Практическая работа Расчет и выбор П-образного компенсатора.

Практическая работа №4.

 Тема:  Расчет и выбор П-образного компенсатора.

 Цель:  Изучить виды компенсаторов и научиться определять размеры П-образного компенсатора по номограмме.

Ход работы:

 Компенсация температурных деформа­ ций стальных трубопроводов имеет исклю­чительно важное значение в технике транс­порта теплоты.

Если в трубопроводе отсутствует ком­пенсация температурных деформаций, то при сильном нагревании в стенке трубопро­вода могут возникнуть большие разрушаю­щие напряжения.

 При повышении температуры трубы  длиной l на Δt удлинение должно составить

Δl = α Δt

где  α― коэффициент линейного удли­нения, 1/К    (для    углеродистой    стали

α  = 12*10-6 1/К).

 Если участок трубы защемлен и при на­ гревании не удлиняется, то его относитель­ное сжатие

      i= Δl / l = α Δt                      

 По своему характеру все компенсаторы  могут быть разбиты на две группы: осевые и радиальные.

 Осевые компенсаторы применяются для  компенсации температурных удлинений прямолинейных участков трубопровода.

Радиальная компенсация может быть использована при любой конфигурации трубопровода. Радиальная компенсация широко применяется на теплопроводах, прокладываемых на территориях промышленные предприятий, а при небольших диаметрах теплопроводов (до 200 мм) ― также и в городских тепловых сетях. На теплопроводах большого диаметра, прокладываемых под  городскими проездами, устанавливаются главным образом осевые компенсаторы.

Для безаварийной работы тепловых сетей необходимо, чтобы компенсирующие устройства  были  рассчитаны  на   максимальные удлинения трубопроводов.  Исходя  из этого при  расчете удлинений  температура  теплоносителя    принимается    максимальной,  а температура окружающей среды ― минимальной и равной: 1) расчетной температуре наружного воздуха при проектировании отопления― для   надземной   прокладки   сетей   на   открытом   воздухе; 2) расчетной температуре воздуха в канале ― для канальной прокладки сетей; 3)  температуре грунта на глубине заложения бесканальных теплопроводов при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления.

Пример.

 Найти размеры П-образного компенсатора, установленного на трубопроводе с наружным диаметром 273 мм. Расстояние между неподвижными опорами 110 м. Температура теплоносителя, t, 0С, температура окружающей среды t0, 0C. Радиус гнутья гладких отводов 1000 мм, толщина стенки трубы 8 мм, длина спинки компенсатора В, м, вылет компенсатора Н, м. Сила упругой деформации Рн  = 0,9 mс.

Решение.

Находим тепловое удлинение трубопровода между опорами:

Δl1=  α L (t -t0), где

L -длина трубопровода между неподвижными опорами, м

t - темпера­тура теплоносителя, 0С

t ― температура окружающей среды,  0С

α ― коэффициент линейного удлинения

Расчетное тепловое удлинение с учетом предварительной растяжки компенсатора определяем по формуле:

ΔХн = έ1 * Δl1, где

έ1 ― коэффициент, учитывающий предварительную растяжку компенсаторов =0,5.

Найдем фактическую длину прямых участков труб с каждой стороны компенсатора:

lпср = (L-В)/2.

 Нормативная длина прямых участков компенсатора lп  = 10 м.

Если фактическая длина прямых участков будет меньше нормативной длины, тогда необходимо вводить поправки на компенсирующую способность компенсатора, если фактическая длина будет больше нормативной, то поправки вводить не следует.

 По расчетному тепловому удлинению ΔХн  =200 мм  можно найти размеры компенсатора, пользуясь номограммой.

 Например : Длина стенки В=6 м  , вылет компенсатора Н=4,4м . Сила деформации компенсатора возрастает до 1,17 mс. Необходимо подобрать такие размеры компенсатора, при которых сила деформации будет минимальной.

Решение:

 По номограмме находим точку пересечения ΔХн  и В=6 м . По оси ординат находим вылет компенсатора, равный 5,4 м.

 На пересечении с  линией, учитывающей осевое усилие компенсаторов  Рк  при В=6м  находим силу упругой деформации Рк = 0,9 mс..

Контрольные вопросы.

1.     Назначение компенсаторов.

2.     В чем состоит особенность компенсации тепловых деформаций бесканальных теплопроводов?

3.     Принцип определения размеров П-образного компенсатора по номограмме.

                                                                                                                  Таблица

Номер варианта	Длина трубопровода между опорами L,м	Температура теплоносителя t, 0С	Коэф-т линейного удлинения α	Длина спинки В, м
1/2	100/110	210/260	0,010	2/3
3/4	105/115	205/255	0,012	4/6
5/6	120/113	215/250	0,018	8/10
7/8	122/114	220/245	0,020	12/14
9/10	125/130	225/240	0,020	16/18
11/12	135/127	230/235	0,025	20/22
13/14	133/140	255/215	0,023	3/10
15/16	105/120	240/220	0,010	8/14
17/18	108/122	245/255	0,012	18/16
19/20	110/130	235/260	0,015	2/6
21/22	100/120	255/225	0,010	3/10
23/24	108/118	245/215	0,017	8/18
25/26	110/130	230/220	0,020	14/20
27/28	105/125	240/230	0,020	6/22