การออกแบบเครือข่ายความร้อนขององค์กรอุตสาหกรรมในTambov

เพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อน ข้อต่อการขยายตัวรูปตัวยูใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายทำความร้อนและโรงไฟฟ้า แม้จะมีข้อบกพร่องหลายประการ ได้แก่ ขนาดค่อนข้างใหญ่ (ความต้องการช่องชดเชยในเครือข่ายความร้อนพร้อมปะเก็นช่อง) การสูญเสียไฮดรอลิกอย่างมีนัยสำคัญ (เมื่อเทียบกับกล่องบรรจุและเครื่องเป่าลม); ข้อต่อขยายรูปตัวยูมีข้อดีหลายประการ

ข้อดี อย่างแรกเลยก็คือความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ ตัวชดเชยประเภทนี้ยังได้รับการศึกษาและอธิบายอย่างดีที่สุดในการศึกษาและระเบียบวิธีและ วรรณกรรมอ้างอิง. อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ วิศวกรหนุ่มๆ มักจะไม่มี โปรแกรมพิเศษ, การคำนวณค่าชดเชยทำให้เกิดปัญหา สาเหตุหลักมาจากทฤษฎีที่ค่อนข้างซับซ้อน โดยมี จำนวนมากปัจจัยการแก้ไขและน่าเสียดายที่มีการพิมพ์ผิดและความไม่ถูกต้องในบางแหล่ง

ด้านล่างนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียดของขั้นตอนการคำนวณค่าชดเชยรูปตัวยูสำหรับแหล่งข้อมูลหลักสองแหล่ง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อระบุการสะกดผิดและความไม่ถูกต้องที่อาจเกิดขึ้น รวมทั้งเพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์

การคำนวณทั่วไปของตัวชดเชย (รูปที่ 1, a)) ที่เสนอโดยผู้เขียนส่วนใหญ่ เสนอขั้นตอนตามการใช้ทฤษฎีบท Castiliano:

ที่ไหน: ยู- พลังงานศักย์ของการเสียรูปของตัวชดเชย อี- โมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุท่อ เจ- โมเมนต์ความเฉื่อยในแนวแกนของตัวชดเชย (ท่อ)

ที่ไหน: ส- ความหนาของผนังทางออก

ดี น- เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของเต้าเสียบ

เอ็ม- โมเมนต์ดัดในส่วนชดเชย ที่นี่ (จากสภาวะสมดุล รูปที่ 1 ก)):

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

หลี่- ความยาวเต็มของตัวชดเชย เจ x- โมเมนต์ความเฉื่อยของตัวชดเชย เจ xy- โมเมนต์ความเฉื่อยของแรงเหวี่ยงของตัวชดเชย ส x- ช่วงเวลาคงที่ของตัวชดเชย

เพื่อลดความซับซ้อนของการแก้ปัญหา แกนพิกัดจะถูกส่งไปยังจุดศูนย์ถ่วงยืดหยุ่น (แกนใหม่ Xs, ใช่), แล้ว:

ส x = 0, เจ xy = 0.

จาก (1) เราได้รับแรงสะท้อนกลับยืดหยุ่น Px:

การกระจัดสามารถตีความได้ว่าเป็นความสามารถในการชดเชยของตัวชดเชย:

ที่ไหน: ข t- ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น (1.2x10 -5 1 / องศาสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน)

t น- อุณหภูมิเริ่มต้น (อุณหภูมิเฉลี่ยของช่วงห้าวันที่หนาวที่สุดในรอบ 20 ปีที่ผ่านมา)

t ถึง- อุณหภูมิสุดท้าย ( อุณหภูมิสูงสุดน้ำหล่อเย็น);

หลี่ อุ๊ย- ความยาวของส่วนที่ชดเชย

จากการวิเคราะห์สูตร (3) เราสามารถสรุปได้ว่าความยากที่สุดคือการหาโมเมนต์ความเฉื่อย เจ xsโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากจำเป็นต้องกำหนดจุดศูนย์ถ่วงของตัวชดเชยก่อน (ด้วย y ส). ผู้เขียนแนะนำให้ใช้คำประมาณ วิธีกราฟิกคำจำกัดความ เจ xsโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งแกร่ง (Karman) k:

อินทิกรัลแรกถูกกำหนดโดยเทียบกับแกน y, วินาทีที่สัมพันธ์กับแกน y ส(รูปที่ 1). แกนของตัวชดเชยถูกวาดบนกระดาษมิลลิเมตรตามมาตราส่วน ตัวชดเชยเพลาโค้งทั้งหมด หลี่แบ่งออกเป็นหลายส่วน Ds ฉัน. ระยะทางจากศูนย์กลางของส่วนไปยังแกน y ฉันวัดด้วยไม้บรรทัด

ค่าสัมประสิทธิ์ความแข็ง (Karmana) ได้รับการออกแบบมาเพื่อสะท้อนผลกระทบที่พิสูจน์แล้วจากการทดลองของการแบนราบ ภาพตัดขวางโค้งงอซึ่งเพิ่มความสามารถในการชดเชย ที่ เอกสารกฎเกณฑ์สัมประสิทธิ์ Karman ถูกกำหนดโดยสูตรเชิงประจักษ์ที่แตกต่างจากที่ให้ไว้ใน , ปัจจัยความแข็ง kใช้เพื่อกำหนดความยาวที่ลดลง หลี่ prdองค์ประกอบโค้งซึ่งมากกว่าความยาวจริงเสมอ l จี. ในแหล่งที่มา ค่าสัมประสิทธิ์ Karman สำหรับการโค้งงอ:

โดยที่: ล. - ลักษณะโค้งงอ

ที่นี่: R- รัศมีโค้ง

ที่ไหน: ข- มุมหดกลับ (เป็นองศา)

สำหรับการดัดโค้งแบบเชื่อมและแบบโค้งสั้น แหล่งที่มาแนะนำให้ใช้การอ้างอิงอื่นเพื่อกำหนด k:

ที่ไหน: ชม.- ลักษณะโค้งงอสำหรับรอยเชื่อมและรอยประทับ

ที่นี่: R e คือรัศมีเทียบเท่าของข้อศอกเชื่อม

สำหรับกิ่งก้านจากสามและสี่ส่วน b = 15 องศา สำหรับกิ่งที่มีสองส่วนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า เสนอให้ใช้ b = 11 องศา

ควรสังเกตว่าใน , สัมประสิทธิ์ k ? 1.

เอกสารกำกับดูแล RD 10-400-01 ระบุขั้นตอนต่อไปนี้ในการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่น ถึง R * :

ที่ไหน ถึง R- ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นโดยไม่คำนึงถึงข้อ จำกัด ของการเสียรูปของส่วนปลายของส่วนโค้งของไปป์ไลน์ o - สัมประสิทธิ์คำนึงถึงข้อ จำกัด ของการเสียรูปที่ส่วนท้ายของส่วนโค้ง

ในกรณีนี้ ถ้า ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นจะถูกนำมาเท่ากับ 1.0

ค่า ถึง พีถูกกำหนดโดยสูตร:

ที่นี่ P - ความดันภายในส่วนเกิน MPa; Et - โมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุที่อุณหภูมิการทำงาน MPa

สามารถพิสูจน์ได้ว่าค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่น ถึง R * จะมากกว่า 1 ดังนั้นเมื่อกำหนดความยาวที่ลดลงของก๊อกตาม (7) จำเป็นต้องใช้ค่าส่วนกลับ

สำหรับการเปรียบเทียบ ลองพิจารณาความยืดหยุ่นของต๊าปมาตรฐานบางตัวตาม OST 34-42-699-85 ที่แรงดันเกิน R=2.2 MPa และโมดูล อี t\u003d 2x 10 5 MPa ผลลัพธ์ที่ได้สรุปไว้ในตารางด้านล่าง (ตารางที่ 1)

จากการวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้ เราสามารถสรุปได้ว่าขั้นตอนการพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นตาม RD 10-400-01 ให้ผลลัพธ์ที่ "เข้มงวด" มากขึ้น (ความยืดหยุ่นในการโค้งงอน้อยกว่า) ในขณะที่คำนึงถึงเพิ่มเติมด้วย แรงดันเกินในท่อและโมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุ

โมเมนต์ความเฉื่อยของตัวชดเชยรูปตัวยู (รูปที่ 1 b)) สัมพันธ์กับแกนใหม่ y ส เจ xsกำหนดดังนี้:

ที่ไหน: หลี่ ฯลฯ- ลดความยาวของแกนของตัวชดเชย

y ส- พิกัดจุดศูนย์ถ่วงของตัวชดเชย:

โมเมนต์ดัดสูงสุด เอ็ม แม็กซ์(ใช้ได้ที่ด้านบนของตัวชดเชย):

ที่ไหน ชม- ออฟเซ็ตของตัวชดเชยตามรูปที่ 1 b):

H=(m + 2)R.

ความเค้นสูงสุดในส่วนของผนังท่อถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่: m1 - ปัจจัยการแก้ไข (ปัจจัยด้านความปลอดภัย) โดยคำนึงถึงการเพิ่มขึ้นของความเค้นในส่วนที่โค้งงอ

สำหรับการโค้งงอ (17)

สำหรับการเชื่อมโค้ง (สิบแปด)

W- โมเมนต์ความต้านทานของส่วนสาขา:

ความเค้นที่อนุญาต (160 MPa สำหรับตัวชดเชยที่ทำจากเหล็ก 10G 2S, St 3sp; 120 MPa สำหรับเหล็ก 10, 20, St 2sp)

ฉันต้องการทราบทันทีว่าปัจจัยด้านความปลอดภัย (การแก้ไข) ค่อนข้างสูงและเพิ่มขึ้นตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของไปป์ไลน์ที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น สำหรับข้องอ 90° - 159x6 OST 34-42-699-85 ม 1 ? 2.6; สำหรับการโค้งงอ 90° - 630x12 OST 34-42-699-85 ม 1 = 4,125.

