İstilik şəbəkələrində temperaturun uzadılmasının kompensasiya üsulları. Temperatur deformasiyalarının kompensasiyası
190. Temperatur deformasiyalarını boru kəməri marşrutunu döndərməklə və əyməklə kompensasiya etmək tövsiyə olunur. Özünü kompensasiya ilə məhdudlaşdırmaq mümkün deyilsə (əhəmiyyətli uzunluqdakı tamamilə düz hissələrdə və s.), Boru kəmərlərində U formalı, obyektiv, dalğalı və digər kompensatorlar quraşdırılır.
olduğu hallarda layihə sənədləri buxarla təmizləmə təmin edilir və ya isti su, bu şərtlər üçün kompensasiya qabiliyyətinə etibar etmək tövsiyə olunur.
192. Bütün kateqoriyaların texnoloji boru kəmərləri üçün U formalı genişləndirici birləşmələrdən istifadə etmək tövsiyə olunur. Onları ya bərk borulardan əyilmiş, ya da əyilmiş, dik əyilmiş və ya qaynaqlı döngələrdən istifadə etmək tövsiyə olunur.
Kompensatorun ilkin uzanması (sıxılması) halında, onun dəyərinin dizayn sənədlərində göstərilməsi tövsiyə olunur.
193. P- üçün obrazlı kompensatorlar Təhlükəsizliyə görə, tikişsiz borulardan əyilmiş döngələrin, tikişsiz və qaynaqlı düz tikişli borulardan isə qaynaqlı döngələrin hazırlanması tövsiyə olunur.
194. Müraciət edin su və qaz boruları U formalı genişləndirici birləşmələrin istehsalı üçün tövsiyə edilmir, lakin genişləndirici birləşmələrin düz hissələri üçün spiral tikişi olan elektrik qaynaqlarına icazə verilir.
195. Təhlükəsizliyə görə, ümumi yamacı müşahidə etməklə, U-şəkilli genişləndirici birləşmələrin üfüqi şəkildə quraşdırılması tövsiyə olunur. Əsaslandırılmış hallarda (məhdud sahə ilə) onlar müvafiq ox ilə yuxarı və ya aşağı bir döngə ilə şaquli olaraq yerləşdirilə bilər. drenaj cihazıən aşağı nöqtədə və hava çıxışlarında.
196. Quraşdırmadan əvvəl boru kəmərlərinin sabit dayaqlara bərkidilməsindən sonra çıxarılan aralayıcı qurğularla birlikdə boru kəmərlərində U formalı kompensatorların quraşdırılması tövsiyə olunur.
197. Normativ-texniki sənədlərə uyğun olaraq, texnoloji boru kəmərləri üçün linzalı genişləndirici birləşmələrin, eksenel, eləcə də menteşəli linzaların genişləndirici birləşmələrindən istifadə edilməsi tövsiyə olunur.
198. Kondensasiya qazları olan üfüqi qaz kəmərlərində linza kompensatorlarını quraşdırarkən təhlükəsizlik baxımından hər bir linza üçün kondensat drenajının təmin edilməsi tövsiyə olunur. Üçün əlaqə drenaj borusu Təhlükəsizlik baxımından onu tikişsiz borudan hazırlamaq tövsiyə olunur. Kompensatorun hər tərəfindəki üfüqi boru kəmərlərinə daxili qolu olan linza kompensatorlarını quraşdırarkən, təhlükəsizlik baxımından kompensatordan 1,5 DN-dən çox olmayan məsafədə bələdçi dayaqlarının quraşdırılması tövsiyə olunur.
199. Boru kəmərlərinin quraşdırılması zamanı təhlükəsizlik baxımından kompensasiya qurğularının əvvəlcədən dartılması və ya sıxılması tövsiyə olunur. Kompensasiya qurğusunun ilkin uzanma (sıxılma) miqdarının layihə sənədlərində və boru kəmərinin pasportunda göstərilməsi tövsiyə olunur. Dartma miqdarı quraşdırma zamanı temperatur nəzərə alınmaqla düzəliş miqdarı ilə dəyişdirilə bilər.
200. Texnoloji boru kəmərlərində quraşdırılacaq genişləndirici birləşmələrin keyfiyyətinin pasport və ya sertifikatlarla təsdiq edilməsi tövsiyə olunur.
201. Kompensator quraşdırarkən boru kəmərinin pasportuna aşağıdakı məlumatları daxil etmək tövsiyə olunur:
Kompensatorun texniki xüsusiyyətləri, istehsalçısı və istehsal ili;
Aralarındakı məsafə sabit dayaqlar, kompensasiya, əvvəlcədən uzanan məbləğ;
Kompensatorun quraşdırılması zamanı ətraf havanın temperaturu və quraşdırma tarixi.
202. U-şəkilli, L-şəkilli və hesablanması Z formalı genişləndirici birləşmələr NTD tələblərinə uyğun olaraq istehsal etmək tövsiyə olunur.
Polad boru kəmərlərinin temperatur deformasiyaları üçün kompensasiya müstəsnadır vacibdir istilik nəqli texnologiyasında.
Boru kəmərində temperatur deformasiyaları üçün kompensasiya yoxdursa, güclü istilik ilə boru kəmərinin divarında böyük dağıdıcı gərginliklər yarana bilər. Bu gərginliklərin qiyməti Huk qanunundan istifadə etməklə hesablana bilər
, (7.1)
Harada E- uzununa elastiklik modulu (polad üçün E= 2 10 5 MPa); i- nisbi deformasiya.
Temperatur artdıqca boru uzunluğu l haqqında Dt uzanma olmalıdır
burada a xətti uzanma əmsalıdır, 1/K (karbon polad üçün a= 12-10 -6 1/K).
Borunun bir hissəsi sıxılırsa və qızdırıldıqda uzanmazsa, onun nisbi sıxılması
Birgə məhluldan (7.1) və (7.3) boru kəmərinin düz sıxılmış (kompensatorsuz) hissəsini qızdırarkən polad boruda yaranan sıxılma gərginliyini tapmaq olar.
Polad üçün s= 2,35 D t MPa.
(7.4)-dən göründüyü kimi, boru kəmərinin sıxılmış düz hissəsində yaranan sıxılma gərginliyi boru kəmərinin diametrindən, divarının qalınlığından və uzunluğundan asılı deyil, yalnız materialdan (elastik modul və xətti uzanma əmsalı) asılıdır. və temperatur fərqi.
