Fordeler med belg fremfor U-formede kompensatorer. Design av varmenettverk til en industribedrift

I varmenettverk er pakkboks, U-formede og belg (bølgete) ekspansjonsfuger mye brukt. Kompensatorene må ha tilstrekkelig kompenserende kapasitet til å absorbere den termiske utvidelsen av rørledningsseksjonen mellom de faste støttene, mens de maksimale spenningene i de radielle kompensatorene ikke bør overstige de tillatte (vanligvis 110 MPa).

Termisk forlengelse av designdelen av rørledningen
, mm, bestemt av formelen

(81)

hvor
- gjennomsnittlig koeffisient for lineær utvidelse av stål,

(for typiske beregninger kan du ta
),

- estimert temperaturforskjell, bestemt av formelen

(82)

hvor - designtemperatur for kjølevæsken, o C;

- estimert utelufttemperatur for varmedesign, o C;

L - avstand mellom faste støtter, m (se vedlegg nr. 17).

Utligningskapasiteten til pakkboksekspansjonsfuger reduseres med en margin på 50 mm.

Reaksjon av pakkbokskompensatoren- friksjonskraft i pakkbokspakning bestemmes av formelen

hvor - driftstrykk av kjølevæsken, MPa;

- lengde på pakningslaget langs aksen til kjertelkompensatoren, mm;

- ytre diameter på grenrøret til pakkbokskompensatoren, m;

- friksjonskoeffisient for pakningen mot metallet, er tatt lik 0,15.

Når du velger kompensatorer, kan deres kompensasjonskapasitet og tekniske parametere bestemmes i henhold til applikasjonen.

Aksial reaksjon av belgekspansjonsfugerbestår av to begreper:

(84)

hvor - aksial reaksjon forårsaket av bølgedeformasjon, bestemt av formelen

(85)

her l - temperaturforlengelse av rørledningsseksjonen, m;

 - bølgestivhet, N/m, tatt i henhold til kompensatorpasset;

n er antall bølger (linser).

- aksial reaksjon fra indre trykk, bestemt av formelen

(86)

her - koeffisient avhengig av de geometriske dimensjonene og veggtykkelsen til bølgen, lik et gjennomsnitt på 0,5 - 0,6;

D og d er henholdsvis ytre og indre diameter av bølgene, m;

- overtrykk av kjølevæsken, Pa.

Ved beregning av egenerstatning Hovedoppgaven er å bestemme den maksimale spenningen  ved bunnen av den korte armen til svingvinkelen til sporet, som er bestemt for svingvinklene på 90 ° langs formel

(87)

for vinkler større enn 90 o, dvs. 90+, i henhold til formelen

(88)

hvor l - forlengelse av den korte armen, m;

l er lengden på den korte armen, m;

E - den langsgående elastisitetsmodulen, lik gjennomsnittet for stål 2 10 5 MPa;

d - ytre diameter av røret, m;

- forholdet mellom lengden på den lange armen og lengden på den korte armen.

Ved beregning av vinkler for egenkompensering bør verdien av maksimal spenning  ikke overstige [] = 80 MPa.

Ved plassering av faste støtter i rotasjonsvinklene som brukes til egenkompensering, må det tas hensyn til at summen av lengdene på vinkelarmene mellom støttene ikke bør overstige 60 % av maksimal avstand for rette seksjoner. Det bør også tas i betraktning at den maksimale rotasjonsvinkelen som brukes for egenkompensering ikke bør overstige 130°.

Programmet er designet for raskt å vurdere kompensasjonskapasiteten til individuelle seksjoner av rørledningsruten, sjekke veggtykkelsen og beregne avstandene mellom støttene. Rørledninger av overjordisk, kanal og kanalløs (i bakken) legging beregnes.

Start akkurat nå

Det er veldig enkelt å komme i gang med programmet.

For å jobbe i systemet må du registrere deg med adressen til din E-post. Etter å ha bekreftet adressen, vil du kunne logge på med den.

Dataene dine lagres på serveren og er tilgjengelige for deg når som helst. Utvekslingen med serveren utføres ved hjelp av en sikker protokoll.

Beregninger gjøres på serveren, hastigheten på utførelse av dem avhenger ikke av ytelsen til enheten din.

Bosettingskjerne

Kjernen i START-programvarepakken brukes til beregninger.

Beregningskjernen oppdateres samtidig med lanseringen av nye START-versjoner.

Med StartExpress kan du definere:

• kompenserende evne til L-, Z-formede og U-formede ekspansjonsfuger ved legging av rørledninger over bakken og i underjordiske kanaler;
• kompenserende evne til L-, Z-formede og U-formede kompensatorer for kanalløs legging av rørledninger i bakken;
• veggtykkelse eller trykkgrense for rør i henhold til det valgte forskriftsdokumentet;
• avstander mellom mellomstøtter av rørledningen fra forholdene for styrke og stivhet;

Beregning av L-, Z-formede svinger og U-formede ekspansjonsfuger ved legging av rørledninger over bakken og i underjordiske kanaler utføres for seksjoner plassert mellom to faste (døde) støtter. Med kjent avstand mellom de faste støttene bestemmes nødvendig rekkevidde for den U-formede kompensatoren, den Z-formede svingen og den korte armen for den L-formede svingen basert på de tillatte kompensasjonsspenningene. Dette avlaster designere for behovet for å bruke utdaterte nomogrammer for L-, Z- og U-formede seksjoner.

