Proračun dilatacijskih spojeva u obliku slova U. Proračun toplinskog širenja cjevovoda

Početni podaci:

prečnik cevi sa savijenim krivinama sa radijusom R = 1 m, temperatura rashladnog sredstva  = 110 ° C, i temperature tla t gr.= 4 ° C;

1. Linearno produženje kompenziranog dijela toplinske cijevi.

∆L = a * l (t 1 -t VC ), mm

∆L = 1,2 0,01 (110 - ( - 25)) 48 = 81,64

Uzimajući u obzir prethodno rastezanje dilatacije

∆X = ε *∆ L

∆X =0.5 81,64 = 40,82

Proračun je izvršen za presjek 11 s promjerom cijevi 0,07

3. Tehnološki dio

3.1 Opis projektovanog sistema za snabdevanje toplotom

U toku projekta projekat je otvoren. centralizovano. vode. zavisni sistem vozila koji se sastoji od tri elementa:

Izvor toplote

Potrošači topline

Grejne mreže

Otvoreni sistemi opskrbe toplinom su sustavi u kojima se topla voda crpi za potrebe potrošača izravno iz toplinske mreže. U tom slučaju unos vode može biti djelomičan ili potpun. Topla voda preostala u sistemu koristi se za grijanje i ventilaciju. U tom se slučaju potrošnja vode u toplinskoj mreži kompenzira dodatnom količinom vode koja se dovodi u toplinsku mrežu. Glavna prednost otvorenog sistema opskrbe toplinom je njegova ekonomska korist. Proizvodnja toplinske energije provodi se na sljedeći način: shema kotlovnice sa toplom vodom.

Prema uvjetima za sprječavanje korozije metala, temperatura vode na ulazu u kotao pri radu na plinsko gorivo mora biti najmanje 60 ° C kako bi se izbjegla kondenzacija vodene pare sadržane u dimnim plinovima. Budući da je temperatura povratne vode gotovo uvijek ispod ove vrijednosti, u kotlovnicama sa čeličnim kotlovima dio tople vode se dovodi u povratni vod pomoću pumpe za recirkulaciju. Dopunska voda ulazi u razdjelnik mrežne pumpe iz spremnika (crpka koja kompenzira potrošnju vode kod potrošača). Početna voda koju pumpa isporučuje prolazi kroz grijač, filtere za kemijsku obradu vode, a nakon omekšavanja kroz drugi grijač, gdje se zagrijava na 75-80 ° C. Tada voda ulazi u kolonu vakuumskog odzračivača. Vakuum u odzračivaču održava se usisavanjem mješavine zraka i pare iz stupa odzračivača pomoću izbacivača mlaza vode. Radni fluid izbacivača je voda koju pumpa dovodi iz rezervoara izbacivača. Smjesa pare i vode uklonjena iz glave odzračivača prolazi kroz izmjenjivač topline - hladnjak pare. U ovom izmjenjivaču topline dolazi do kondenzacije vodene pare, a kondenzat se vraća natrag u kolonu odzračivača. Odzračena voda teče gravitacijom do crpke za dopunu, koja je isporučuje do usisnog razvodnika mrežnih pumpi ili do spremnika za nadopunjenu vodu.

Zagrijavanje u izmjenjivačima topline kemijski obrađene i izvorske vode vrši se vodom koja dolazi iz kotlova. U mnogim slučajevima pumpa instalirana na ovom cjevovodu (prikazana isprekidanom linijom) koristi se i kao pumpa za recirkulaciju. Ako je kotlovnica za grijanje opremljena parnim kotlovima, onda se topla voda za sustav grijanja dobiva u površinskim parnim grijačima. Parni grijači vode najčešće su samostojeći, ali se u nekim slučajevima koriste i grijači koji su uključeni u cirkulacijski krug kotla, kao i ugrađeni na kotlovima ili ugrađeni u kotlove. Projekt je usvojio shemu za kombinirano povezivanje sistema grijanja i tople vode, prema principu spregnute regulacije (vidi Tabelu 2). Praćenje toplinske energije se vrši oko dvije vodovodne mreže, slijepe mreže grijanja (vidi List 1.2) ). Dužina toplovodnih mreža od kotlovnice do najudaljenijeg potrošača iznosi 262 m. Promjer cjevovoda odabire se u skladu s hidrauličkim proračunom (vidi odlomak 2.4) i kreće se od 50 do 380 mm. Dilatacijski spoj u obliku slova U ugrađen je duž rute vozila u odjeljcima 9 i 11. Za distribuciju topline, njeno mjerenje duž trase, osiguravaju je čvorovi cjevovoda na kojima su ugrađeni ventili. Tokom sovjetskog perioda, otprilike 50% svih sistema za opskrbu toplinom bilo je otvorenog tipa. Postoji nekoliko nedostataka takvog sistema. Prije svega - niska sanitarna i higijenska kvaliteta vode. Uređaji za grijanje, cjevovodne mreže daju boju vode, miris, pojavljuju se razne nečistoće i bakterije. Za pročišćavanje vode u otvorenom sistemu koriste se različite metode, ali njihova upotreba smanjuje ekonomski učinak.