Düz boru kəmərinin kompensasiya edilmədən qızdırılması zamanı yaranan sıxılma qüvvəsi düsturla müəyyən edilir
, (7.5)
Harada f- kvadrat en kəsiyi boru kəmərinin divarları, m2.
Təbiətinə görə bütün kompensatorları iki qrupa bölmək olar: eksenel Və radial.
Eksenel kompensatorlar boru kəmərinin düz hissələrinin istilik genişlənməsini kompensasiya etmək üçün istifadə olunur.
Radial kompensasiya istənilən boru kəməri konfiqurasiyasında istifadə edilə bilər. Radial kompensasiya ərazilərdə çəkilmiş istilik boru kəmərlərində geniş istifadə olunur sənaye müəssisələri, və kiçik diametrli istilik boru kəmərləri ilə (200 mm-ə qədər) - həm də şəhər istilik şəbəkələrində. Şəhər keçidlərinin altına çəkilmiş böyük diametrli istilik boru kəmərlərində onlar əsasən quraşdırılır eksenel genişləndirici birləşmələr.
Eksenel kompensasiya. Praktikada iki növ eksenel kompensator istifadə olunur: omental və elastik.
Şəkildə. Şəkil 7.27 birtərəfli doldurma qutusu kompensatorunu göstərir. Şüşə 1 və kompensatorun gövdəsi 2 arasında omental möhür 3 var. Sıxlığı təmin edən omental bağlama dayaq halqası 4 və yer zolağı 5 arasında sıxışdırılır. Adətən bağlama asbest halqalardan hazırlanır. kvadrat bölmə, qrafitlə hopdurulmuşdur. Kompensator boru kəmərinə qaynaqlanır, buna görə də onu xəttə quraşdırmaq flanş birləşmələrinin sayının artmasına səbəb olmur.
düyü. 7.27. Birtərəfli doldurma qutusu kompensatoru:
1 - şüşə; 2 - bədən; 3 - qablaşdırma; 4 - itələmə halqası; 5 - əsas kitab
Şəkildə. Şəkil 7.28-də ikitərəfli doldurma qutusu kompensatorunun en kəsiyi göstərilir. Bütün növ bezlərin genişləndirici birləşmələrinin dezavantajı əməliyyat zamanı sistematik və diqqətli qulluq tələb edən bezdir. Doldurma qutusundakı qablaşdırma köhnəlir, zamanla elastikliyini itirir və soyuducu sızmağa başlayır. Bu hallarda yağ möhürünün bərkidilməsi müsbət nəticə vermir, ona görə də müəyyən müddətdən sonra yağ möhürlərini dayandırmaq lazımdır.
düyü. 7.28. İkitərəfli doldurma qutusu kompensatoru
Bütün növ elastik kompensatorlar bu çatışmazlıqdan azaddır.
Şəkildə. Şəkil 7.29-da üç dalğalı körüklü kompensatorun bölməsi göstərilir. Hidravlik müqaviməti azaltmaq üçün körük bölməsinin içərisində hamar bir boru qaynaqlanır. Körük bölmələri adətən alaşımlı poladdan və ya ərintilərdən hazırlanır.
Ölkəmizdə körüklü genişləndirici birləşmələr 08Х18Н10Т poladdan hazırlanır.
düyü. 7.29. Üç dalğalı körüklü kompensator
Körüklü genişləndirici birləşmələrin kompensasiya qabiliyyəti adətən sınaq nəticələri ilə müəyyən edilir və ya istehsalçının məlumatlarına əsasən qəbul edilir. Böyük istilik deformasiyalarını kompensasiya etmək üçün bir neçə körük bölməsi ardıcıl olaraq birləşdirilir.
Körüklü genişləndirici birləşmələrin eksenel reaksiyası iki şərtin cəmidir
, (7.6)
Harada s üçün-dən eksenel reaksiya temperatur kompensasiyası, boru kəmərinin istilik genişlənməsi zamanı dalğa deformasiyası nəticəsində yaranan, N; s d– daxili təzyiqin yaratdığı eksenel reaksiya, N.
Daxili təzyiqin təsiri altında körüklərin deformasiyaya qarşı dayanıqlığını artırmaq üçün, daha böyük diametrli borudan hazırlanmış kompensator gövdəsində körük hissələrini müvafiq şəkildə yerləşdirməklə daxili təzyiqdən boşaldılmış genişləndirici birləşmələr hazırlanır. Bu kompensator dizaynı Şəkildə göstərilmişdir. 7.30.
düyü. 7.30. Balanslaşdırılmış körük kompensatoru:
l p – uzanmış vəziyyətdə uzunluq; lсж – sıxılmış uzunluq
Temperatur deformasiyalarını kompensasiya etmək üçün perspektivli bir üsul özünü kompensasiya edən boruların istifadəsi ola bilər. Zolaqdan spiral qaynaqlı boruların istehsalında sac metalüzərinə rulonla təxminən 35 mm dərinlikdə uzununa bir yiv çəkilir. Belə bir təbəqəni qaynaq etdikdən sonra, yiv boru kəmərinin temperatur deformasiyasını kompensasiya edə bilən spiral büzmə halına gəlir. Belə boruların eksperimental sınaqları müsbət nəticələr göstərmişdir.
Radial kompensasiya. Radial kompensasiya ilə boru kəmərinin istilik deformasiyası xüsusi elastik əlavələrin əyilmələri və ya boru kəmərinin özünün ayrı-ayrı hissələrinin marşrutunun təbii dönüşləri (əyilmələri) ilə qəbul edilir.
İstilik deformasiyalarını kompensasiya etmək üçün praktikada geniş istifadə olunan ən son üsul deyilir təbii kompensasiya. Bu növ kompensasiyanın digər növlərə nisbətən üstünlükləri: dizaynın sadəliyi, etibarlılığı, nəzarət və texniki xidmətə ehtiyacın olmaması, sabit dayaqların daxili təzyiq qüvvələrindən boşaldılması. Təbii kompensasiyanın dezavantajı boru kəmərinin deformasiyaya uğramış hissələrinin yanal hərəkətidir, bu, qeyri-keçidli kanalların eninin artırılmasını tələb edir və dolgu izolyasiyasının və kanalsız strukturların istifadəsini çətinləşdirir.
