Матеріали. труби і арматуру для теплових мереж, а також розрахунок трубопроводів на міцність, способи будівництва та монтажу приймають відповідно до вимог [1, 10].
РОЗРАХУНОК НА ВІДШКОДУВАННЯ теплового подовження ДІЛЯНКИ ТРУБОПРОВОДУ З П-подібних компенсаторів:
У теплових мережах в даний час найбільш широко застосовуються сальникові, П-образні, а останнім часом і сильфонні компенсатори. Крім спеціальних компенсаторів використовують для компенсації і природні кути поворотів теплотраси -самокомпенсацію. Компенсатори повинні мати достатню компенсуючу здатність # 916; lк для сприйняття температурного подовження ділянки трубопроводу між нерухомими опорами, при цьому максимальні напруги в радіальних компенсатори не повинні перевищувати допустимих (110 -160 МПа в залежності від марки стали). Необхідно також визначити реакцію компенсатора, використовувану при розрахунках навантажень на нерухомі опори.
Теплове подовження розрахункової ділянки трубопроводу # 916; l, мм, визначають за формулою
де # 945; - середній коефіцієнт лінійного розширення стали, мм / (м ° С) (для типових розрахунків можна прийняти # 945; = 1,2 · 10 -2 мм / (м · ° С) [21];
# 916; t - розрахунковий перепад температур, який визначається за формулою
де # 964; 1 - розрахункова температура теплоносія, ° С;
t0 - розрахункова температура зовнішнього повітря, ° С;
l - відстань між нерухомими опорами, м.
При проектуванні теплових мереж немає необхідності розраховувати кожен з встановлюваних компенсаторів за формулами, викладеними в [10]. Це може знадобитися тільки при перевірці міцності і компенсує здібності компенсаторів з наперед заданими розмірами або при виборі найбільш раціональної конфігурації (наприклад, відносини ширини до розміру вильоту).
При підборі П-подібних компенсаторів в курсовому проекті їх компенсує здатність, розміри відповідно до малюнком 16, а також осьова реакція можуть бути визначені за таблицями 19,20 [13].
Малюнок 16 - Схема П-подібного компенсатора
Таблиця 19 - Типорозміри П-подібних компенсаторів
РОЗРАХУНОК ЗУСИЛЬ, ЩО ДІЮТЬ НА нерухомій опорі
Нерухомі опори фіксують положення трубопроводу в певних точках і сприймають зусилля, що виникають в місцях фіксації під дією температурних деформацій і внутрішнього тиску.
Зусилля, які сприймаються нерухомими опорами, складаються з неврівноважених сил внутрішнього тиску, реакцій вільних опор і реакцій компенсаторів температурних деформацій. Ці зусилля, як правило, діють по обидва боки нерухомої опори. Залежно від напрямку їх векторів зусилля взаємно врівноважуються (т. Е. Віднімаються) або підсумовуються.
Нерухомі опори виконуються зазвичай із залізобетону або сталі. Якщо нерухома опора встановлена в камері, то зусилля, яке сприймає опорою, передається на вертикальні стійки, кінці яких затиснені в підставі і перекритті камери
Малюнок 18 - Залізобетонна щитова нерухома опора
При розташуванні нерухомих опор між камерами, в непрохідних каналах або при канальної прокладки зручні залізобетонні щитові опори (рисунок 17). Така опора являє собою залізобетонну плиту. Конструкція не вимагає солідних фундаментів, тому що навантаження від неї передається центрально.
Навантаження на нерухомі опори підрозділяють на вертикальні і горизонтальні.
Вертикальні навантаження визначають за формулою (51).
Горизонтальні навантаження на нерухомі опори виникають під впливом наступних сил:
- тертя в рухомих опорах при тепловому подовженні трубопроводу, що прокладається в непрохідних і напівпрохідних каналах, тунелях і надземне;
- тертя в сальникових компенсаторах при тепловому подовженні трубопроводів;
- пружною деформації гнучких компенсаторів або самокомпенсации при розтяжці в холодному стані або при тепловому подовженні трубопроводу;
- внутрішнього тиску при застосуванні неврівноважених сальникових компенсаторів (розрізані трубопроводи).
Горизонтальні осьова (Н г.о.) і бічна навантаження (Н Г.Б.) на опору визначаються за формулами таблиці 23 [11].
Сили тертя в рухомих опорах труб визначаються за формулою:
f - коефіцієнт тертя рухомих опор (для ковзних опор приймається 0,3);
q - вага трубопроводу в робочому стані: вага труби, ізоляційної конструкції і води для водяних теплових мереж, Н / м;
L - довжина трубопроводу від нерухомої опори до компенсатора або кута повороту траси при самокомпенсации, м.
Сили тертя в сальникових компенсаторах визначають залежно від робочого тиску теплоносія, діаметра труби і конструкції сальникової набивки за формулами
де Рраб - робочий тиск теплоносія, визначається по пьезометрические графіку (найбільший тиск), Па;
l2 - довжина шару набивки по осі сальникового компенсатора, м;
D2 - зовнішній діаметр патрубка сальника компенсатора. м;
f - коефіцієнт тертя набивки про метал приймають рівним 0,15;
n - число болтів компенсатора;
fн - площа поперечного перерізу набивки сальникового компенсатора, м 2;
Площа поперечного перерізу набивки визначають за формулою
де D3 - внутрішній діаметр корпусу сальникового компенсатора, м (див. таблицю А.1).
В якості розрахункової приймають велику з сил Рс. отриманих за формулами (79,80).
Сили пружною деформації гнучких компенсаторів і ділянок самокомпенсации визначають при розрахунку труб на компенсацію теплових подовжень відповідно до [10].
Сили внутрішнього тиску передаються тільки на ті нерухомі опори, які розташовані між неврівноваженим сальниковим компенсатором і поворотом труби, між двома суміжними ділянками з різними діаметрами сальникових компенсаторів (перехід діаметрів труб), на ділянці з засувкою (при її закритті) або з заглушкою.
Для випадків розміщення опори на ділянці з поворотом труби, з заглушкою або засувкою сили внутрішнього тиску визначають за формулою:
Для випадку з переходом діаметрів труб силу внутрішнього тиску визначають за формулою:
де Fс.н1 - площа по зовнішньому діаметру стакана сальникового компенсатора більшого діаметра, м 2;
Fс.н2 - площа по зовнішньому діаметру стакана сальникового компенсатора меншого діаметра, м 2.
5. Горизонтальну осьову навантаження на нерухому опору труби слід визначати:
на кінцеву опору - як суму сил, що діють на опору;
на проміжну опору - як різниця між сумою сил, що діють з кожного боку опори; при цьому менша сума сил, за винятком неврівноважених сил внутрішнього тиску, розпірних зусиль і жорсткості сильфонних компенсаторів, приймається з коефіцієнтом 0,7.
Примітка: Коли суми сил, що діють з кожного боку проміжної нерухомої опори, однакові, горизонтальна осьова навантаження на опору визначається як сума сил, що діють з одного боку опори з коефіцієнтом 0,3.
6. Горизонтальну бокове навантаження на нерухому опору труби слід враховувати при поворотах траси і від відгалужень трубопроводів.
При двосторонніх відгалуженнях трубопроводів бічна навантаження на опору враховується від відгалужень з найбільшим навантаженням.
7. Нерухомі опори труб повинні розраховуватися на найбільшу горизонтальне навантаження при різних режимах роботи трубопроводів, в тому числі при відкритих і закритих засувках.
При кільцевій схемі теплових мереж повинна враховуватися можливість руху теплоносія з будь-якого боку.
Продовження таблиці 23