3.2 Rad sistema za snabdevanje toplotom.

Skup radova za održavanje sistema opskrbe toplinom u dobrom stanju i njegovu upotrebu prema namjeni. U velikim gradovima i industrijskim regijama stvaraju se posebna poduzeća za rad toplinskih mreža iz okružnih kotlovnica, kotlovnica i toplovodnih mreža iz njih. Organizaciona struktura poslovanja preduzeća za snabdijevanje toplinom ovisi o njihovom kapacitetu, prirodi potrošača i izvorima topline. Takve strukturne jedinice kao što su mrežna područja, inženjerske usluge i proizvodno -tehnički odjeli izravno su povezane s radom. Glavna proizvodno -tehnička jedinica je mrežni okrug, koji obavlja sve operacije mreža i njihovih struktura, provodi toplinski nadzor potrošača, distribuira i obračunava toplinu. Mrežni okruzi imaju osoblje popisivača mreže i toplovodnih mjesta, osoblje za popravke i podešavače. Operativne aktivnosti okruga u odnosu na potrošače obavlja dežurno osoblje koje radi non -stop. Pomoć u umreženim područjima sljedeće inženjerske usluge: popravak toplinskih mreža, hitna oporaba sistema opskrbe toplinskom energijom, električni objekti, priključci, otpremanje, termički pregled, proizvodna laboratorija, instrumentacija i automatizacija, odjel ACS. Otpremna služba i odjel ACS stvoreni su za dispečersku kontrolu opskrbe toplinskom energijom i funkcioniranje automatiziranog dispečerskog sistema upravljanja za centralizirano opskrbu toplinskom energijom i automatiziranog sustava upravljanja za tehnološke procese centraliziranog opskrbe toplinom. Za održavanje udruženja toplinske i električne energije stvaraju se baze za popravak i proizvodnju koje osiguravaju: srednje i velike popravke opreme, obnovu građevinskih konstrukcija toplinskih mreža; radovi na hitnom oporavku uz pomoć mobilnih timova; podešavanje i ispitivanje opreme za kotlovnice, crpne stanice, toplane; proizvodnja rezervnih dijelova i proizvoda; skladištenje uređaja, materijala, opreme. Tokom rada sistema za opskrbu toplinom, sistematska hidraulična i temperaturna ispitivanja su od velike važnosti. Svrha hidrauličkih ispitivanja je identificiranje područja toplovoda koji su prošli vanjsku ili unutarnju koroziju. Svake godine, ljeti, svi toplovodi se testiraju na nepropusnost i čvrstoću pomoću stacionarnih tačaka za ispitivanje pritiska i pokretnih presa za pumpu. Svrha ispitivanja temperature je provjeriti čvrstoću opreme grijaće mreže u uvjetima temperaturnih deformacija i utvrditi stvarni kompenzacijski kapacitet dilatacijskih spojeva mreže. Tijekom ispitivanja temperatura vode u dovodnim cjevovodima održava se jednakom izračunatoj, u povratnim cjevovodima - ne višom od 90 ° C. Svi novopriključeni i rekonstruirani sustavi potrošnje topline moraju se izvoditi u skladu s važećim Pravilima o izgradnji i sigurnom radu cjevovoda za paru i toplu vodu, drugim pravilima Gosgortekhnadzora Rusije, Pravilima o radu instalacija koje troše toplinu i topline mreže potrošača, Sigurnosna pravila za rad instalacija koje troše toplinu i toplinske mreže potrošača, građevinski propisi i propisi (SNiP), ova pravila, a također su dostavljena i projektna i tehnička dokumentacija.