Təbii kompensasiyanın hesablanması elastik deformasiyanın təsiri altında boru kəmərində yaranan qüvvələrin və gərginliklərin tapılmasından, boru kəmərinin qarşılıqlı təsir edən qollarının uzunluqlarının seçilməsindən və kompensasiya zamanı onun hissələrinin yanal yerdəyişmələrinin müəyyən edilməsindən ibarətdir. Hesablama metodu deformasiyaları təsir edən qüvvələrlə birləşdirən elastiklik nəzəriyyəsinin əsas qanunlarına əsaslanır.
Təbii kompensasiya zamanı temperatur deformasiyalarını qəbul edən boru kəməri bölmələri əyilmələr (dirsəklər) və düz hissələrdən ibarətdir. Bükülmüş əyilmələr boru kəmərinin elastikliyini artırır və kompensasiya qabiliyyətini artırır. Bükülmüş dirsəklərin kompensasiya qabiliyyətinə təsiri böyük diametrli boru kəmərlərində xüsusilə nəzərə çarpır.
Boruların əyri hissələrinin əyilməsi, dairədən elliptikə çevrilən kəsişmənin düzəldilməsi ilə müşayiət olunur.
Şəkildə. Şəkil 7.31-də əyrilik radiusu olan əyri boru göstərilir R.İki bölmə ilə vurğulayaq ab Və CD boru elementi. Boru divarını əyərkən qabarıq tərəfdə dartma qüvvələri, konkav tərəfdə isə sıxıcı qüvvələr yaranır. Həm gərginlik, həm də sıxışdırma qüvvələri nəticə verir T, neytral oxa normaldır.
düyü. 7.31. Borunun əyilməsi zamanı hamarlanması
Genişləndirici birləşmələrin kompensasiya qabiliyyəti, boru kəmərinin istilik uzanmasının yarısına bərabər miqdarda quraşdırma zamanı onları əvvəlcədən dartmaqla ikiqat artırıla bilər. Yuxarıda göstərilən metodologiyaya əsasən, müxtəlif növ simmetrik kompensatorların maksimum əyilmə gərginliyini və kompensasiya qabiliyyətini hesablamaq üçün tənliklər əldə edilmişdir.
Termal hesablama
Tapşırıq üçün istilik hesablanması aşağıdakı məsələlərin həlli daxildir:
· istilik kəmərinin istilik itkilərinin təyini;
· istilik boru kəməri ətrafındakı temperatur sahəsinin hesablanması, yəni izolyasiyanın, kanaldakı havanın, kanal divarlarının və torpağın temperaturlarının müəyyən edilməsi.
· istilik boru kəməri boyunca soyuducu temperaturun düşməsinin hesablanması;
· istilik borusunun istilik izolyasiyasının qalınlığının seçilməsi.
Ardıcıl bağlı istilik müqavimətləri zəncirindən vahid vaxta keçən istilik miqdarı düsturla hesablanır.
Harada q- konkret istilik itkiləri istilik boruları; t– soyuducu suyun temperaturu, °C; t o- temperatur mühit, °C; R– soyuducu-mühit dövrəsinin ümumi istilik müqaviməti (istilik borusu izolyasiyasının istilik müqaviməti).
İstilik şəbəkələrinin istilik hesablamalarını apararkən, adətən müəyyən etmək lazımdır istilik axır təbəqələr və silindrik səthlər vasitəsilə.
Xüsusi istilik itkiləri q və istilik müqavimətləri R adətən istilik borusunun vahid uzunluğuna istinad edilir və müvafiq olaraq W/m və (m K)/W ilə ölçülür.
Xarici hava ilə əhatə olunmuş izolyasiya edilmiş boru kəmərində istilik ardıcıl olaraq bağlanmış dörd müqavimətdən keçməlidir: işçi borunun daxili səthi, boru divarı, izolyasiya təbəqəsi və izolyasiyanın xarici səthi. Ümumi müqavimət ardıcıl bağlı müqavimətlərin arifmetik cəminə bərabər olduğundan, o zaman
R = R in + R tr + R i + R n, (7.8)
Harada R in, R tr, R və Və R n– işçi borunun daxili səthinin, boru divarının, izolyasiya qatının və izolyasiyanın xarici səthinin istilik müqaviməti.
İzolyasiya edilmiş istilik borularında istilik izolyasiya təbəqəsinin istilik müqaviməti birinci dərəcəli əhəmiyyət kəsb edir.
İstilik hesablamalarında iki növ istilik müqaviməti var:
· səth müqaviməti;
· qat müqaviməti.
İstilik müqaviməti səthlər. Silindrik səthin istilik müqaviməti
Harada pd- istilik borusunun uzunluğu 1 m olan səth sahəsi, m; a– səthdən istilik ötürmə əmsalı.
İstilik borusunun səthinin istilik müqavimətini müəyyən etmək üçün iki kəmiyyəti bilmək lazımdır: istilik borusunun diametri və səthin istilik ötürmə əmsalı. Termal hesablama zamanı istilik borusunun diametri müəyyən edilir. İstilik borusunun xarici səthindən ətrafdakı havaya istilik ötürmə əmsalı iki şərtin cəmidir - radiasiya istilik ötürmə əmsalı. a l və konveksiya istilik ötürmə əmsalı a üçün:
Radiasiyanın istilik ötürmə əmsalı a l Stefan-Boltzman düsturu ilə hesablana bilər:
, (7.10)
Harada İLƏ- emissiya qabiliyyəti; t– şüalanma səthinin temperaturu, °C.
Tamamilə qara cismin emissiya qabiliyyəti, yəni. üzərinə düşən bütün şüaları udan və heç nəyi əks etdirməyən səth; İLƏ= 5,7 W / (m K) = 4,9 kkal / (h m 2 K 4).
İzolyasiya edilməmiş boru kəmərlərinin və izolyasiya konstruksiyalarının səthlərini əhatə edən “boz” cisimlərin emissiyası 4,4 – 5,0 Vt/(m 2 K 4) təşkil edir. -dən istilik ötürmə əmsalı üfüqi boru təbii konveksiya zamanı havaya, W/(m K), Nusselt düsturundan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər
, (7.11)
Harada d– istilik borusunun xarici diametri, m; t, t o– səth və ətraf mühitin temperaturu, °C.