รูปที่ 2

ในเอกสารการปกครอง การคำนวณส่วนที่มีตัวชดเชยรูปตัวยูดูรูปที่ 2 ดำเนินการตามขั้นตอนการวนซ้ำ:

ที่นี่กำหนดระยะทางจากแกนของตัวชดเชยไปยังส่วนรองรับคงที่ หลี่ 1 และ หลี่ 2 หลัง ที่และออกเดินทางถูกกำหนด น.ในกระบวนการวนซ้ำในสมการทั้งสอง เราควรทำให้มันเท่ากัน จากคู่ของค่า ค่าที่มากที่สุดคือ = l 2. จากนั้นกำหนดออฟเซ็ตที่ต้องการของตัวชดเชย ชม:

สมการแสดงองค์ประกอบทางเรขาคณิต ดูรูปที่ 2:

ส่วนประกอบของแรงผลักแบบยืดหยุ่น 1/m2:

โมเมนต์ความเฉื่อยรอบแกนกลาง x, y

พารามิเตอร์ความแข็งแรง เป็น:

[y sk ] - แรงดันชดเชยที่อนุญาต

แรงดันชดเชยที่อนุญาต [y sk ] สำหรับท่อที่อยู่ในระนาบแนวนอนถูกกำหนดโดยสูตร:

สำหรับท่อที่อยู่ในระนาบแนวตั้งตามสูตร:

โดยที่: - พิกัดความเค้นที่อนุญาตที่อุณหภูมิการทำงาน (สำหรับเหล็ก 10G 2S - 165 MPa ที่ 100 °? t? 200 ° สำหรับเหล็ก 20 - 140 MPa ที่ 100 °? t? 200 °)

ดี- เส้นผ่าศูนย์กลางภายใน,

ควรสังเกตว่าผู้เขียนไม่สามารถหลีกเลี่ยงการพิมพ์ผิดและความไม่ถูกต้อง หากเราใช้ปัจจัยความยืดหยุ่น ถึง R * (9) ในสูตรการกำหนดความยาวที่ลดลง l ฯลฯ(25) พิกัดของแกนกลางและโมเมนต์ความเฉื่อย (26), (27), (29), (30) จากนั้นจะได้ผลลัพธ์ที่ประเมิน (ไม่ถูกต้อง) เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่น ถึง R * ตาม (9) มีค่ามากกว่าหนึ่งและควรคูณด้วยความยาวของส่วนโค้งงอ ความยาวของโค้งงอที่กำหนดจะมากกว่าความยาวจริงเสมอ (ตาม (7)) จากนั้นจึงจะได้รับความยืดหยุ่นเพิ่มเติมและความสามารถในการชดเชย

ดังนั้น เพื่อแก้ไขขั้นตอนการกำหนดลักษณะทางเรขาคณิตตาม (25) และ (30) จึงจำเป็นต้องใช้ค่าส่วนกลับ ถึง R *:

ถึง R *=1/K R *.

ในรูปแบบการออกแบบของรูปที่ 2 การรองรับตัวชดเชยได้รับการแก้ไข ("กากบาท" มักจะหมายถึงการรองรับแบบคงที่ (GOST 21.205-93)) ซึ่งสามารถเคลื่อน "เครื่องคิดเลข" เพื่อนับระยะทางได้ หลี่ 1 , หลี่ 2 จากส่วนรองรับคงที่นั่นคือคำนึงถึงความยาวของส่วนเสริมทั้งหมด ในทางปฏิบัติ การเคลื่อนที่ด้านข้างของส่วนรองรับการเลื่อน (แบบเคลื่อนย้ายได้) ของส่วนไปป์ไลน์ที่อยู่ติดกันมักจะถูกจำกัด จากการเคลื่อนที่เหล่านี้ แต่ จำกัด ในการเคลื่อนที่ตามขวางของตัวรองรับและควรนับระยะทาง หลี่ 1 , หลี่ 2 . หากการเคลื่อนที่ตามขวางของไปป์ไลน์ตามความยาวทั้งหมดจากส่วนรองรับคงที่ไปยังส่วนรองรับคงที่นั้นไม่ จำกัด อาจมีอันตรายจากส่วนของไปป์ไลน์ที่ใกล้กับตัวชดเชยที่หลุดออกจากส่วนรองรับ เพื่อแสดงให้เห็นข้อเท็จจริงนี้ รูปที่ 3 แสดงผลการคำนวณสำหรับ การชดเชยอุณหภูมิงาน ท่อส่งหลัก Du 800 ทำจากเหล็ก 17G 2S ยาว 200 ม. อุณหภูมิแตกต่างตั้งแต่ - 46 ° C ถึง 180 ° C ในโปรแกรม MSC Nastran การเคลื่อนที่ตามขวางสูงสุดของจุดศูนย์กลางของตัวชดเชยคือ 1.645 ม. ความเสี่ยงเพิ่มเติมจากการตกจากฐานรองรับท่อก็เป็นไปได้เช่นกัน ค้อนน้ำ ดังนั้นการตัดสินใจเกี่ยวกับความยาว หลี่ 1 , หลี่ 2 ควรใช้ด้วยความระมัดระวัง

รูปที่ 3

ที่มาของสมการแรกใน (20) นั้นไม่ชัดเจนนัก ยิ่งกว่านั้นในแง่ของมิติมันไม่ถูกต้อง ท้ายที่สุดในวงเล็บภายใต้สัญลักษณ์ของโมดูลัสค่าจะถูกเพิ่ม R Xและ พี y (l 4 +…) .

ความถูกต้องของสมการที่สองใน (20) สามารถพิสูจน์ได้ดังนี้:

เพื่อให้มีความจำเป็นที่:

นี้เป็นจริงถ้าเราใส่

สำหรับกรณีพิเศษ หลี่ 1 = ล 2 , R y =0 โดยใช้ (3), (4), (15), (19) หนึ่งสามารถมาถึง (36) เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าในสัญกรณ์ใน y=y ส .

สำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติ ฉันจะใช้สมการที่สองใน (20) ในรูปแบบที่คุ้นเคยและสะดวกกว่า:

โดยที่ A 1 \u003d A [y ck]

ในกรณีพิเศษเมื่อ หลี่ 1 = ล 2 , R y =0 (ตัวชดเชยสมมาตร):

ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของเทคนิคนี้เมื่อเปรียบเทียบกับความเก่งกาจของเทคนิคนี้ ตัวชดเชยในรูปที่ 2 สามารถเป็นแบบอสมมาตรได้ normativity ช่วยในการคำนวณตัวชดเชยไม่เพียง แต่สำหรับเครือข่ายความร้อน แต่ยังสำหรับท่อส่งที่สำคัญ ความดันสูงซึ่งอยู่ในทะเบียนของ RosTechNadzor

ใช้จ่ายกันเถอะ การวิเคราะห์เปรียบเทียบผล การ คํานวณ ตัว ชดเชย รูป ตัว ยู ตาม วิธี , . มาตั้งค่าข้อมูลเริ่มต้นต่อไปนี้:

• ก) สำหรับการชดเชยทั้งหมด: วัสดุ - เหล็ก 20; P=2.0 MPa; อี t\u003d 2x 10 5 MPa; t?200 °; โหลด - ยืดเบื้องต้น; โค้งงอตาม OST 34-42-699-85; ตัวชดเชยตั้งอยู่ในแนวนอนจากท่อที่มีขน กำลังประมวลผล;
• ข) แบบแผนการออกแบบด้วยการกำหนดทางเรขาคณิตตามรูปที่ 4;

รูปที่ 4

c) เราจะสรุปขนาดมาตรฐานของตัวชดเชยในตารางที่ 2 พร้อมกับผลการคำนวณ

	ข้อศอกและท่อของตัวชดเชย D n H s, mm	ขนาด ดูรูปที่ 4	ก่อนยืด m	ความเครียดสูงสุด MPa	ความเครียดที่อนุญาต MPa
				ตาม	ตาม	ตาม	ตาม

ตัวชดเชยเครือข่ายระบายความร้อน ในบทความนี้เราจะเน้นที่การเลือกและการคำนวณตัวชดเชยสำหรับเครือข่ายระบายความร้อน

ตัวชดเชยมีไว้เพื่ออะไร? เริ่มจากความจริงที่ว่าเมื่อถูกความร้อนวัสดุใด ๆ จะขยายตัวซึ่งหมายความว่าท่อของเครือข่ายความร้อนจะยาวขึ้นเมื่ออุณหภูมิของสารหล่อเย็นไหลผ่านเพิ่มขึ้น สำหรับการทำงานที่ปราศจากปัญหาของเครือข่ายการทำความร้อน ตัวชดเชยถูกใช้เพื่อชดเชยการยืดตัวของท่อระหว่างการบีบอัดและความตึงเครียด เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ท่อหนีบและแรงดันตกที่ตามมา

ควรสังเกตว่าสำหรับความเป็นไปได้ของการขยายและการหดตัวของไปป์ไลน์ ไม่เพียงแต่ตัวชดเชยเท่านั้นที่ได้รับการออกแบบ แต่ยังมีระบบรองรับซึ่งในทางกลับกันสามารถเป็นได้ทั้ง "เลื่อน" และ "ตาย" อย่างไร การปกครองในรัสเซียการควบคุมคุณภาพของภาระความร้อน - นั่นคือเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง สิ่งแวดล้อม, อุณหภูมิที่ทางออกของแหล่งจ่ายความร้อนเปลี่ยนแปลงไป เนื่องจาก การควบคุมคุณภาพการจ่ายความร้อน - จำนวนรอบการบีบอัดขยายของท่อเพิ่มขึ้น ทรัพยากรของไปป์ไลน์ลดลง ความเสี่ยงจากการหนีบเพิ่มขึ้น การควบคุมโหลดเชิงปริมาณมีดังนี้ - อุณหภูมิที่ทางออกของแหล่งจ่ายความร้อนคงที่ หากจำเป็นต้องเปลี่ยนภาระความร้อน อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นจะเปลี่ยนไป ในกรณีนี้ โลหะของไปป์ไลน์เครือข่ายทำความร้อนทำงานในสภาวะที่เบากว่า จำนวนรอบการบีบอัดที่น้อยที่สุดขั้นต่ำ จึงเป็นการเพิ่มทรัพยากรของไปป์ไลน์เครือข่ายความร้อน ดังนั้นก่อนที่จะเลือกข้อต่อขยาย ต้องกำหนดลักษณะและปริมาณของข้อต่อด้วยปริมาณการขยายตัวของท่อ

สูตร 1:

δL=L1*a*(T2-T1) โดยที่

δL - การยืดตัวของท่อ

mL1 - ความยาวของส่วนตรงของไปป์ไลน์ (ระยะห่างระหว่างส่วนรองรับคงที่)

ma - สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น (สำหรับเหล็ก เท่ากับ 0.000012), ม./องศา

T1 - อุณหภูมิสูงสุดของท่อ (ใช้อุณหภูมิสูงสุดของสารหล่อเย็น)

T2 - อุณหภูมิต่ำสุดไปป์ไลน์ (คุณสามารถใช้อุณหภูมิแวดล้อมขั้นต่ำได้), °С

ตัวอย่างเช่น พิจารณาวิธีแก้ปัญหาเบื้องต้นในการกำหนดขนาดของการยืดตัวของไปป์ไลน์

ภารกิจที่ 1 กำหนดความยาวของส่วนตรงของท่อที่มีความยาว 150 เมตรจะเพิ่มขึ้นโดยที่อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นคือ 150 ° C และอุณหภูมิแวดล้อม ระยะเวลาทำความร้อน-40 องศาเซลเซียส