Beregningen av L-formede, Z-formede svinger og U-formede kompensatorer for kanalløs legging av rørledninger i bakken lar deg bestemme tillatt avstand mellom faste støtter fra en gitt rekkevidde for en U-formet kompensator eller Z-formet sving og lengden på den korte armen til den L-formede svingen, så er lengden på den delen av rørledningen som er klemt i bakken, som kan kompenseres for en gitt temperaturforskjell. U-formede ekspansjonsfuger og L-, Z-formede svinger med vilkårlige vinkler vurderes. For de samme rørledningsseksjonene kan du utføre en verifikasjonsberegning - for gitte dimensjoner, bestemme spenninger, forskyvninger og belastninger på faste støtter.

Det er for øyeblikket to typer elementer tilgjengelig for brukeren:

• Rette deler av rørledningen. Verifikasjonsberegning og valg av veggtykkelse, beregning av spennlengde.
• Rørekspansjonsskjøter av forskjellige konfigurasjoner (G, Z, U-formet) og plassering (vertikal og horisontal grunnlegging, underjordisk kanallegging, underjordisk i bakken). Verifikasjonsberegning og valg av kompensatorparametere.

Reguleringsdokumenter i henhold til beregningen:

• RD 10-249-98: Rørledninger for damp og varmt vann
• GOST 55596-2013: Varmenettverk
• CJJ/T 81-2013 - Varmenettverk (PRC-standard)
• SNIP 2-05.06-85: Hovedrørledninger
• SP 36.13330.2012: Hovedledninger
• GOST 32388-2013: Prosessrørledninger

Brukergrensesnitt

Responsiv design tar automatisk hensyn til gjeldende skjermstørrelse og -retning.

Appen er optimalisert for å jobbe med ulike enheter- fra skrivebord til smarttelefon.

Alltid tilgjengelig, alltid siste versjon

For å fungere er det nok å ha en Internett-tilkobling.

Dine data og beregningsresultater lagres på serveren, og du kan få tilgang til dem uansett hvor du er.

Nye versjoner slippes for alle typer enheter samtidig.

Høy beregningshastighet

Beregningshastigheten avhenger ikke av ytelsen til enheten din.

Alle beregninger utføres på servere utstyrt med det meste siste versjon kjerne START.

Antall prosessorer som brukes til beregninger endres dynamisk avhengig av belastningen.

Til dags dato er bruk av U-type ekspansjonsfuger eller andre utført hvis stoffet som passerer gjennom rørledningen er preget av en temperatur på 200 grader Celsius eller høyere, samt høytrykk.

Generell beskrivelse av kompensatorer

Metallekspansjonsfuger er enheter som er designet for å kompensere eller balansere påvirkningen av ulike faktorer på driften av rørledningssystemer. Med andre ord er hovedformålet med dette produktet å sikre at røret ikke blir skadet når stoffer transporteres gjennom det. Slike nettverk, som sørger for transport av arbeidsmiljøet, er nesten konstant utsatt for slike negative påvirkninger, som termisk ekspansjon og trykk, vibrasjon og innsynkning av fundamentet.

Det er for å eliminere disse feilene at det er nødvendig å installere fleksible elementer, som har blitt kalt kompensatorer. Den U-formede typen er bare en av mange typer som brukes til dette formålet.

Hva er U-formede elementer

Det skal bemerkes med en gang at U-formede deler er det enkleste alternativet som bidrar til å løse kompensasjonsproblemet. Denne kategorien enheter har det bredeste spekteret av applikasjoner når det gjelder temperatur- og trykkindikatorer. For fremstilling av U-formede ekspansjonsfuger brukes enten ett langt rør, som bøyes på de riktige stedene, eller de tyr til sveising av flere bøyde, skarpt bøyde eller sveisede bend. Det er verdt å merke seg her at noen av rørledningene må periodisk demonteres for rengjøring. For slike tilfeller er ekspansjonsfuger av denne typen produsert med tilkoblingsender på flenser.

Siden U-type kompensator er den enkleste designen, har den en rekke visse ulemper. Disse inkluderer et stort forbruk av rør for å lage et element, store dimensjoner, behovet for å installere ekstra støtter, samt tilstedeværelsen av sveisede skjøter.

Kompensatorkrav og kostnad

Hvis vi vurderer installasjonen av U-type ekspansjonsfuger med tanke på materialressurser, vil installasjonen deres i systemer med stor diameter være den mest ugunstige. Forbruket av rør og materialressurser for å lage en kompensator vil være for høyt. Her kan du sammenligne dette utstyret med Action, og parametrene til disse elementene er omtrent de samme, men installasjonskostnaden for den U-formede er omtrent dobbelt så mye. Hovedårsaken til denne kostnaden Penger ved at du trenger mye materialer for konstruksjon, samt installasjon av ekstra støtter.