Prije puštanja u rad novih toplinskih mreža i sustava potrošnje topline moraju se provesti njihova prihvatna ispitivanja i mora ih prihvatiti kupac od instalacijske organizacije u skladu s aktom u skladu s važećim pravilima, nakon čega se moraju predočiti na pregled i prijem državnih energetskih vlasti u rad, nadzor i organizaciju opskrbe toplinskom energijom. Projektna i izgrađena dokumentacija moraju se podnijeti istovremeno.

Prijem sistema za potrošnju topline zgrada u izgradnji i toplinskih mreža u privremeni rad dopušten je pod uvjetom da se radovi izvode prema odobrenoj shemi pokretanja i zaključenju ugovora o opskrbi toplinskom energijom.

Prijem sistema za potrošnju topline i toplinskih mreža u stalni i privremeni rad moguć je samo ako postoji obučeno osoblje koje je položilo provjeru znanja u skladu s utvrđenom procedurom, te imenovanjem po nalogu preduzeća (organizacije) osoba odgovorna za toplotnu ekonomiju koja je položila provjeru znanja u skladu sa utvrđenom procedurom.

Lista izvora informacija.

SNiP 2.01.01-82 Građevinska klimatologija i geofizika 1982

SNiP 41-02-2003 Mreže za grejanje.2003.

SNiP 2.04.01-85 *. Unutrašnji vodovod i kanalizacija zgrada. 1985

SNiP 41-03-2003 Toplinska izolacija opreme cjevovoda, 2003

SNiP 23-01-99 Građevinska klimatologija 1999

GOST 21.605-82. Radni crteži toplinskih mreža (termički mehanički dio). 1986

E.Ya.Sokolov., Mreže za grijanje i grijanje; M., Energoizdat, 2009., -472

B.N. Golubkov., Oprema za grijanje i opskrba toplinom industrijskih preduzeća - M., Energia, 2008

Manyuk V.I., Kaplinsky Ya.I., Khizh E.B. Itd. Prilagođavanje i rad mreža za grijanje vode: Priručnik. Izdanje 4 Id: Doe., 2009, -432.

Borovkov V.M. Popravak opreme za grijanje i toplinskih mreža (1. izdanje) Udžbenik., ID: Lan., 2011, -208 (marka SPO)

Referentna knjiga o toplinskoj tehnici. Uredili V.N. Grenev i P. D. Lebedev. M., "Energija", 1975.

R.V. Shchekin priručnik o opskrbi toplinom i ventilaciji, tom I, K., "Budivelnik", 1976

Ovo uputstvo (RD) primjenjuje se na čelične cjevovode vodovodnih mreža s radnim tlakom do 2,5 MPa i radnom temperaturom do 200 ° C i parne cjevovode s radnim tlakom do 6,3 MPa i radnom temperaturom od do 350 ° C, položeno na nosače (nadzemno i u zatvorenim kanalima), kao i bez kanala u tlu. RD predviđa određivanje debljine stijenke savijanja, t-profila i spojeva na temelju uvjeta osiguranja njihove nosivosti od djelovanja unutarnjeg pritiska, kao i procjenu statičke i ciklične čvrstoće cjevovoda.

Snip -85

Prilikom izračunavanja nosača treba uzeti u obzir dubinu smrzavanja ili odmrzavanja tla, deformaciju tla (oticanje i slijeganje), kao i moguće promjene svojstava tla (u granicama percepcije opterećenja), ovisno o godišnjem dobu , temperaturni režim, odvodnjavanje ili zalijevanje područja uz trasu i drugi uslovi. 8.43. Opterećenja na nosačima koja proizlaze iz utjecaja vjetra i promjena duljine cjevovoda pod utjecajem unutarnjeg tlaka i promjene temperature stijenki cijevi trebaju se odrediti ovisno o usvojenom sistemu polaganja i kompenzacije uzdužnih deformacija cjevovoda, uzimajući u obzir otpor kretanju cjevovoda na nosačima.

Proračun dilatacijskih spojeva u obliku slova U

Kako bi se nadoknadila toplinska proširenja, dilatacijski spojevi u obliku slova U najčešći su u toplinskim mrežama i elektranama.

Unatoč brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u sustave grijanja s polaganjem kanala), značajni hidraulički gubici (u usporedbi s kutijom za punjenje i mijehom); Dilatacijski spojevi u obliku slova U također imaju niz prednosti.

Glavne prednosti su jednostavnost i pouzdanost.