Hava və ya küləyin məcburi konveksiyası ilə istilik ötürmə əmsalı
, (7.12)
Harada w– hava sürəti, m/s.
Formula (7.12) üçün etibarlıdır w> 1 m/s və d> 0,3 m.
(7.10) və (7.11) istifadə edərək istilik ötürmə əmsalını hesablamaq üçün səthin temperaturunu bilmək lazımdır. İstilik itkilərini təyin edərkən, istilik borusunun səthinin temperaturu adətən əvvəlcədən məlum olmadığından, problem ardıcıl yaxınlaşma üsulu ilə həll edilir. İstilik borusunun xarici səthinin istilik ötürmə əmsalı ilə əvvəlcədən təyin edilmişdir a, xüsusi itkiləri tapın q və səthin temperaturu t, alınan dəyərin düzgünlüyünü yoxlayın a.
İzolyasiya edilmiş istilik borularının istilik itkilərini təyin edərkən, yoxlama hesablamalarını aparmaq lazım deyil, çünki izolyasiya səthinin istilik müqaviməti onun təbəqəsinin istilik müqaviməti ilə müqayisədə kiçikdir. Beləliklə, səthin istilik ötürmə əmsalının seçilməsində 100% səhv adətən 3-5% istilik itkisinin müəyyən edilməsində səhvə səbəb olur.
İzolyasiya edilmiş istilik borusunun səthinin istilik ötürmə əmsalını ilkin müəyyən etmək üçün, səthin temperaturu naməlum olduqda, W/(m K) formula tövsiyə edilə bilər.
, (7.13)
Harada w– hava sürəti, m/s.
Soyuducudan boru kəmərinin daxili səthinə istilik ötürmə əmsalları çox yüksəkdir ki, bu da boru kəmərinin daxili səthinin istilik müqavimətinin belə aşağı dəyərlərini müəyyən edir ki, bu da praktiki hesablamalarda laqeyd edilə bilər.
Qatının istilik müqaviməti. Homojen silindrik təbəqənin istilik müqavimətinin ifadəsi forması olan Furye tənliyindən asanlıqla əldə edilir.
Harada l– qatın istilik keçiriciliyi; d 1 , d 2 – təbəqənin daxili və xarici diametrləri.
İstilik hesablamaları üçün yalnız yüksək istilik müqaviməti olan təbəqələr əhəmiyyətlidir. Belə təbəqələr istilik izolyasiyası, kanal divarı, torpaq kütləsidir. Bu səbəblərə görə, izolyasiya edilmiş istilik borularının istilik hesablamalarını apararkən, işçi borunun metal divarının istilik müqaviməti adətən nəzərə alınmır.
Yerüstü istilik boru kəmərlərinin izolyasiya strukturlarının istilik müqaviməti. Soyuducu ilə xarici hava arasındakı yerüstü istilik borularında aşağıdakı istilik müqavimətləri ardıcıl olaraq bağlanır: daxili səth iş borusu, onun divarı, bir və ya bir neçə təbəqə istilik izolyasiyası, istilik borusunun xarici səthi.
İlk iki istilik müqaviməti praktiki hesablamalarda adətən nəzərə alınmır.
Bəzən istilik izolyasiyası müxtəlif əsasında çox qat yerinə yetirmək icazə verilən temperaturlar istifadə olunan izolyasiya materialları üçün və ya iqtisadi səbəblərə görə qismən dəyişdirmə bahalı materiallar daha ucuz izolyasiya.
Çox qatlı izolyasiyanın istilik müqaviməti ardıcıl olaraq tətbiq olunan təbəqələrin istilik müqavimətlərinin arifmetik cəminə bərabərdir.
Silindrik izolyasiyanın istilik müqaviməti onun xarici diametrinin daxili diametrinə nisbətinin artması ilə artır. Buna görə də, çox qatlı izolyasiyada, izolyasiya materiallarının ən səmərəli istifadəsinə səbəb olan daha aşağı istilik keçiriciliyinə malik olan materialdan ilk təbəqələrin qoyulması məqsədəuyğundur.
Yerüstü istilik boru kəmərinin temperatur sahəsi.İstilik borusunun temperatur sahəsi istilik balansı tənliyi əsasında hesablanır. Bu vəziyyətdə, sabit istilik vəziyyətində, sahənin hər hansı bir nöqtəsindən keçən konsentrik silindrik səthə soyuducudan axan istilik miqdarının bu konsentrik səthdən axan istilik miqdarına bərabər olması şərtindən çıxış edirik. xarici mühit.
İstilik balansının tənliyindən istilik izolyasiyasının səth temperaturu bərabər olacaqdır
. (7.15)
Torpağın istilik müqaviməti. Yeraltı istilik boru kəmərlərində qrunt müqaviməti ardıcıl olaraq bağlanan istilik müqavimətlərindən biri kimi iştirak edir.
Ətraf mühitin temperaturu üçün istilik itkilərini hesablayarkən t o Bir qayda olaraq, onlar istilik borusu oxunun dərinliyində torpağın təbii temperaturunu götürürlər.
Yalnız istilik borusu oxunun kiçik dərinliklərində ( h/d < 2) за температуру окружающей среды принимают естественную температуру поверхности грунта.
Torpağın istilik müqaviməti Forchheimer düsturundan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər (Şəkil 7.32).
, (7.16)
Harada l- torpağın istilik keçiriciliyi; h– istilik borusu oxunun dərinliyi; d- istilik borusunun diametri.
Yeraltı istilik boru kəmərlərini silindrikdən fərqli bir formada olan kanallarda çəkərkən diametri əvəzinə (7.16) ekvivalent diametrlə əvəz edin.
Harada F– kanalın en kəsiyinin sahəsi, m; P– kanalın perimetri, m.
Torpağın istilik keçiriciliyi əsasən onun rütubətindən və temperaturundan asılıdır.
Torpağın 10 – 40 °C temperaturunda orta rütubətli torpağın istilik keçiriciliyi 1,2 – 2,5 Vt/(m K) aralığındadır.
İstismar zamanı boru kəmərləri ətraf mühitin və vurulan mayelərin temperaturunun dəyişməsi səbəbindən öz temperaturlarını dəyişir. Boru kəmərinin divarının temperaturunun dəyişməsi onun uzunluğunun dəyişməsinə səbəb olur.