For at den U-formede kompensatoren skal kunne fullstendig nøytralisere trykket på rørledningen, uansett hvor den kommer fra, er det nødvendig å montere slike enheter på ett punkt med en forskjell på 15-30 grader. Disse parameterne er kun egnet hvis temperaturen på arbeidsstoffet inne i nettverket ikke overstiger 180 grader Celsius og ikke faller under 0. Bare i dette tilfellet og med denne installasjonen vil enheten kunne kompensere for belastningen på rørledningen fra jordbevegelser fra ethvert punkt.

Installasjonsberegninger

Beregningen av den U-formede kompensatoren er å finne ut hvilken minimumsdimensjoner enheten er nok til å kompensere for trykket på rørledningen. For å utføre beregningen brukes visse programmer, men denne operasjonen kan utføres selv gjennom nettbaserte applikasjoner. Det viktigste her er å følge visse anbefalinger.

• Maksimal spenning som anbefales for baksiden av kompensatoren er i området fra 80 til 110 MPa.
• Det er også en slik indikator som kompensatorens avgang til den ytre diameteren. Denne parameteren anbefales tatt innenfor H/Dn=(10 - 40). Med slike verdier må det tas i betraktning at 10Dn vil tilsvare en rørledning med en indikator på 350DN, og 40Dn - en rørledning med parametere på 15DN.
• Også når du beregner den U-formede kompensatoren, er det nødvendig å ta hensyn til enhetens bredde til dens rekkevidde. Optimale verdier L/H=(1 - 1,5) vurderes. Imidlertid er introduksjon av andre numeriske parametere også tillatt her.
• Hvis det under beregningen viser seg at det for en gitt rørledning er nødvendig å lage en ekspansjonsfuge av denne typen som er for stor, anbefales det å velge en annen type enhet.

Begrensninger på beregninger

Hvis beregningene ikke er det erfaren spesialist, er det bedre å gjøre deg kjent med noen begrensninger som ikke må overskrides når du beregner eller legger inn data i programmet. For en U-formet rørkompensator gjelder følgende begrensninger:

• Arbeidsmediet kan enten være vann eller damp.
• Selve rørledningen må kun være laget av stålrør.
• Maksimal temperaturindikator for arbeidsmiljøet er 200 grader Celsius.
• Maksimalt trykk som observeres i nettet må ikke overstige 1,6 MPa (16 bar).
• Kompensatoren kan kun installeres på horisontal type rørledning.
• Dimensjonene til den U-formede kompensatoren skal være symmetriske, og skuldrene skal være de samme.
• Rørledningsnettet skal ikke oppleve ytterligere belastninger (vind eller andre).

Installere enheter

For det første anbefales det ikke å plassere faste støtter lenger enn 10DN fra selve kompensatoren. Dette skyldes det faktum at overføringen av klemmomentet til støtten i stor grad vil redusere fleksibiliteten til strukturen.

For det andre anbefales det sterkt å dele seksjoner fra fast støtte til en U-formet kompensator av samme lengde, gjennom hele nettverket. Det er også viktig å merke seg her at forskyvningen av monteringsstedet for armaturet fra midten av rørledningen til en av kantene vil øke den elastiske deformasjonskraften, samt spenningen med omtrent 20-40% av de verdiene som kan fås dersom strukturen monteres i midten.

For det tredje, for å øke kompensasjonsevnen ytterligere, strekkes U-formede ekspansjonsfuger. På monteringstidspunktet vil konstruksjonen oppleve en bøyelast, og ved oppvarming vil den anta en ubelastet tilstand. Når temperaturen når maksimumsverdien, vil enheten komme tilbake til spenningen. På bakgrunn av dette ble det foreslått en strekkmetode. Forarbeidet er å strekke kompensatoren med et beløp som vil være lik halvparten termisk forlengelse rørledning.

Design fordeler og ulemper

Hvis vi snakker generelt om dette designet, så kan vi med sikkerhet si at det har slikt positive egenskaper som enkel produksjon, høy evne kompensasjon, ikke behov for vedlikehold, kreftene som overføres til støttene er ubetydelige. Men blant de åpenbare manglene skiller følgende seg ut: høyt forbruk av materiale og et stort nummer av plass okkupert av strukturen, høy vurdering hydraulisk motstand.

Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

postet på http://www.allbest.ru/

Beregning av U-formede kompensatorer

Ph.D. S.B. Gorunovich,

hender designgruppe av Ust-Ilimskaya CHPP

For å kompensere for termiske utvidelser er U-formede ekspansjonsfuger mest brukt i varmenett og kraftverk. Til tross for sine mange mangler, blant annet: relativt store dimensjoner (behovet for kompenserende nisjer i varmenettverk med en kanalpakning), betydelige hydrauliske tap (sammenlignet med pakkboks og belg); U-formede ekspansjonsfuger har en rekke fordeler.

Av fordelene kan man først og fremst trekke frem enkelhet og pålitelighet. I tillegg er denne typen kompensatorer den mest godt studerte og beskrevet i pedagogiske og metodiske og referanselitteratur. Til tross for dette, ofte unge ingeniører som ikke har spesialiserte programmer, utregningen av kompensatorer forårsaker vanskeligheter. Dette skyldes først og fremst en ganske kompleks teori, tilstedeværelsen av et stort antall korreksjonsfaktorer og, dessverre, tilstedeværelsen av skrivefeil og unøyaktigheter i noen kilder.