Proračun dilatacije U-oblika

promjer cijevi sa savijenim krivinama radijusa R = 1 m.

domet l = 5 m; temperatura rashladnog sredstva t = 150 ° C, i temperatura unutar komore t vk. = 19,6 ° C; dozvoljeno kompenzacijsko naprezanje u cjevovodu s add = 110 MPa. Sustavi grijanja i daljinskog grijanja važna su karika u energetskoj ekonomiji i inženjerskoj opremi u gradovima i industrijskim područjima.

Cijevi su najbolji izbor

Dizajn cjevovoda izrađen od polipropilena za sisteme opskrbe hladnom i toplom vodom izvodi se u skladu sa propisima građevinskih propisa i propisa (SNiP) 2.04.01 85 "Unutrašnje vodoopskrbe i kanalizacije zgrada", uzimajući u obzir specifičnosti polipropilenskih cijevi.

Izbor vrste cijevi vrši se uzimajući u obzir radne uvjete cjevovoda: tlak, temperaturu, potreban vijek trajanja i agresivnost transportirane tekućine. Prilikom transporta korozivnih tečnosti treba primijeniti uslove rada cjevovoda prema tabeli.

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 promjena u promjeru cjevovoda.

Gubitak hidraulične glave u cijevi određeno nomogramima.

Strana 7); Poboljšanje toplotnog i hidrauličkog režima sistema za snabdijevanje toplinom

Uzdužno kompenzacijsko naprezanje savijanjem u točki krutog pričvršćivanja manjeg kraka b (a) = 45,53 MPa Uzdužno kompenzacijsko naprezanje savijanjem u točki krutog pričvršćivanja većeg kraka b (b) = 11,77 MPa Savijanje uzdužnog kompenzacijskog naprezanja u mjestu savijanja b (c) = 20,53 MPa.

Kao proračuni uzimaju se rezultati programa Px = 1287,88 H. Pri određivanju normativnog horizontalnog opterećenja na nepomičnom nosaču treba uzeti u obzir: neuravnotežene sile unutarnjeg pritiska pri upotrebi dilatacijskih spojnica, u područjima sa zapornim ventilima , prijelazi, kutovi rotacije, utikači; također je potrebno uzeti u obzir sile trenja u pokretnim nosačima i na tlu za polaganje bez kanala, kao i reakcije dilatacijskih spojeva i samokompenzaciju.

Mrežni proračun dilatacije u obliku slova L

Izvođenje proračuna prema START programima osigurava pouzdanost i sigurnost u radu cjevovodnih sistema za različite namjene, olakšava odobrenje projekta regulatornim tijelima (Rostekhnadzor, Glavsgosexpertiza) i smanjuje troškove i vrijeme puštanja u rad.

START je razvilo OOO NTP Truboprovod, stručna organizacija Rostekhnadzora. Postoji certifikat o usklađenosti Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo.

Kako bi se nadoknadila toplinska proširenja, dilatacijski spojevi u obliku slova U najčešći su u toplinskim mrežama i elektranama. Unatoč brojnim nedostacima, među kojima se mogu izdvojiti: relativno velike dimenzije (potreba za ugradnjom kompenzacijskih niša u sustave grijanja s polaganjem kanala), značajni hidraulički gubici (u usporedbi s 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 kompenzatora je najbolje proučena i opisana u obrazovnoj, metodološkoj i referentnoj literaturi. Unatoč tome, mladim inženjerima koji nemaju specijalizirane programe često je teško izračunati dilatacijske spojeve. To je prvenstveno posljedica prilično složene teorije, s prisustvom velikog broja korekcijskih faktora i, nažalost, s prisustvom pravopisnih pogrešaka i netočnosti u nekim izvorima.

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

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

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

gdje: s- debljina zida savijanja,

D n- vanjski promjer krivine;

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

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

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

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

S x = 0, J xy = 0.

Iz (1) dobivamo elastičnu silu odskoka Px:

Pokret se može tumačiti kao kompenzacijski kapacitet kompenzatora:

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

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

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

L uch- dužina kompenzirane dionice.

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

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

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

gdje: l - karakteristika savijanja.

Ovdje: R- radijus savijanja.

gdje: b- kut savijanja (u stupnjevima).

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

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

Ovdje: R e - ekvivalentni polumjer zavarenog zavoja.

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

Treba napomenuti da je u, koeficijent k ? 1.

