11 Расчет и подбор компенсаторов
В тепловых сетях широко применяются сальниковые, П - образные и сильфонные (волнистые) компенсаторы. Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (обычно 110 МПа).
Тепловое удлинение
расчетного участка трубопровода
,
мм, определяют по формуле
(81)
где
- средний коэффициент линейного расширения
стали,
(для типовых
расчетов можно принять
),
- расчетный перепад температур, определяемый по формуле
(82)
где - расчетная температура теплоносителя, о С;
- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, о С;
L - расстояние между неподвижными опорами, м (см. приложение №17).
Компенсирующую способность сальниковых компенсаторов уменьшают на величину запаса - 50 мм.
Реакция сальникового компенсатора - сила трения в сальниковой набивкеопределяется по формуле
где - рабочее давление теплоносителя, МПа;
- длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, мм;
- наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, м;
- коэффициент трения набивки о металл, принимается равным 0,15.
При подборе компенсаторов их компенсирующая способность и технические параметры могут быть определены по приложению.
Осевая реакция сильфонных компенсаторов складывается из двух слагаемых:
(84)
где - осевая реакция, вызываемая деформацией волн, определяемая по формуле
(85)
здесь l - температурное удлинение участка трубопровода, м;
- жесткость волны, Н/м, принимаемая по паспорту компенсатора;
n - количество волн (линз).
- осевая реакция от внутреннего давления, определяемая по формуле
(86)
здесь - коэффициент, зависящий от геометрических размеров и толщины стенки волны, равный в среднем 0.5 - 0.6;
D и d – соответственно наружный и внутренний диаметры волн, м;
- избыточное давление теплоносителя, Па.
При расчете самокомпенсации основной задачей является определение максимального напряженияу основания короткого плеча угла поворота трассы, которое определяют для углов поворотов 90 о поформуле
(87)
для углов более 90 о, т.е. 90+, по формуле
(88)
где l - удлинение короткого плеча, м;
l - длина короткого плеча, м;
Е - модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 2· 10 5 МПа;
d - наружный диаметр трубы, м;
- отношение длины длинного плеча к длине короткого.
При расчетах углов на самокомпенсацию величина максимального напряжения не должна превышать [] = 80 МПа.
При расстановке неподвижных опор на углах поворотов, используемых для самокомпенсации, необходимо учитывать, что сумма длин плеч угла между опорами не должна быть более 60% от предельного расстояния для прямолинейных участков. Следует учитывать также, что максимальный угол поворота, используемый для самокомпенсации, не должен превышать 130 о.