Nedenfor er en detaljert analyse av fremgangsmåten for å beregne den U-formede kompensatoren for to hovedkilder, hvis formål var å identifisere mulige skrivefeil og unøyaktigheter, samt å sammenligne resultatene.

Den typiske beregningen av kompensatorer (fig. 1, a)), foreslått av de fleste forfattere, foreslår en prosedyre basert på bruken av Castiliano-teoremet:

hvor: U- potensiell energi for deformasjon av kompensatoren, E- elastisitetsmodulen til rørmaterialet, J- aksialt treghetsmoment for delen av kompensatoren (røret),

hvor: s- utløpets veggtykkelse,

D n- ytre diameter på utløpet;

M- bøyemoment i kompensatordelen. Her (fra likevektstilstanden, fig. 1 a)):

M=P yx-P xy+M 0 ; (2)

L- full lengde av kompensatoren, J x- aksialt treghetsmoment til kompensatoren, J xy- sentrifugalt treghetsmoment for kompensatoren, S x- statisk moment til kompensatoren.

For å forenkle løsningen overføres koordinataksene til det elastiske tyngdepunktet (nye akser Xs, Ys), deretter:

S x= 0, J xy = 0.

Fra (1) får vi den elastiske frastøtningskraften P x:

Forskyvningen kan tolkes som kompensatorens kompensasjonsevne:

hvor: b t- koeffisient for lineær termisk utvidelse, (1,2x10 -5 1 / grader for karbonstål);

t n- starttemperatur (gjennomsnittstemperatur for den kaldeste femdagersperioden de siste 20 årene);

t til- slutttemperatur ( Maksimal temperatur kjølevæske);

L uch- lengden på den kompenserte seksjonen.

Ved å analysere formel (3), kan vi konkludere med at den største vanskeligheten er bestemmelsen av treghetsmomentet J xs, spesielt siden det først er nødvendig å bestemme tyngdepunktet til kompensatoren (med y s). Forfatteren foreslår med rimelighet å bruke en omtrentlig, grafisk metode definisjoner J xs, mens man tar hensyn til stivhetskoeffisienten (Karman) k:

Det første integralet bestemmes i forhold til aksen y, andre i forhold til aksen y s(Figur 1). Aksen til kompensatoren er tegnet på millimeterpapir i skala. All buet akselkompensator L delt opp i mange seksjoner Ds Jeg. Avstand fra sentrum av segmentet til aksen y Jeg målt med linjal.

Stivhetskoeffisienten (Karmana) er designet for å reflektere den eksperimentelt beviste effekten av lokal utflating tverrsnitt bøyer under bøyning, noe som øker deres kompensasjonsevne. I normativt dokument Karman-koeffisienten bestemmes av empiriske formler som er forskjellige fra de gitt i , . Stivhetsfaktor k brukes til å bestemme den reduserte lengden L prd bueelement, som alltid er større enn dens faktiske lengde l G. I kilden, Karman-koeffisienten for bøyde bøyninger:

hvor: l - bøyekarakteristikk.

Her: R- bøyeradius.

hvor: b- tilbaketrekningsvinkel (i grader).

For sveisede og kortbuede stemplede bøyninger foreslår kilden å bruke andre avhengigheter for å bestemme k:

hvor: h- egenskaper til bøyningen for sveisede og stemplede bøyer.

Her: R e er ekvivalent radius til den sveisede albuen.

For grener fra tre og fire sektorer b = 15 grader, for en rektangulær to-sektorgren foreslås det å ta b = 11 grader.

Det skal bemerkes at i koeffisient k ? 1.

Reguleringsdokument RD 10-400-01 gir følgende prosedyre for å bestemme fleksibilitetskoeffisienten TIL R* :

hvor TIL R- fleksibilitetskoeffisient uten å ta hensyn til begrensningen av deformasjon av endene av den bøyde delen av rørledningen; o - koeffisient som tar hensyn til begrensningen av deformasjon ved endene av den buede seksjonen.

I dette tilfellet, hvis, blir fleksibilitetskoeffisienten tatt lik 1,0.

Verdi TIL s bestemmes av formelen:

Her P- overskytende internt trykk, MPa; E t- elastisitetsmodulen til materialet ved Driftstemperatur, MPa.

Det kan bevises at koeffisienten av fleksibilitet TIL R* vil være større enn én, derfor, når man bestemmer den reduserte lengden på kranen i henhold til (7), er det nødvendig å ta dens gjensidige verdi.

For sammenligning, la oss bestemme fleksibiliteten til noen standardkraner i henhold til OST 34-42-699-85, ved overtrykk R=2,2 MPa og modul E t\u003d 2x 10 5 MPa. Resultatene er oppsummert i tabellen nedenfor (tabell nr. 1).

Ved å analysere de oppnådde resultatene kan vi konkludere med at prosedyren for å bestemme fleksibilitetskoeffisienten i henhold til RD 10-400-01 gir et mer "strengt" resultat (mindre bøyefleksibilitet), mens det i tillegg tas hensyn til overtrykk i rørledningen og elastisitetsmodulen til materialet.

