor de compensator aan de rechterkant, dan wordt het vertrek aan de linkerkant gedaan, maar de omgekeerde snelweg moet worden gehouden rechter zijdeEn dit leidt tot veranderingen in het project.

Vóór de onmiddellijke inbedrijfstelling van het verwarmingsleidingen is een verplichte pre-rek van de compensator vereist. De gevulde leidingen zijn overmatige druk, dus als u deze procedure niet maakt, zal het metaal binnenkort instorten.

Het stuk wordt gemaakt door speciale aansluitingen, en na het starten ervan worden ze schoongemaakt en de knie beslaat zijn vroegere positie. De omvang van het stuk, zegt de paspoortgegevens voor elk apparaat. Bij het installeren van de dragers is het noodzakelijk om hun locatie te berekenen, ze moeten zodanig worden geplaatst dat de vervormingen alleen geleid tot de axiale offset van de buis op de steun.

Berekening van compensatoren

Nog steeds bevestigende pijpleidingen worden geproduceerd om de spontane verplaatsing van zijn expansie te voorkomen. Maar bij gebrek aan apparaten die de verlenging van pijpleidingen tussen vaste fixes waarnemen, zijn er hoge spanningen die buizen kunnen vervormen en vernietigen. Pijpverlengingcompensatie wordt gemaakt verschillende apparaten, het beginsel van werking ervan kan worden onderverdeeld in twee groepen: 1) radiale of flexibele apparaten die de verlenging van warmte-geleidende bochten (plat) of knippen (ruimtelijke) kromlijnige delen van leidingen of buigende speciale elastische inserts waarnemen verschillende vormen; 2) axiale apparaten van glijdende en elastische typen, waarin verlengingen worden waargenomen door telescopische beweging van leidingen of compressie van veerinzetstukken.

Flexibele compenserende apparaten zijn de meest voorkomende. De meest eenvoudige compensatie wordt bereikt door de natuurlijke flexibiliteit van de beurten van de pijplijn zelf, gebogen onder een hoek van niet meer dan 150 °.

Voor natuurlijke compensatie kunnen liften en zinken van leidingen worden gebruikt, maar de natuurlijke vergoeding is mogelijk niet altijd aanwezig. Het apparaat van kunstmatige compensatoren moet alleen worden aangepakt na gebruik van alle mogelijkheden van natuurlijke compensatie.

In rechtlijnige gebieden wordt de vergoeding van buisaangangen opgelost door speciale flexibele compensatoren van verschillende configuraties. Laruned Compensators, vooral met plooien, van allemaal flexibele compensatoren Ze hebben de grootste elasticiteit, maar als gevolg van de versterkte corrosie van het metaal in plooien en hoge hydraulische weerstand, wordt het zelden toegepast. Meer voorkomende P-vormige compensatoren met gelaste en gladde knieën; P-vormige compensatoren met vouwen, evenals gelegd, op de bovenstaande redenen worden minder vaak toegepast.

Het voordeel van flexibele compensatoren is dat ze geen onderhoud nodig hebben en voor hun instelling in niche vereist de constructie van camera's niet. Bovendien worden flexibele compensatoren overgedragen aan vaste ondersteuning van alleen de reactiesreacties. De nadelen van flexibele compensatoren omvatten: verhoogde hydraulische weerstand, verhoogde buisconsumptie, grote afmetingen, belemmeren hun gebruik in stedelijke pakkingen in de verzadiging van de route door de ondergrondse communicatie van de stad.

Lenscompensatoren behoren tot axiale compensatoren Elastisch type. De compensator is geassembleerd op het lassen van ijver gemaakt door te stampen van dun-headed hoge sterkte staalsoorten. Het compenserende vermogen van één semiteren is 5--6 mm. In het ontwerp van de compensator mag het 3-4 lenzen combineren, meer Het is ongewenst vanwege het verlies van elasticiteit en uitpuilende lenzen. Elke lens maakt een hoekige beweging van pijpen tot 2-3 ° mogelijk, zodat de Lenza-compensatoren kunnen worden gebruikt bij het leggen van netwerken op geschorste ondersteuning die grote leidingen creëren.

De axiale compensatie van het schuifsoort wordt gemaakt door de kliercompensatoren. Tot op heden zijn verouderde gietijzeren gietstructuren op flensverbindingen wijdverbreid, duurzaam en eenvoudig in de vervaardiging van het stalen gelaste ontwerp getoond in figuur 5.2.

Figuur 5.2. Niet-opblazen eenzijdige las slipcompensator: 1- Doelflens; 2 - Grundbux; 3 - Sushi-vulling; 4-tegenbonnen; 5 - een glas; 6 - lichaam; 7 - Overgang van de diameter

Compensatie van temperatuurextensies van pijpleidingen is toegewezen wanneer gemiddelde temperatuur Koelmiddel Meer + 50 ° C. Thermische bewegingen van warmtijnen zijn te wijten aan lineaire verlenging van leidingen wanneer ze worden verwarmd.

Voor een probleemloze werking van thermische netwerken is het noodzakelijk dat compenserende apparaten zijn ontworpen voor maximale pijpleidingen. Op basis hiervan wordt bij de berekening van de verlenging de temperatuur van het koelmiddel maximaal gemaakt en de temperatuur omringend - Minimaal en gelijk: 1) settlementstemperatuur buitenlucht bij het ontwerpen van verwarming - voor bovenkant Netwerken op open lucht; 2) de geschatte luchttemperatuur in het kanaal - voor kanaalpakking netwerken; 3) De temperatuur van de grond op de diepte van de verduistering van de carbonaatwarmtijnen bij de berekende temperatuur van de buitenlucht voor het ontwerp van verwarming.

We voeren de berekening van de P-vormige compensator uit, die zich bevindt tussen twee vaste steunen, op een sectie 2 van het warmtetwerk met een lengte van 62,5 m en pijpdiameters: 194x5 mm.

Figuur 5.3 Schema van P-vormige compensator

Bepalen warmtelongatie Pijplijn volgens de formule:

waarbij B - de lineaire coëfficiënt van lineaire verlenging van stalen leidingen is genomen, afhankelijk van de temperatuur, gemiddeld B \u003d 1,2? 10 -5 M /? C; T - de temperatuur van het koelmiddel,? C; T 0 \u003d -28? C - omgevingstemperatuur.

Rekening houdend met de pre-stretching voor volledige verlenging met 50%:

Door de grafische methode om thermische verlenging te kennen, wordt de diameter van de buis bepaald door de nomogram de lengte van de schouder van de P-vormige compensator, die 2,4 m is.