Boru kəmərinin uzunluğunun dəyişmə qanunu tənliklə ifadə edilir
Δ=α · l(t y - t o ),
burada Δ boru kəmərinin uzadılması və ya qısaldılmasıdır; a - boru metalının xətti genişlənmə əmsalı (polad borular üçün α = 0,000012 1/°C); l - boru kəmərinin uzunluğu; t y - boru kəmərinin çəkilməsi temperaturu; t 0 - ətraf mühitin temperaturu.
Boru kəmərinin ucları sərt şəkildə sabitlənmişdirsə, onda temperaturun təsiri nəticəsində istilik gərginliyi və ya sıxılma gərginliyi yaranır, ölçüsü Hooke qanunu ilə müəyyən edilir.
Harada E- boru materialının elastiklik modulu (polad üçün) E= 2.1·10 6 kq/sm 2 =2,1·10 5 MPa).
Bu gərginliklər boru kəmərinin sabit olduğu, boru kəmərinin oxu boyunca yönəldilmiş, uzunluğundan asılı olmayaraq və bərabər olduğu nöqtələrdə qüvvələr yaradır.
harada σ - temperaturun dəyişməsi nəticəsində boruda yaranan sıxılma və dartılma gərginliyi; F - boru materialının açıq kəsik sahəsi.
Böyüklük Nçox böyük ola bilər və boru kəmərinin, fitinqlərin, dayaqların məhvinə səbəb ola bilər, həmçinin avadanlıqların (nasosların, filtrlərin və s.) və çənlərin zədələnməsinə səbəb ola bilər.
Yeraltı boru kəmərlərinin uzunluğunun dəyişməsi təkcə temperaturun dəyişməsindən deyil, həm də borunun yerdəki sürtünmə qüvvəsindən asılıdır ki, bu da uzunluğun dəyişməsinin qarşısını alır.
Əgər istilik gərginliklərindən gələn qüvvələr boru kəmərinin uzunluğundan asılı deyilsə, o zaman borunun yerdəki sürtünmə qüvvəsi boru kəmərinin uzunluğuna düz mütənasibdir. Sürtünmə qüvvələrinin istilik qüvvəsi ilə tarazlaşa biləcəyi bir uzunluq var və boru kəmərinin uzunluğunda dəyişiklik olmayacaq. Daha qısa uzunluqlu hissələrdə boru kəməri yerdə hərəkət edəcəkdir.
Belə bir hissənin maksimum uzunluğu 1 maks, boru kəmərinin yerdə hərəkət edə biləcəyi tənliklə müəyyən edilir
burada δ boru divarının qalınlığı, sm; k - borunun səthində qrunt təzyiqi, kq/sm 2; μ - boru ilə qrunt arasında sürtünmə əmsalı.
5.2. Kompensatorlar
Boru kəmərlərinin istilik gərginliklərindən azad edilməsi kompensatorların quraşdırılması ilə həyata keçirilir. Kompensatorlar boru kəmərlərinin bağlantılara zərər vermədən temperaturun dəyişməsi ilə sərbəst şəkildə uzadılmasına və ya büzülməsinə imkan verən qurğulardır. Lens, içlik qutusu, əyilmiş kompensatorlar istifadə olunur.
Boru kəməri marşrutunu seçərkən, bəzi hissələrin temperatur uzantılarının digərlərinin deformasiyaları ilə qəbul edilməsini təmin etməyə çalışmaq lazımdır, yəni. bunun üçün bütün döngələrindən və əyilmələrindən istifadə edərək boru kəmərinin özünü kompensasiya etməyə çalışın.
Lens kompensatorları(Şəkil 5.5) iş təzyiqi 0,6 MPa-a qədər və diametri 150-dən 1200 mm-ə qədər olan boru kəmərlərinin uzanmasını kompensasiya etmək üçün istifadə olunur.
düyü. 5.5. İki flanşlı lens kompensatorları
Kompensatorlar konusvari plitələrdən (möhürlənmiş) hazırlanır, bir-birinə qaynaqlanan plitələrin hər bir cütü bir dalğa meydana gətirir. Uzunlamasına əyilmənin qarşısını almaq üçün kompensatorda dalğaların sayı 12-dən çox olmamalıdır. Lens kompensatorlarının kompensasiya qabiliyyəti 350 mm-ə qədərdir.
L 
İzolyasiya kompensatorları sıxlığı, kiçik ölçüləri, istehsalı və istismarı asanlığı ilə xarakterizə olunur, lakin onların istifadəsi yüksək təzyiqlərə uyğun olmaması ilə məhdudlaşır. Doldurma qutusunun genişləndirici birləşmələri (Şəkil 5.6) eksenel genişləndirici birləşmələrdir və 1,6 MPa-a qədər təzyiqlər üçün istifadə olunur. Kompensatorlar çuqun və ya polad korpusdan və ona daxil olan şüşədən ibarətdir. Şüşə və gövdə arasındakı möhür bir yağ möhürü ilə yaradılır. Doldurma qutusu kompensasiya xəndəyinin kompensasiya qabiliyyəti 150 ilə 500 mm arasında dəyişir.
Doldurma qutusu kompensatorları boru kəmərinə dəqiq quraşdırma ilə quraşdırılır, çünki mümkün təhriflər qolun tıxanmasına və kompensatorun məhvinə səbəb ola bilər. Doldurma qutusu kompensatorları möhkəmlik baxımından etibarsızdır, möhürlərin möhürlənməsinə daimi nəzarət tələb edir və buna görə də məhdud istifadəyə malikdir. Bu kompensatorlar alışmayan mayelər üçün diametri 100 mm və daha çox olan boru kəmərlərində və buxar boru kəmərlərində quraşdırılır.
Bükülmüş genişləndirici birləşmələr U-şəkilli (Şəkil 5.7), lira formalı, S-şəkilli və digər formalara malikdir və boru kəmərinin yığıldığı borulardan quraşdırma yerində istehsal olunur. Bu kompensatorlar bütün təzyiqlərə uyğundur, balanslaşdırılmış və möhürlənmişdir. Onların çatışmazlıqları əhəmiyyətli ölçüləridir.
12.1. Gücü saxlamaq üçün şərtlərdən biri və etibarlı əməliyyat boru kəmərləri - temperatur deformasiyalarının tam kompensasiyası.Temperatur deformasiyaları boru kəməri marşrutunun döngələri və əyilmələri ilə kompensasiya edilir. Özünüzü kompensasiya ilə məhdudlaşdırmaq mümkün deyilsə (məsələn, xeyli uzunluqdakı tamamilə düz hissələrdə), boru kəmərlərində U formalı, lens və ya dalğalı kompensatorlar quraşdırılır.