Treghetsmomentet til den U-formede kompensatoren (fig. 1 b)) i forhold til den nye aksen y sJ xs definer som følger:

hvor: L etc- redusert lengde på kompensatorens akse,

y s- koordinat for tyngdepunktet til kompensatoren:

Maksimalt bøyemoment M Maks(gjelder øverst på kompensatoren):

hvor H- forskyvning av kompensatoren, i henhold til fig. 1 b):

H=(m + 2)R.

Maksimal spenning i seksjonen av rørveggen bestemmes av formelen:

hvor: m 1 - korreksjonsfaktor (sikkerhetsfaktor), tar hensyn til økningen i spenninger på de bøyde seksjonene.

For bøyde bend, (17)

For sveisede bend. (atten)

W- motstandsmoment for grendelen:

Tillatt spenning (160 MPa for kompensatorer laget av stål 10G 2S, St 3sp; 120 MPa for stål 10, 20, St 2sp).

Jeg vil umiddelbart merke at sikkerhetsfaktoren (korreksjon) er ganske høy og vokser med en økning i diameteren på rørledningen. For eksempel, for en 90° albue - 159x6 OST 34-42-699-85 m 1 ? 2,6; for bøy 90° - 630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.

Fig.2. Designskjema kompensator i henhold til RD 10-400-01.

I det styrende dokumentet utføres beregningen av seksjonen med en U-formet kompensator, se fig. 2, i henhold til den iterative prosedyren:

Her settes avstandene fra kompensatorens akse til de faste støttene. L 1 og L 2 tilbake I og avgangen er bestemt N. I prosessen med iterasjoner i begge ligningene bør man oppnå at det blir likt; fra et verdipar tas den største = l 2. Deretter bestemmes ønsket forskyvning av kompensatoren H:

Ligningene representerer geometriske komponenter, se fig. 2:

Komponenter av elastiske frastøtende krefter, 1/m2:

Treghetsmomenter om sentralaksene x, y.

Styrkeparameter A, m:

[y sk ] - tillatt kompensasjonsspenning,

Tillatt kompensasjonsspenning [y sk ] for rørledninger plassert i et horisontalt plan bestemmes av formelen:

for rørledninger plassert i et vertikalt plan i henhold til formelen:

hvor: - nominell tillatt spenning ved driftstemperatur (for stål 10G 2S - 165 MPa ved 100 °? t? 200 °, for stål 20 - 140 MPa ved 100 °? t? 200 °).

D- indre diameter,

Det skal bemerkes at forfatterne ikke kunne unngå skrivefeil og unøyaktigheter. Hvis vi bruker fleksibilitetsfaktoren TIL R* (9) i formlene for å bestemme den reduserte lengden l etc(25), koordinatene til de sentrale aksene og treghetsmomentene (26), (27), (29), (30), så vil et underestimert (feil) resultat oppnås, siden fleksibilitetskoeffisienten TIL R* i henhold til (9) er større enn én og skal multipliseres med lengden på de bøyde bøyningene. Den gitte lengden på bøyde bøyninger er alltid større enn deres faktiske lengde (i henhold til (7)), først da vil de få ekstra fleksibilitet og kompensasjonsevne.

Derfor, for å korrigere prosedyren for å bestemme de geometriske egenskapene i henhold til (25) og (30), er det nødvendig å bruke den inverse verdien TIL R*:

TIL R*=1/K R*.

I designskjemaet i fig. 2 er kompensatorstøttene faste ("kryss" betegner vanligvis faste støtter (GOST 21.205-93)). Dette kan flytte "kalkulatoren" for å telle avstandene L 1 , L 2 fra faste støtter, det vil si ta hensyn til lengden på hele ekspansjonsseksjonen. I praksis er sidebevegelsene til de glidende, (bevegelige) støttene til en tilstøtende rørledningsseksjon ofte begrenset; fra disse bevegelige, men begrensede i tverrgående bevegelse av støtter, og avstander skal telles L 1 , L 2 . Hvis rørledningens tverrbevegelser langs hele lengden fra den faste til den faste støtten ikke er begrenset, er det fare for at delene av rørledningen nærmest kompensatoren går av støttene. For å illustrere dette faktum viser fig. 3 resultatene av beregningen for temperaturkompensasjon nettstedet hovedrørledningen Du 800 laget av stål 17G 2S, lengde 200 m, temperaturforskjell fra - 46 ° C til 180 ° C i MSC Nastran-programmet. Maksimal tverrbevegelse av kompensatorens sentrale punkt er 1.645 m. En ekstra risiko for å falle av rørledningsstøttene er også mulig vannhammer. Så avgjørelsen om lengdene L 1 , L 2 bør tas med forsiktighet.

Fig.3. Kompensasjfor seksjonen av rørledningen DN 800 med en U-formet kompensator ved bruk av MSC/Nastran-programvarepakken (MPa).

Opprinnelsen til den første ligningen i (20) er ikke helt klar. Dessuten, når det gjelder dimensjon, er det ikke riktig. Tross alt, i parentes under tegnet til modulen, er verdiene lagt til R X Og P y(l 4 +…) .

Riktigheten til den andre ligningen i (20) kan bevises som følger:

for å kunne, er det nødvendig at:

Dette er sant hvis vi setter det

For et spesielt tilfelle L 1 =L 2 , R y=0 , ved å bruke (3), (4), (15), (19), kan man komme frem til (36). Det er viktig å merke seg at i notasjonen i y=y s.