δL=L1*a*(T2-T1)=150*0.000012*(150-(-40))=150*0.000012*190=150*0.00228=0.342 เมตร

ตอบ ความยาวของท่อจะเพิ่มขึ้น 0.342 เมตร

หลังจากกำหนดปริมาณการยืดตัวแล้ว ควรทำความเข้าใจให้ชัดเจนเมื่อต้องการตัวชดเชยและเมื่อไม่ต้องการ สำหรับคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามนี้ คุณต้องมีไดอะแกรมไปป์ไลน์ที่ชัดเจน โดยมี มิติเชิงเส้นและตัวรองรับที่แนบมาด้วย ควรเข้าใจชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงทิศทางของไปป์ไลน์สามารถชดเชยการต่อขยายได้ กล่าวคือ การหมุนด้วย ขนาดโดยรวมไม่น้อยกว่าขนาดของตัวชดเชยด้วยถูกต้อง การจัดเรียงตัวรองรับสามารถชดเชยการยืดตัวเช่นเดียวกับตัวชดเชย

ดังนั้น หลังจากที่เรากำหนดปริมาณการยืดตัวของไปป์ไลน์แล้ว เราสามารถดำเนินการเลือกตัวชดเชยได้ คุณจำเป็นต้องรู้ว่าตัวชดเชยแต่ละตัวมีคุณสมบัติหลัก - นี่คือจำนวนค่าตอบแทน อันที่จริง การเลือกจำนวนของตัวชดเชยนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกประเภทและ คุณสมบัติการออกแบบตัวชดเชย ในการเลือกประเภทของตัวชดเชยจำเป็นต้องกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเครือข่ายความร้อนตาม แบนด์วิดธ์ท่อพลังงานที่ต้องการของผู้ใช้ความร้อน

ตารางที่ 1 อัตราส่วนของตัวชดเชยรูปตัวยูที่ทำจากส่วนโค้ง

ตารางที่ 2 การเลือกจำนวนตัวชดเชยรูปตัวยูตามความสามารถในการชดเชย

ภารกิจที่ 2 การกำหนดจำนวนและขนาดของตัวชดเชย

สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง DN 100 ที่มีความยาวส่วนตรง 150 เมตร โดยมีเงื่อนไขว่าอุณหภูมิพาหะคือ 150 ° C และอุณหภูมิแวดล้อมในช่วงระยะเวลาการให้ความร้อนคือ -40 ° C ให้กำหนดจำนวนตัวชดเชย bL = 0.342 ม. (ดูภารกิจที่ 1) ตามตารางที่ 1 และตารางที่ 2 เรากำหนดขนาดของข้อต่อขยายรูปตัว n (ด้วยขนาด 2x2 ม. สามารถชดเชยการต่อท่อได้ 0.134 เมตร) เราจำเป็นต้องชดเชย สำหรับ 0.342 เมตรดังนั้น Ncomp \u003d bL / ∂x \u003d 0.342 / 0.134 \u003d 2.55 ปัดเศษขึ้นเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้เคียงที่สุดในทิศทางของการเพิ่มขึ้นและนั่น - ต้องใช้ตัวชดเชย 3 ตัวที่มีขนาด 2x4 เมตร

ปัจจุบันตัวชดเชยเลนส์เป็นที่แพร่หลายมากขึ้น โดยมีขนาดกะทัดรัดกว่ารูปตัว U มาก อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดหลายประการไม่อนุญาตให้ใช้ ทรัพยากรของตัวชดเชยรูปตัวยูนั้นสูงกว่าตัวชดเชยเลนส์อย่างมากเนื่องจาก ชั้นเลวน้ำหล่อเย็น ส่วนล่างตัวชดเชยเลนส์มักจะ "อุดตัน" ด้วยกากตะกอนซึ่งก่อให้เกิดการกัดกร่อนของที่จอดรถของโลหะชดเชย

ในเครือข่ายความร้อนข้อต่อการขยายตัวรูปตัวยูและข้อต่อ (หยัก) ของกล่องบรรจุมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวชดเชยต้องมีความสามารถในการชดเชยที่เพียงพอเพื่อดูดซับการขยายตัวทางความร้อนของส่วนท่อส่งระหว่างส่วนรองรับคงที่ ในขณะที่ความเค้นสูงสุดในตัวชดเชยแนวรัศมีไม่ควรเกินค่าที่อนุญาต (ปกติคือ 110 MPa)

การยืดตัวด้วยความร้อนของส่วนการออกแบบของท่อ
, มม. กำหนดโดยสูตร

(81)

ที่ไหน
- ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของเหล็กโดยเฉลี่ย

(สำหรับการคำนวณทั่วไป คุณสามารถใช้
),

- ค่าความแตกต่างของอุณหภูมิโดยประมาณ กำหนดโดยสูตร

(82)

ที่ไหน - อุณหภูมิการออกแบบของสารหล่อเย็น o C;

- อุณหภูมิอากาศภายนอกโดยประมาณสำหรับการออกแบบเครื่องทำความร้อน o C;

L - ระยะห่างระหว่างส่วนรองรับคงที่ m (ดูภาคผนวกที่ 17)

ความสามารถในการชดเชยของข้อต่อขยายกล่องบรรจุลดลงโดยระยะขอบ 50 มม.