12.2. A və B qruplarının daşıyıcılarını daşıyan texnoloji boru kəmərlərində doldurma qutularının kompensatorlarından istifadə edilməsinə yol verilmir.
12.3. Boru kəmərlərinin öz-özünə kompensasiyasını və xüsusi kompensasiya cihazlarının dizayn ölçülərini hesablayarkən aşağıdakı ədəbiyyat tövsiyə edilə bilər:
Dizaynerin kitabçasi. İstilik şəbəkələrinin layihələndirilməsi. M.: Stroyizdat, 1965. 396 s.
Elektrik stansiyalarının və şəbəkələrinin dizaynı üçün təlimat. Bölmə IX. Boru kəmərlərinin mexaniki hesablamaları. M.: Teploelektroproekt, 1972. 56 s.
Dalğalı genişləndirici birləşmələr, onların hesablanması və tətbiqi. M.: VNIIOENG, 1965. 32 s.
Sabit boru kəmərlərinin layihələndirilməsi üçün təlimatlar. Cild. II. Kompensasiya gərginlikləri nəzərə alınmaqla boru kəmərlərinin möhkəmlik hesablamaları, No 27477-T. Ümumittifaq Dövlət Layihə İnstitutu "Teploproekt", Leninqrad filialı, 1965. 116 s.
12.4. Boru kəməri hissəsinin istilik uzanması düsturla müəyyən edilir:
harada l- boru kəməri hissəsinin istilik uzadılması, mm; - uyğun olaraq götürülən orta xətti genişlənmə əmsalı masa 18 temperaturdan asılı olaraq; l- boru kəməri hissəsinin uzunluğu, m; t m - maksimum temperaturətraf mühit, °C; t n- ən soyuq beş günlük dövr üçün hesablanmış xarici havanın temperaturu, °C; (mənfi mühit temperaturu olan boru kəmərləri üçün t n- maksimum ətraf temperaturu, °C; t m - minimum temperaturətraf mühit, °C).
12.5. U formalı genişləndirici birləşmələr bütün kateqoriyaların texnoloji boru kəmərləri üçün istifadə edilə bilər. Onlar ya bərk borulardan əyilmiş, ya da əyilmiş, dik əyilmiş və ya qaynaqlanmış dirsəklərdən istifadə etməklə hazırlanır; Boruların və əyilmələrin xarici diametri və polad dərəcəsi boru kəmərinin düz hissələri ilə eyni qəbul edilir.
12.6. U formalı genişləndirici birləşmələr üçün əyilmiş döngələr yalnız tikişsiz borulardan, qaynaqlı döngələr isə tikişsiz və qaynaqlı borulardan istifadə edilməlidir. U formalı genişləndirici birləşmələrin istehsalı üçün qaynaqlı əyilmələrə təlimatlara uyğun olaraq icazə verilir 10.12-ci bənd.
12.7. uyğun olaraq su və qaz borularından istifadə edin GOST 3262-75 U formalı genişləndirici birləşmələrin istehsalına icazə verilmir və spiral tikişi olan elektrik qaynaqları ilə müəyyən edilir. masa 5, yalnız genişləndirici birləşmələrin düz hissələri üçün tövsiyə olunur.
12.8. U formalı genişləndirici birləşmələr tələb olunan ümumi yamacın saxlanması ilə üfüqi şəkildə quraşdırılmalıdır. İstisna olaraq (əgər ərazi məhduddursa), onlar ən aşağı nöqtədə və hava çıxışlarında müvafiq drenaj cihazı ilə yuxarı və ya aşağı bir döngə ilə şaquli şəkildə yerləşdirilə bilər.
12.9. Quraşdırmadan əvvəl, boru kəmərlərinin sabit dayaqlara bərkidilməsindən sonra çıxarılan boşluqlarla birlikdə boru kəmərlərində U formalı kompensatorlar quraşdırılmalıdır.
12.10. Lens kompensatorları, eksenel, OST 34-42-309-76 - OST 34-42-312-76 və OST 34-42-325-77 - OST 34-42-328-77 uyğun olaraq hazırlanmış, həmçinin menteşəli linza kompensatorları , OST 34-42-313-76 - OST 34-42-316-76 və OST 34-42-329-77 - OST 34-42-332-77 uyğun olaraq istehsal olunur, qeyri-aqressiv və aşağı daşınan texnoloji boru kəmərləri üçün istifadə olunur. -təzyiq altında aşındırıcı mühit R saat 1,6 MPa-a qədər (16 kqf/sm2), 350 °C-ə qədər temperatur və 3000-dən çox olmayan təkrar dövrlərin zəmanətli sayı. Lens kompensatorlarının kompensasiya qabiliyyəti aşağıda verilmişdir. masa 19.
12.11. Kondensasiya qazları olan üfüqi qaz kəmərlərində linzaların kompensatorlarını quraşdırarkən, hər bir lens üçün kondensat drenajı təmin edilməlidir. Drenaj borusu üçün birləşmə borusu uyğun olaraq tikişsiz borudan hazırlanır GOST 8732-78 və ya GOST 8734-75. Üfüqi boru kəmərlərində daxili qollu linza kompensatorlarını quraşdırarkən, kompensatorun hər tərəfində bələdçi dayaqları təmin edilməlidir.
12.12. Kompensatorların kompensasiya qabiliyyətini artırmaq üçün onların ilkin uzanmasına (sıxılmasına) icazə verilir. Əvvəlcədən uzanmanın dəyəri layihədə göstərilmişdir və məlumat olmadıqda, genişləndirici birləşmələrin kompensasiya qabiliyyətinin 50% -dən çox olmayaraq qəbul edilə bilər.
12.13. Quraşdırma zamanı ətraf mühitin temperaturu ən çox boru kəmərinin ən aşağı temperaturunu aşdığından, genişləndirici birləşmələrin əvvəlcədən uzanması azaldılmalıdır. popr, mm, düsturla müəyyən edilir:
Harada - uyğun olaraq qəbul edilən boru kəmərinin xətti genişlənmə əmsalı masa 18; L 0 - boru kəməri hissəsinin uzunluğu, m; t ay- quraşdırma zamanı temperatur, °C; t min - boru kəmərinin istismarı zamanı minimum temperatur, °C.