For praktiske beregninger vil jeg bruke den andre ligningen i (20) i en mer kjent og praktisk form:

hvor A 1 \u003d A [y ck].

I det spesielle tilfellet når L 1 =L 2 , R y=0 (symmetrisk kompensator):

De åpenbare fordelene med teknikken i forhold til er dens store allsidighet. Kompensatoren i fig. 2 kan være asymmetrisk; normativitet gjør det mulig å utføre beregninger av kompensatorer ikke bare for varmenettverk, men også for kritiske høytrykksrørledninger, som er i registeret til RosTechNadzor.

La oss bruke komparativ analyse resultater av beregning av U-formede kompensatorer i henhold til metoder , . La oss angi følgende innledende data:

a) for alle kompensatorer: materiale - Stål 20; P=2,0 MPa; E t\u003d 2x 10 5 MPa; t-200°; lasting - foreløpig strekking; bøyde bøyninger i henhold til OST 34-42-699-85; kompensatorer er plassert horisontalt, fra rør med pels. behandling;

b) beregningsskjema med geometriske betegnelser i henhold til fig. 4;

Fig.4. Beregningsskjema for komparativ analyse.

c) vi vil oppsummere standardstørrelsene på kompensatorer i tabell nr. 2 sammen med resultatene av beregninger.

konklusjoner

kompensator varmerørspenning

Analysere resultatene av beregninger for to ulike metoder: referanse - og normativ - , kan det konkluderes med at til tross for at begge metodene er basert på samme teori, er forskjellen i resultater svært betydelig. De valgte standardstørrelsene på kompensatorer "passer med margin" hvis de er beregnet etter og ikke passerer etter tillatte spenninger hvis de er beregnet etter . Den mest betydelige påvirkningen på resultatet er produsert av korreksjonsfaktoren m 1 , som øker spenningen beregnet av formelen med 2 eller flere ganger. For eksempel, for en kompensator i siste linje i tabell nr. 2 (fra rør 530Ch12) koeffisienten m 1 ? 4,2.

Resultatet påvirkes også av verdien av den tillatte spenningen, som er betydelig lavere for stål 20.

Generelt, til tross for den større enkelheten, som er forbundet med tilstedeværelsen av et mindre antall koeffisienter og formler, viser metodikken seg å være mye strengere, spesielt når det gjelder rørledninger med stor diameter.

For praktiske formål, ved beregning av U-formede ekspansjonsfuger for varmenett, vil jeg anbefale en "blandet" taktikk. Fleksibilitetskoeffisienten (Karman) og den tillatte spenningen bør bestemmes i henhold til standarden, dvs.: k=1/TIL R* og videre ifølge formlene (9) h (11); [y sk ] - i henhold til formlene (34), (35) under hensyntagen til RD 10-249-88. Metodikkens "kropp" skal brukes i henhold til , men uten å ta hensyn til korreksjonsfaktoren m 1 , dvs.:

hvor M Maks bestemt av (15) h (12).

Den mulige asymmetrien til kompensatoren, som tas i betraktning i, kan neglisjeres, fordi i praksis, ved legging av varmenettverk, installeres bevegelige støtter ganske ofte, asymmetrien er tilfeldig og har ikke en betydelig effekt på resultatet.

Avstand b det er mulig å telle ikke fra de nærmeste tilstøtende glidestøttene, men å ta en beslutning om å begrense sidebevegelser allerede på den andre eller tredje glidende støtte, hvis målt fra kompensatorens akse.

Ved å bruke denne "taktikken" slår kalkulatoren "to fluer i en smekk": a) følger strengt regeldokumentasjonen, siden metodens "kropp" er spesielt tilfelle. Beviset er gitt ovenfor; b) forenkler beregningen.

Til dette kan vi legge til en viktig sparefaktor: tross alt, for å velge en kompensator fra et 530Ch12-rør, se tabell. nr. 2, i henhold til oppslagsboken, må kalkulatoren øke dimensjonene med minst 2 ganger, men i henhold til gjeldende standard kan denne kompensatoren også reduseres med en og en halv gang.

Litteratur

1. Elizarov D.P. Termiske kraftverk av kraftverk. - M.: Energoizdat, 1982.

2. Vann varmenett: Referansemanual for design / I.V. Belyaikina, V.P. Vitaliev, N.K. Gromov et al., red. N.K. Gromova, E.P. Shubin. - M.: Energoatomizdat, 1988.

3. Sokolov E.Ya. Varmeforsyning og varmenett. - M.: Energoizdat, 1982.

4. Normer for beregning av styrken til rørledninger til varmenettverk (RD 10-400-01).

5. Normer for beregning av styrken til stasjonære kjeler og rørledninger av damp og varmt vann (RD 10-249-98).

Vert på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Beregning av varmekostnader til oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyning. Bestemmelse av rørledningens diameter, antall kompensatorer, trykktap i lokale motstander, trykktap langs rørledningens lengde. Valget av tykkelsen på varmeisolasjonen til varmerøret.

kontrollarbeid, lagt til 25.01.2013


Bestemmelse av varmebelastningene til området og årlig utgift varme. Valg av termisk kraft til kilden. Hydraulisk beregning av varmenettet, valg av nett og etterfyllingspumper. Beregning av varmetap, dampnettverk, kompensatorer og krefter på støtter.