ปฏิกิริยาของตัวชดเชยกล่องบรรจุ- แรงเสียดทานในการบรรจุกล่องบรรจุ ถูกกำหนดโดยสูตร

ที่ไหน - แรงดันใช้งานของสารหล่อเย็น MPa;

- ความยาวของชั้นบรรจุตามแนวแกนของตัวชดเชยต่อม mm;

- เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อสาขาของตัวชดเชยกล่องบรรจุ m;

- ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของบรรจุภัณฑ์กับโลหะมีค่าเท่ากับ 0.15

เมื่อเลือกตัวชดเชย ความสามารถในการชดเชยและพารามิเตอร์ทางเทคนิคสามารถกำหนดได้ตามการใช้งาน

ปฏิกิริยาตามแนวแกนของข้อต่อการขยายตัวของเครื่องสูบลมประกอบด้วยสองคำ:

(84)

ที่ไหน - ปฏิกิริยาตามแนวแกนที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปคลื่น กำหนดโดยสูตร

(85)

ที่นี่ l - การยืดตัวของอุณหภูมิของส่วนท่อ m;

 - ความฝืดของคลื่น N / m ถ่ายตามหนังสือเดินทางของตัวชดเชย

n คือจำนวนคลื่น (เลนส์)

- ปฏิกิริยาตามแนวแกนจากแรงดันภายใน กำหนดโดยสูตร

(86)

ที่นี่ - ค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับขนาดเรขาคณิตและความหนาของผนังคลื่น เท่ากับค่าเฉลี่ย 0.5 - 0.6

D และ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและภายในของคลื่นตามลำดับ m;

- แรงดันน้ำหล่อเย็นส่วนเกิน Pa.

เมื่อคำนวณการชดเชยตนเองงานหลักคือการกำหนดความเค้นสูงสุดที่ฐานของแขนสั้นของมุมเลี้ยวของแทร็กซึ่งกำหนดมุมเลี้ยว 90 °ตาม สูตร

(87)

สำหรับมุมที่มากกว่า 90 o นั่นคือ 90+ ตามสูตร

(88)

โดยที่ l - การยืดตัวของแขนสั้น m;

l คือความยาวของแขนสั้น m;

E - โมดูลัสของความยืดหยุ่นตามยาว เท่ากับค่าเฉลี่ยของเหล็ก 2 10 5 MPa

d - เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ m;

- อัตราส่วนความยาวของแขนยาวต่อความยาวของแขนสั้น

เมื่อคำนวณมุมสำหรับการชดเชยตัวเอง ค่าของความเค้นสูงสุด  ไม่ควรเกิน [] = 80 MPa

เมื่อจัดเรียงส่วนรองรับคงที่ในมุมของการหมุนที่ใช้สำหรับการชดเชยตัวเอง ต้องคำนึงว่าผลรวมของความยาวของแขนมุมระหว่างส่วนรองรับไม่ควรเกิน 60% ของระยะทางสูงสุดสำหรับส่วนตรง นอกจากนี้ ควรพิจารณาด้วยว่ามุมการหมุนสูงสุดที่ใช้สำหรับการชดเชยตัวเองไม่ควรเกิน 130°

การคำนวณตัวชดเชยรูปตัวยูคือการกำหนด ขนาดขั้นต่ำตัวชดเชยเพียงพอที่จะชดเชยการเสียรูปอุณหภูมิของท่อ โดยการกรอกแบบฟอร์มข้างต้น คุณสามารถคำนวณความสามารถในการชดเชยของตัวชดเชยรูปตัวยูของขนาดที่กำหนด

อัลกอริธึมของโปรแกรมออนไลน์นี้ใช้วิธีการคำนวณตัวชดเชยรูปตัวยูที่ให้ไว้ในคู่มือนักออกแบบ "การออกแบบเครือข่ายความร้อน" แก้ไขโดย A. A. Nikolaev

1. ขอแนะนำให้ใช้ความเครียดสูงสุดที่ด้านหลังของตัวชดเชยในช่วง 80 ถึง 110 MPa


2. ขอแนะนำให้ใช้อัตราส่วนที่เหมาะสมของส่วนต่อขยายของตัวชดเชยกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อในช่วง H / Dн = (10 - 40) ในขณะที่ส่วนต่อขยายของข้อต่อขยาย 10DN สอดคล้องกับไปป์ไลน์ DN350 และส่วนต่อขยายของ 40DN สอดคล้องกับไปป์ไลน์ DN15


3. แนะนำให้ใช้อัตราส่วนความกว้างที่เหมาะสมที่สุดของตัวชดเชยต่อการเข้าถึงในช่วง L / H = (1 - 1.5) แม้ว่าจะยอมรับค่าอื่น ๆ


4. หากจำเป็นต้องใช้ตัวชดเชยเพื่อชดเชยการยืดตัวจากความร้อนที่คำนวณได้เช่นกัน ขนาดใหญ่มันสามารถถูกแทนที่ด้วยตัวชดเชยที่เล็กกว่าสองตัว


5. เมื่อคำนวณการยืดตัวจากความร้อนของท่อ ควรใช้อุณหภูมิของสารหล่อเย็นเป็นค่าสูงสุด และอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมโดยรอบท่อส่งเป็นค่าต่ำสุด

ข้อจำกัดต่อไปนี้ถูกนำมาพิจารณา:

