Напряжение в трубопроводах от температурного удлинения при отсутствии компенсаторов

Если в трубопроводе отсутствует компенсация температурных удлинений, то при достаточно сильном нагреве в его стенке могут возникнуть большие разрушающие напряжения, его значения могут быть рассчитаны по закону Гука. , - модуль упругости Юнга, i – относительная температурная деформация . При повышении t трубы длиной L на t, ее температурное удлинение определяется следующим образом, , - перепад температур

, - температура теплоносителя, - при надземной прокладке t окружающего воздуха, - при подземной прокладке t грунта, - коэффициент температурного удлинения, 1/^оС. Если участок трубы защемлен с обеих сторон и при нагревании не удлиняется, то его относительное сжатие определяется по формуле , , тогда напряжение, возникающее в стенке трубы , , Мпа Усилие сжатия, которое возникает в этом трубопроводе , - площадь поперечного сечения. Большие усилия способны деформировать и разрушать трубопровод, поэтому их необходимо компенсировать. Способы компенсации различны, но по характеру действия все компенсаторы могут быть разделены на 2 группы: осевые и радиальные. Радиальная компенсация. При радиальной компенсации термическая деформация трубопроводов воспринимается за счет изгиба специальных эластичных вставок или отдельных участков самого трубопровода (плоские конструкции) или за счет их кручения (объемные конструкции).

1. Естественная компенсация (самокомпенсация), осуществляется за счет естественных углов поворота трассы.

Достоинства: Простота, наиболее дешевые, нет необходимости в уходе и осмотре, разгруженность неподвижных опор от сил внутреннего давления.

Недостатки: Боковое смещение трубопровода требует при бесканальном способе прокладки установку канала, чтобы обеспечить боковое удлинение. При канальной увеличение ширины канала затрудняет возможность применения засыпной тепловой изоляции

2. П-образный компенсатор Эти компенсаторы получили наибольшее распространение и применяются во всех случаях, когда нет возможности применить самокомпенсацию. Применяются независимо от способа прокладки и d трубопровода. Такие компенсаторы изготавливают при помощи гнутых, крутоизогнутых или сварных отводов. Сварные применяются при d>500мм. В зависимости от отклонения длины прямой вставки различают 3 типа компенсаторов:

С большим вылетом L=0,5h

со средним вылетом L=h

С малым вылетом L=2h

Наибольшей компенсирующей способностью обладают компенсаторы 1 типа, причем компенсирующая способность компенсаторов из крутоизогнутых отводов будет больше, чем у компенсаторов с такими же габаритами из гнутых отводов. П-образные компенсаторы устанавливают между неподвижными опорами в середине пролета, как правило горизонтально, но если не хватает площади их можно ставить вертикально или под углом. Компенсирующую способность П-образных компенсаторов можно увеличить в 2 раза при предварительном растяжении в холодном состоянии во время монтажа на величину . ,

растянутый

В общем случае величину холодной растяжки горячего состояния определяют по формуле , - коэффициент, учитывающий релаксацию температурных напряжений, как правило, для тепловых сетей =0,5 (определяется по СНиП «Тепловые сети» в зависимости от d, параметров теплоносителя и т.д.). Достоинства: Простота и надежность, разгруженность неподвижных опор от сил внутреннего P, нет необходимости в дополнительном уходе и осмотре. Недостатки: Увеличивается гидравлическое сопротивление, дополнительный расход труб на сооружение П-образных компенсаторов, ограничено применение в условиях городской застройки, возможен сход с подвижной опоры, если есть боковое перемещение при канальной и подземной прокладке.

3. Нестандартные гибкие компенсаторы

Лирообразные

Прокладка тепловой сети «Елочкой»

По сравнению с П-образными компенсаторами, S-образные компенсаторы имеют большую компенсирующую способность и меньшие габариты. Лиро и омега-образные компенсаторы изготавливают кустарно.

Date: 2015-09-18; view: 942; Нарушение авторских прав