semesteroppgave, lagt til 07.11.2012


Reaktiv effektkompensasjonsmetoder i elektriske nettverk. Anvendelse av batterier av statiske kondensatorer. Automatiske regulatorer vekslende eksitasjon av synkrone kompensatorer med en tverrgående vikling av rotoren. SC-grensesnitt programmering.

avhandling, lagt til 03.09.2012


Grunnleggende prinsipper for reaktiv effektkompensasjon. Vurdering av påvirkning av omformerinstallasjoner på industrielle strømforsyningsnett. Utvikling av den fungerende algoritmen, strukturelle og kretsskjemaer tyristor reaktiv effektkompensatorer.

avhandling, lagt til 24.11.2010


Bestemmelse av varmestrømmer for oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyning. Bygning temperatur graf regulering av varmebelastningen på oppvarming. Beregning av kompensatorer og termisk isolasjon, hovedvarmerørledninger to-rørs vannnett.

semesteroppgave, lagt til 22.10.2013


Beregning av en enkel rørledning, en teknikk for å anvende Bernoulli-ligningen. Bestemme diameteren på rørledningen. Kavitasjonsberegning av sugeledningen. Bestemme maksimal løftehøyde og maksimal væskestrøm. Opplegg for en sentrifugalpumpe.

presentasjon, lagt til 29.01.2014


Designberegning av vertikalvarmeren lavtrykk med en bunt U-formede messingrør med diameter d=160,75 mm. Bestemmelse av varmevekslingsoverflaten og geometriske parametere til strålen. Hydraulisk motstand i intrapipebanen.

kontrollarbeid, lagt til 18.08.2013


Max Flow gjennom hydraulikkledningen. Verdier av kinematisk viskositet, ekvivalent ruhet og rørhullsareal. Foreløpig vurdering av modusen for væskebevegelse ved innløpsdelen av rørledningen. Beregning av friksjonskoeffisienter.

semesteroppgave, lagt til 26.08.2012


Anvendelse i strømforsyningssystemer for automatiseringsenheter for kraftsystemer: synkrone kompensatorer og elektriske motorer, hastighetskontrollere. Beregning av strømmer kortslutning; beskyttelse av kraftledninger, transformatorer og motorer.

semesteroppgave, lagt til 23.11.2012


Bestemmelse av ytre diameter av stålrørledningens isolasjon med innstilt temperatur ytre overflate, temperaturen på den lineære varmeoverføringskoeffisienten fra vann til luft; varmetap fra 1 m av rørledningen. Isolasjonsegnethetsanalyse.

Kompensatorer eller kompensasjonsanordninger brukes ved installasjon av rørledninger med høyt trykk eller høy temperatur bærerstoff. Under driften av rørledningen oppstår det en rekke faktorer som må tas i betraktning for å unngå ødeleggelse bærende konstruksjoner. Slike faktorer inkluderer temperaturdeformasjoner av rør, vibrasjoner som oppstår under driften av rørledningen, samt innsynkning av fundamentene til betongstøtter.

Kompensatorer er designet for å sikre mobiliteten til deler av systemet i forhold til hverandre. Hvis det ikke er slik mobilitet, så belastningen på forbindende elementer, rørledningsseksjoner, sveisede sømmer. Disse belastningene overskrider tillatte normer og føre til ødeleggelse av systemet.

Det finnes flere typer kompensatorer, som har forskjellige prinsipielle enheter. Ideen om å utvikle en U-formet kompensator dukket opp som et resultat av fenomenet med selvkompensasjon av rørledninger med svinger og bøyer. Under driften av varmeledningen er rørene på grunn av disse svingene i stand til å vise motstand mot torsjons- og spenningsdeformasjoner.

Man kan imidlertid ikke regne med egenkompensasjon, siden den absolutte verdien av forskyvningen avhenger av antall roterende elementer. For å sikre muligheten for å kompensere for deformasjoner, er en U-formet albue utstyrt på en rett del av motorveien, som spiller rollen som en kompensator.

Prinsippet for drift av den U-formede kompensatoren

I henhold til designen regnes den U-formede kompensatoren som den enkleste, siden den består av et minimumssett med elementer. Det var denne minimalismen som gjorde det mulig å gi et bredt spekter spesifikasjoner(temperatur, trykk). Kompensatoren er laget på en av to måter.

1. Et enkelt rør bøyer seg på de riktige stedene med en viss bøyeradius, og danner en U-formet struktur.
2. Kompensatoren består av 7 elementer, inkludert tre rette bend og 4 roterende hjørner, som er sveiset til en enkelt struktur.

På grunn av det faktum at denne kompensatoren må repareres ofte, fordi nedbør i form av skitt eller andre tette strukturer ofte samler seg i den U-formede albuen, er forbindelsesrørene utstyrt med flenser eller gjengede koblinger. Dette lar deg montere og demontere enheten uten bruk av spesialverktøy.

U-formede kompensatorer er gitt for begge stålrør, og for polyetylenrør. Designet er ikke uten feil. Så for eksempel krever installasjon av en U-formet kompensator i varmesystemet utgifter tilleggsmateriale i form av rør, hjørner, sgons. For varmenettverk er alt komplisert ved installasjon av ekstra støtter.