• ท่อส่งน้ำหรือไอน้ำ
• ท่อทำจาก ท่อเหล็ก
• อุณหภูมิสูงสุดของสื่อการทำงานไม่เกิน 200 °C
• แรงดันสูงสุดในท่อไม่เกิน 1.6 MPa (16 บาร์)
• ตัวชดเชยถูกติดตั้งบนไปป์ไลน์แนวนอน
• ตัวชดเชยสมมาตรและแขนมีความยาวเท่ากัน
• การรองรับแบบคงที่นั้นถือว่าเข้มงวดอย่างยิ่ง
• ท่อไม่มีแรงลมและโหลดอื่น ๆ
• ไม่คำนึงถึงความต้านทานของแรงเสียดทานของตัวรองรับที่เคลื่อนที่ได้ในระหว่างการยืดตัวด้วยความร้อน
• ข้อศอกจะเรียบ

1. ไม่แนะนำให้วางส่วนรองรับแบบตายตัวที่ระยะห่างน้อยกว่า 10DN จากตัวชดเชยรูปตัวยู เนื่องจากการถ่ายโอนโมเมนต์การหนีบของการรองรับไปนั้นจะลดความยืดหยุ่น


2. แนะนำให้ใช้ส่วนไปป์ไลน์จากส่วนรองรับคงที่ไปจนถึงตัวชดเชยรูปตัวยูให้มีความยาวเท่ากัน หากไม่ได้วางตัวชดเชยไว้ตรงกลางของส่วน แต่เลื่อนไปทางส่วนรองรับคงที่ตัวใดตัวหนึ่ง แรงการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นและความเค้นจะเพิ่มขึ้นประมาณ 20-40% ซึ่งสัมพันธ์กับค่าที่ได้รับสำหรับตัวชดเชยที่อยู่ อยู่กึ่งกลาง.


3. เพื่อเพิ่มความสามารถในการชดเชย จะใช้การยืดล่วงหน้าของตัวชดเชย ระหว่างการติดตั้ง ตัวชดเชยต้องเผชิญกับภาระการดัด เมื่อได้รับความร้อน จะถือว่าอยู่ในสถานะไม่ได้รับแรงกด และที่อุณหภูมิสูงสุดจะเกิดความตึงเครียด การยืดตัวชดเชยเบื้องต้นด้วยจำนวนเท่ากับครึ่งหนึ่ง การยืดตัวด้วยความร้อนไปป์ไลน์ช่วยให้คุณเพิ่มความสามารถในการชดเชยเป็นสองเท่า

พื้นที่สมัคร

ตัวชดเชยรูปตัวยูใช้เพื่อชดเชยการยืดตัวด้วยความร้อนของท่อในส่วนยาวตรง หากไม่มีความเป็นไปได้ที่จะชดเชยท่อด้วยตัวเองเนื่องจากการหมุนเวียนในเครือข่ายความร้อน การไม่มีตัวชดเชยบนไปป์ไลน์แบบตายตัวที่มีอุณหภูมิผันแปรของตัวกลางที่ใช้งานจะนำไปสู่ความเครียดที่เพิ่มขึ้นซึ่งสามารถทำให้ท่อเสียรูปและทำลายไปป์ไลน์ได้

ใช้ข้อต่อขยายแบบยืดหยุ่น

1. สำหรับการวางเหนือพื้นดินสำหรับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางท่อทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงพารามิเตอร์ของสารหล่อเย็น
2. เมื่อวางในช่อง อุโมงค์และตัวสะสมทั่วไปบนท่อส่งตั้งแต่ DN25 ถึง DN200 ที่แรงดันน้ำหล่อเย็นสูงสุด 16 บาร์
3. ด้วยการวางท่อแบบไม่มีช่องสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง DN25 ถึง DN100
4. หากอุณหภูมิปานกลางสูงสุดเกิน 50°C

ข้อดี

• ความสามารถในการชดเชยสูง
• บำรุงรักษาฟรี
• ง่ายต่อการผลิต
• แรงที่ไม่มีนัยสำคัญส่งไปยังตัวรองรับคงที่

ข้อเสีย

• ค่าใช้จ่ายมหาศาลท่อ
• รอยเท้าขนาดใหญ่
• ความต้านทานไฮดรอลิกสูง

เอกสารคำแนะนำ (RD) นี้ใช้กับท่อเหล็กของเครือข่ายทำน้ำร้อนที่มีแรงดันใช้งานสูงถึง 2.5 MPa และ อุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 200 ° C และท่อส่งไอน้ำที่มีแรงดันใช้งานสูงถึง 6.3 MPa และอุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 350 ° C วางบนฐานรองรับ (เหนือพื้นดินและในช่องปิด) รวมถึงไม่มีช่องสัญญาณในพื้นดิน RD กำหนดความหนาของผนังของส่วนโค้ง ทีออฟ และไท-อิน จากสภาวะเพื่อให้แน่ใจว่า ความจุแบริ่งจากการกระทำของแรงดันภายในตลอดจนการประเมินความแรงสถิตและวัฏจักรของไปป์ไลน์