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

gdje TO R- koeficijent fleksibilnosti bez uzimanja u obzir ograničenja deformacije krajeva savijenog dijela cjevovoda; o - koeficijent koji uzima u obzir ograničenje deformacije na krajevima zakrivljenog presjeka.

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

Količina TO str određeno formulom:

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

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

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

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

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

gdje: L NS- smanjena dužina osi kompenzatora,

y s- koordinata težišta kompenzatora:

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

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

H = (m + 2) R.

Maksimalno naprezanje u presjeku zida cijevi određeno je formulom:

gdje: m1 - korekcijski faktor (sigurnosni faktor), uzimajući u obzir povećanje naprezanja u savijenim presjecima.

Za savijene zavoje, (17)

Za zavarene zavoje. (osamnaest)

W- moment otpora grane:

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

Želio bih odmah primijetiti da je 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.

Slika 2.

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

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

Jednačine prikazuju geometrijske komponente, vidi sliku 2:

Komponente otpornih sila, 1 / m 2:

Momenti inercije oko centralnih osa x, y.

Parametar čvrstoće A, m:

[y sk] - dopušteni kompenzacijski napon,

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

za cjevovode koji se nalaze u okomitoj ravnini prema formuli:

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

D- unutrašnji prečnik,

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

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

TO R * = 1 / K R *.

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

Slika 3.

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

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

da biste to učinili, potrebno je da:

To je zaista slučaj ako stavimo

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

Za praktične proračune, koristio bih drugu jednadžbu u (20) u poznatijem i prikladnijem obliku:

gdje je A 1 = A [y ck].

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

Očigledne prednosti tehnike u usporedbi s njom je njena velika svestranost. Kompenzator na slici 2 može biti asimetričan; normativnost omogućuje izračunavanje kompenzatora ne samo za toplinske mreže, već i za kritične cjevovode visokog pritiska koji su u registru RosTekhNadzora.

Izvršimo usporednu analizu rezultata izračunavanja kompenzatora u obliku slova U prema metodama ,. Postavimo sljedeće početne podatke:

a) za sve dilatacije: materijal - čelik 20; P = 2,0 MPa; E t= 2x 10 5 MPa; t? 200 °; utovar - prethodno rastezanje; savijeni zavoji prema OST 34-42-699-85; dilatacijski spojevi nalaze se vodoravno, izrađeni od cijevi s krznom. obrada;
b) projektni dijagram sa geometrijskim oznakama prema slici 4;

Slika 4.

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

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

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

Samokompenzacija grijaćih mreža i dodatnih kompenzacijskih elemenata

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

U-oblik;

objektiv;

kutija za punjenje;

valovita.

Metode izrade dilatacijskih spojeva u obliku slova U

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

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

Ako dilatacijski spoj treba biti sastavljen od dva sastavna dijela, tada se šav nalazi na takozvanom prevjesu.

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

Kad ima sedam dijelova, onda bi četiri od njih trebala biti laktovi, a ostala tri bi trebala biti mlaznice.

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

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

Prednosti i nedostaci dotičnih proizvoda

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

Proizvodi u obliku slova U dobri su po tome što im nije potrebna kontrola tokom rada. To ih razlikuje od proizvoda tipa žlijezda, za čije održavanje su potrebne posebne komore za grane. Međutim, za uređenje dilatacijskih spojeva u obliku slova U potrebno je malo prostora, a u gusto izgrađenom gradu to se ne nalazi uvijek.

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

Proračuni za dilatacijske spojeve u obliku slova U

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

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

cjevovod je izrađen od čeličnih cijevi;

kroz njega protiče voda ili para;

pritisak unutar cjevovoda ne prelazi 16 bara;

temperatura radnog okruženja ne više od 2000 stepeni Celzijusa

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

cjevovod je u vodoravnom položaju;

pritisak vjetra i druga opterećenja ne djeluju na cjevovod.

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

I još jedan važan dodatak. Prilikom izračunavanja promjene cjevovoda pod utjecajem topline, kao osnova se uzima najviša temperatura transportirane vode ili pare, a temperatura okoline, naprotiv, postavlja se na minimum.

Montaža dilatacijskih spojeva

Potrebno je sastaviti dilatacijske spojeve na postolju ili na apsolutno ravnoj čvrstoj platformi, gdje će biti prikladno izvesti zavarivanje i ugradnju. Počevši s radom, morate točno iscrtati os budućeg P-presjeka i instalirati upravljačke svjetionike za elemente dilatacije.

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

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

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

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

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

Ugradnja nosača

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

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

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