Installasjonskrav og installasjonskostnader for U-formede enheter

Til tross for den relative enkelheten til enheten, er installasjonen av en U-formet kompensator ikke alltid lavere i kostnad, sammenlignet for eksempel med kostnaden for en belgkompensator. Nå snakker vi om rørledninger med stor diameter. I dette tilfellet er kostnaden for tilleggselementer og monteringen deres overstiger kostnadene for belgenheten, og hvis vi tar hensyn til behovet for å bygge støtter, vil forskjellen i pris være veldig merkbar.

Hvis kompensatoren er laget ved å bøye et rett rør, må det tas hensyn til at radiusen til denne bøyningen må være lik åtte radier av selve røret. Hvis det er sømmer, er strukturen laget slik at disse sømmene faller på rette seksjoner. Når man danner bratt buede svinger, må man selvfølgelig avvike fra disse reglene.

Fordeler og ulemper med den U-formede designen

Det er lurt å søke gitt type ekspansjonsfuger ved installasjon av rørledninger med små diametre. Det skal her bemerkes at størrelsesområdet for belgekspansjonsfuger er noe bredere. U-bøyen takler vibrasjoner godt, men produksjonen krever en stor mengde materiale, noe som øker kostnadene for enheten betydelig.

Sammenligning av egenskapene til belg og U-formede ekspansjonsfuger lar oss identifisere de viktigste fordelene og ulempene ved hver type enhet. For eksempel må en U-formet kompensator periodisk vedlikeholdes og renses for avleiringer. Belgekspansjonsfuger lider ikke av slike mangler.

Et annet poeng som jeg vil merke meg gjelder kompensasjonsevnen til de to typene enheter. Hvis vi kun vurderer absolutte verdier, så i denne forbindelse klar fordel ikke synlig fra noen side. Men for å øke den maksimale forskyvningen i den U-formede kompensatoren, må du øke størrelsen på kneet. For en belgkompensator er det nok å bruke en to-seksjons korrugering, som praktisk talt ikke påvirker dimensjonene på noen måte.

Jeg vil gjerne legge til skattkammeret av positive egenskaper, slik som mangel på kontroll under drift. Men i et tett befolket område er det ikke alltid ledig plass for å arrangere en rørledning med en U-formet kompensator. Albuen kan kun monteres på horisontale seksjoner, mens belgekspansjonsleddet monteres på enhver rett seksjon.

Til slutt, en annen fordel med belgekspansjonsskjøten er at den ikke øker motstanden mot strømmen av væske og gass. U-bøyningen reduserer strømningshastigheten kraftig. Når du bruker denne typen enhet i et hjemmevarmesystem, må du installere sirkulasjonspumpe, siden på grunn av naturlig konveksjon, kan det hende at væsken ikke sirkulerer, og støter på en hindring på veien.

Beregninger for kompensatorer

Fraværet av GOST-standarder for U-formede enheter kompliserer noen ganger oppgaven med prosjektplanlegging betydelig, så en foreløpig beregning av den U-formede kompensatoren er nødvendig. Først av alt er det nødvendig å bygge videre på prosjektets behov. Dimensjonene til rørledningen, dens diameter, maksimalt trykk og størrelsen på forventet forskyvning tas i betraktning.

Dette betyr at det er nesten umulig å kjøpe en ferdig kompensator. For hvert enkelt tilfelle må det gjøres individuelt. Dette er en annen ulempe sammenlignet med belgenheter.

Når du beregner parametrene, bør følgende begrensninger og betingelser tas i betraktning:

• stål brukes som materiale for rørledningen;
• kompensatorer er designet for både vann og gassformige medier;
• det maksimale bæretrykket overstiger ikke 1,6 atmosfærer;
• kompensatoren må ha riktig form i form av bokstaven "P";
• montert kun på horisontale seksjoner;
• ingen effekt av vind.

Det skal forstås at de gitte parametrene anses som ideelle. Under reelle forhold er det mulig å observere bare et par punkter. Når det gjelder temperaturen i omgivelsene, er det nødvendig å ta dens verdi til det maksimale, og ta omgivelsestemperaturen til et minimum.

Montering av kompensator

Under byggingen av motorveien bør visse regler brukes, som også gjelder for arrangementet av U-formede ekspansjonsfuger. Den er installert slik at flyvningen rettes til høyre side. Partene bestemmer når de ser på rørledningen fra kilden til mottakeren. Dersom det ikke kreves plass til kompensatoren til høyre, så gjøres flygingen til venstre, men returlinjen vil måtte føres fra kl. høyre side, og dette fører til endringer i prosjektet.

Før den direkte igangkjøringen av varmeledningen kreves en obligatorisk foreløpig strekking av kompensatoren. Fylte rør opplever for høyt trykk, så hvis denne prosedyren ikke gjøres, vil metallet snart begynne å kollapse.

Spenningen er laget med spesielle knekt, og etter start fjernes de, og kneet tar sin forrige posisjon. Mengden spenning indikeres av passdataene for hver enhet. Når du installerer støtter, er det nødvendig å beregne deres plassering, de må plasseres slik at deformasjoner bare fører til aksial forskyvning av røret på støtten.