12.14. Daşınan mühitin temperaturundan asılı olaraq iş təzyiqi üçün linza kompensatorlarının istifadəsinin hədləri uyğun olaraq müəyyən edilir GOST 356-80; Onların dövri istifadə məhdudiyyətləri aşağıda verilmişdir:
| Əməliyyat dövründə kompensatorun iş dövrlərinin ümumi sayı | Lensin divar qalınlığı ilə kompensasiya qabiliyyəti, mm |
||
| 2,5 | 3,0 | 4,0 |
|
| 300 | 5,0 | 4,0 | 3,0 |
| 500 | 4,0 | 3,5 | 2,5 |
| 1000 | 4,0 | 3,5 | 2,5 |
| 2000 | 2,8 | 2,5 | 2,0 |
| 3000 | 2,8 | 2,2 | 1,6 |
12.15. Menteşeli genişləndirici birləşmələri quraşdırarkən, menteşə oxu boru kəmərinin əyilmə müstəvisinə perpendikulyar olmalıdır.
Birləşmə kompensatorlarının birləşmələrini qaynaq edərkən, hizalanmadan maksimum sapmalar nominal diametrdən çox olmamalıdır: 500 mm-ə qədər - 2 mm; 500-dən 1400 mm-ə qədər - 3 mm; 1400-dən 2200 mm-ə qədər - 4 mm.
Menteşə oxlarının simmetriyanın şaquli müstəvisinə nisbətən asimmetriyası (boru kəmərinin oxu boyunca) nominal diametrdən çox olmayan: 500 mm-ə qədər - 2 mm; 500-dən 1400 mm-ə qədər - 3 mm; 1400-dən 2200 mm-ə qədər - 5 mm.
12.16. Texnoloji boru kəmərlərində quraşdırılacaq obyektiv kompensatorlarının keyfiyyəti pasport və ya sertifikatlarla təsdiqlənməlidir.
12.17. Nominal deşikli texnoloji boru kəmərləri üçün körüklü eksenel kompensatorlar KO, bucaq kompensatorları KU, kəsici KS və OST 26-02-2079-83 uyğun universal kompensatorlar istifadə olunur. D y qalıq 0,00067 MPa (5 mm Hg) ilə şərti təzyiqdə 150 ilə 400 mm arasında R saat 6,3 MPa (63 kqf/sm 2), at əməliyyat temperaturu- 70 ilə + 700 ° C arasında.
12.18. Körüklü genişləndirici birləşmənin növünün seçimi, onun quraşdırılması diaqramı və istifadəsi şərtləri layihənin müəllifi və ya VNIIneftemash ilə razılaşdırılmalıdır.
Körüklü genişləndirici birləşmələr üçün material variantları verilmişdir masa 20, və onların texniki spesifikasiyalar- V masa 21 - 30.
12.19. Körüklü genişləndirici birləşmələr genişləndirici birləşmələrin çatdırılma dəstinə daxil olan quraşdırma və istismar təlimatlarına uyğun olaraq quraşdırılmalıdır.
12.20. OST 26-02-2079-83 uyğun olaraq orta müddət Körüklü genişləndirici birləşmələrin istismardan çıxarılana qədər istismar müddəti 10 il, istismardan çıxarılana qədər orta xidmət müddəti KO-2 və KS-2 kompensatorları üçün 1000 dövrə və digər növ kompensatorlar üçün 2000 dövrədir.
Vibrasiya amplitudası 0,2 mm və tezliyi 50 Hz-dən çox olmayan vibrasiya altında KS-1 kompensatorlarının istismardan çıxarılmasına qədər orta xidmət müddəti 10 000 saatdır.
Qeyd. Kompensatorun iş dövrü dedikdə boru kəmərinin təmir, yoxlama, yenidənqurma və s., eləcə də hər bir salınım üçün “start-stop” başa düşülür. temperatur rejimi boru kəmərinin 30 °C-dən çox işləməsi.
12.21. At təmir işləri genişləndirici birləşmələri olan boru kəmərlərinin bölmələrində aşağıdakıları istisna etmək lazımdır: genişləndirici birləşmələrin burulmasına səbəb olan yüklər, qaynaq zamanı genişləndirici birləşmələrin körüklərində qığılcımlar və sıçrayışlar, körüklərin mexaniki zədələnməsi.
12.22. KO-2 və KS-2 kompensatorları üçün 500 dövrə və digər növ körüklü kompensatorlar üçün 1000 dövrə işləyərkən aşağıdakılar lazımdır:
yanğın, partlayıcı və zəhərli mühitlərdə işləyərkən onları yeniləri ilə əvəz etmək;
digər kütləvi informasiya vasitələrində fəaliyyət göstərdikdə, müəssisənin texniki nəzarəti onların sonrakı fəaliyyətinin mümkünlüyü barədə qərar qəbul edəcəkdir.
12.23. Bir kompensator quraşdırarkən boru kəmərinin pasportuna aşağıdakı məlumatlar daxil edilir:
kompensatorun texniki xüsusiyyətləri, istehsalçısı və istehsal ili;
sabit dayaqlar arasındakı məsafə, zəruri kompensasiya, əvvəlcədən uzanma;
kompensatorun quraşdırılması zamanı ətraf havanın temperaturu və tarixi.
50 °C və daha yüksək soyuducu temperaturda boru kəmərlərinin istilik uzanması boru kəmərini qəbuledilməz deformasiyaların və gərginliklərin baş verməsindən qoruyan xüsusi kompensasiya cihazları tərəfindən udulmalıdır. Kompensasiya metodunun seçimi soyuducu suyun parametrlərindən, istilik şəbəkələrinin çəkilməsi üsulundan və digər yerli şəraitdən asılıdır.
Marşrut döngələrindən istifadə etməklə boru kəmərlərinin istilik uzadılması üçün kompensasiya (özünü kompensasiya) 120 ° -ə qədər bucaq altında boru kəmərinin diametrindən və soyuducu suyun parametrlərindən asılı olmayaraq istilik şəbəkələrinin çəkilməsinin bütün üsulları üçün istifadə edilə bilər. Bucaq 120 ° -dən çox olduqda, həmçinin möhkəmlik hesablamalarına görə boru kəmərlərinin fırlanması öz-özünə kompensasiya üçün istifadə edilə bilmədiyi hallarda, dönmə nöqtəsində boru kəmərləri sabit dayaqlarla bərkidilir.