สนิป -85

เมื่อคำนวณการรองรับควรคำนึงถึงความลึกของการแช่แข็งหรือการละลายของดินการเสียรูปของดิน (การทรุดตัวและการทรุดตัว) รวมถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดิน (ภายในขอบเขตของการรับรู้ภาระ) ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี ระบอบอุณหภูมิ, การระบายน้ำหรือน้ำท่วมบริเวณที่ติดกับเส้นทาง และเงื่อนไขอื่นๆ 8.43. โหลดบนตัวรองรับที่เกิดจากผลกระทบของลมและจากการเปลี่ยนแปลงในความยาวของท่อภายใต้อิทธิพลของความดันภายในและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของผนังท่อควรพิจารณาขึ้นอยู่กับระบบที่ใช้สำหรับการวางและการชดเชยการเสียรูปตามยาวของ ท่อโดยคำนึงถึงความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวของท่อบนฐานรองรับ

การคำนวณตัวชดเชยรูปตัวยู

เพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อน ข้อต่อการขยายตัวรูปตัวยูใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายทำความร้อนและโรงไฟฟ้า

แม้จะมีข้อบกพร่องหลายประการ ได้แก่ ขนาดค่อนข้างใหญ่ (ความต้องการช่องชดเชยในเครือข่ายความร้อนพร้อมปะเก็นช่อง) การสูญเสียไฮดรอลิกอย่างมีนัยสำคัญ (เมื่อเทียบกับกล่องบรรจุและเครื่องเป่าลม); ข้อต่อขยายรูปตัวยูมีข้อดีหลายประการ

ข้อดี อย่างแรกเลยก็คือความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือ

การคำนวณตัวชดเชยรูปตัวยู

เส้นผ่านศูนย์กลางท่อโค้งงอรัศมี R = 1 ม.

ออกเดินทาง ล. = 5 ม.; อุณหภูมิน้ำหล่อเย็น เสื้อ \u003d 150 ° C และอุณหภูมิภายในห้อง t vk = 19.6°C; ความเค้นชดเชยที่อนุญาตในไปป์ไลน์ s เพิ่ม = 110 MPa ระบบทำความร้อนและ เครื่องทำความร้อนอำเภอเป็นส่วนเชื่อมโยงที่สำคัญในการประหยัดพลังงานและอุปกรณ์วิศวกรรมของเมืองและภูมิภาคอุตสาหกรรม

ท่อเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด

การออกแบบท่อจากโพรพิลีนสำหรับระบบจ่ายน้ำเย็นและน้ำร้อนเป็นไปตามข้อบังคับ รหัสอาคารและกฎ (SNiP) 2.04.01 85 "การประปาภายในและการระบายน้ำทิ้งของอาคาร" โดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะ ท่อโพลีโพรพิลีน.

การเลือกประเภทท่อนั้นพิจารณาจากสภาพการทำงานของท่อ: แรงดัน อุณหภูมิ อายุการใช้งานที่ต้องการ และความก้าวร้าวของของเหลวที่ขนส่ง เมื่อขนส่งของเหลวที่มีฤทธิ์รุนแรง ค่าสัมประสิทธิ์ของสภาวะการทำงานของไปป์ไลน์ควรใช้ตามตาราง

2 ของ CH 550 82

การคำนวณไฮดรอลิกของท่อจาก PP R 80 ประกอบด้วยการกำหนด การสูญเสียความดัน(หรือแรงดัน) เพื่อเอาชนะความต้านทานไฮดรอลิกที่เกิดขึ้นในท่อ, ในส่วนควบ, ในสถานที่ที่มีการเลี้ยวที่แหลมคมและการเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

การสูญเสียหัวไฮดรอลิกในท่อกำหนดโดยโนโมแกรม

หน้า 7); การปรับปรุงระบบระบายความร้อนและไฮดรอลิกของระบบจ่ายความร้อน

ความเค้นชดเชยตามยาวดัดที่จุดยึดแบบแข็งของแขนที่เล็กกว่า b(a)= 45.53 MPa ความเค้นชดเชยตามยาวที่จุดยึดแบบแข็งของแขนที่ใหญ่กว่า b(b)= 11.77 MPa ความเค้นชดเชยตามยาวที่จุด โค้ง b(c)= 20.53 MPa

ผลลัพธ์ของโปรแกรม Px=1287.88 H นำมาคำนวณ เมื่อกำหนดโหลดแนวนอนมาตรฐานบน การสนับสนุนคงที่ควรคำนึงถึง: แรงดันภายในที่ไม่สมดุลเมื่อใช้ตัวชดเชยกล่องบรรจุในพื้นที่ที่มี วาล์วหยุด, การเปลี่ยนผ่าน, มุมการหมุน, โครง; เราควรคำนึงถึงแรงเสียดทานในฐานรองรับที่เคลื่อนย้ายได้และบนพื้นสำหรับการวางแบบไม่มีช่องสัญญาณ เช่นเดียวกับปฏิกิริยาของตัวชดเชยและการชดเชยตัวเอง

การคำนวณออนไลน์ของตัวชดเชยรูปตัว g

การคำนวณโดยใช้โปรแกรม START ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยในการทำงานของระบบท่อ เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆอำนวยความสะดวกในการประสานงานของโครงการกับหน่วยงานกำกับดูแล (Rostehnadzor, Glavsgosexpertiza) ลดต้นทุนและเวลาในการว่าจ้าง

START ได้รับการพัฒนาโดย NTP Truboprovod LLC - องค์กรผู้เชี่ยวชาญรอสเทคนาดซอร์ มีใบรับรองความสอดคล้องของหน่วยงานกลางสำหรับกฎระเบียบทางเทคนิคและมาตรวิทยา