Kompensatorların və öz-özünə kompensasiyaların düzgün işləməsini təmin etmək üçün boru kəmərləri sabit dayaqlar vasitəsilə istilik uzanmasına görə bir-birindən asılı olmayan hissələrə bölünür. İki bitişik sabit dayaqla məhdudlaşan boru kəmərinin hər bir hissəsində bir kompensator və ya özünü kompensasiya quraşdırılmışdır.
İstilik genişlənməsini kompensasiya etmək üçün boruları hesablayarkən aşağıdakı fərziyyələr edildi:
sabit dayaqlar tamamilə sərt hesab olunur;
boru kəmərinin istilik uzadılması zamanı daşınan dayaqların sürtünmə qüvvələrinin müqaviməti nəzərə alınmır.
Təbii kompensasiya və ya özünü kompensasiya əməliyyatda ən etibarlıdır, buna görə də praktikada geniş istifadə olunur. İstilik genişlənməsi üçün təbii kompensasiya boruların özlərinin elastikliyinə görə marşrutun döngələrində və əyilmələrində əldə edilir. Onun digər kompensasiya növləri ilə müqayisədə üstünlükləri aşağıdakılardır: dizaynın sadəliyi, etibarlılığı, nəzarət və texniki xidmətə ehtiyacın olmaması, sabit dayaqların daxili təzyiq qüvvələrindən boşaldılması. Təbii kompensasiyanın quraşdırılması boruların və xüsusi tikinti strukturlarının əlavə istehlakını tələb etmir. Təbii kompensasiyanın dezavantajı boru kəmərinin deformasiya olunmuş hissələrinin yanal hərəkətidir.
Boru kəməri hissəsinin ümumi istilik uzanmasını təyin edək
İstilik şəbəkələrinin problemsiz işləməsi üçün kompensasiya cihazlarının boru kəmərlərinin maksimum uzadılması üçün nəzərdə tutulması lazımdır. Buna görə də uzanmaların hesablanması zamanı soyuducu suyun temperaturu maksimum, ətraf mühitin temperaturu isə minimum götürülür. Boru kəməri hissəsinin tam istilik genişlənməsi
l= αLt, mm, Səhifə 28 (34)
burada α poladın xətti genişlənmə əmsalıdır, mm/(m-deq);
L – sabit dayaqlar arasındakı məsafə, m;
t – istilik dizaynı üçün soyuducu suyun işləmə temperaturu ilə xarici havanın hesablama temperaturu arasındakı fərq kimi qəbul edilən dizayn temperatur fərqi.
l= 1.23*10 -2 *20*149 = 36.65 mm.
l= 1.23* 10 -2 * 16* 149 = 29.32 mm.
l= 1.23*10 -2 *25*149 = 45.81 mm.
Eynilə tapırıq l digər sahələr üçün.
İstilik uzanmasını kompensasiya edərkən boru kəmərində yaranan elastik deformasiya qüvvələri düsturlarla müəyyən edilir:
kq; , N; Səhifə 28 (35)
burada E boru poladının elastik moduludur, kqf/sm2;
I- boru divarının en kəsiyinin ətalət anı, sm;
l– boru kəmərinin daha kiçik və böyük hissəsinin uzunluğu, m;
t – hesablanmış temperatur fərqi, °C;
A, B - köməkçi ölçüsüz əmsallar.
Elastik deformasiya qüvvəsinin təyinini sadələşdirmək üçün (P x, P v) Cədvəl 8 boru kəmərinin müxtəlif diametrləri üçün köməkçi dəyər verir.
Cədvəl 11
|
Borunun xarici diametri d H, mm | |||||||||||||||
|
Boru divarının qalınlığı s, mm | |||||||||||||||
İstilik şəbəkəsinin istismarı zamanı boru kəmərində gərginliklər yaranır ki, bu da müəssisə üçün narahatlıq yaradır. Boru kəmərinin qızdırılması zamanı yaranan gərginliyi azaltmaq üçün eksenel və radial polad genişləndirici birləşmələrdən (doldurma, U və S şəkilli və s.) istifadə olunur. U formalı kompensatorlar geniş istifadə olunur. U formalı genişləndirici birləşmələrin kompensasiya qabiliyyətini artırmaq və çevik genişləndirici birləşmələri olan boru kəmərlərinin hissələri üçün boru kəmərinin istismar vəziyyətində əyilmə kompensasiya gərginliyini azaltmaq üçün boru kəməri quraşdırma zamanı soyuq vəziyyətdə əvvəlcədən dartılır.
Əvvəlcədən uzanma aparılır:
boru kəmərinin kompensasiya edilmiş hissəsinin ümumi istilik uzanmasının 50% -i daxil olmaqla 400 ° C-ə qədər soyuducu temperaturda;
boru kəmərinin kompensasiya edilmiş hissəsinin ümumi istilik uzanmasının 100% -i ilə 400 ° C-dən yuxarı soyuducu temperaturda.
Boru kəmərinin təxmini istilik genişlənməsi
Mm Səhifə 37 (36)
burada ε - kompensatorların qabaqcadan dartılmasının miqdarını, hesablamanın mümkün qeyri-dəqiqliyini və kompensasiya gərginliklərinin rahatlamasını nəzərə alan əmsal;
l– boru kəməri hissəsinin ümumi istilik uzanması, mm.
1 bölmə х = 119 mm
Tətbiqə görə, x = 119 mm-də, H = 3,8 m ofset genişləndirici birləşməni, sonra B = 6 m kompensator qolu seçirik.
Elastik deformasiya gücünü tapmaq üçün H = 3,8 m üfüqi bir xətt çəkirik, onun B = 5 (P k) ilə kəsişməsi bir nöqtə verəcək, perpendikulyar olan P k rəqəmsal dəyərlərinə endirərək, alırıq. nəticə P k - 0,98 tf = 98 kqf = 9800 N.
Şəkil 3 – U formalı kompensator
7 bölmə х = 0,5*270 = 135 mm,
N = 2,5, V = 9,7, R k – 0,57 tf = 57 kqf = 5700 N.
Qalan bölmələri eyni şəkildə hesablayırıq.