Теплоснабжение района г.Тихвина (стр. 16 из 18)

=0,04500+0,00021× = 0,0503 Вт/(м ^оС);

По формуле (1.36) рассчитывается значение lnB для подающего и обратного трубопроводов:

, В₁=1,47;

, В₂=1,42;

мм , .

Принимается тепловая изоляция толщиной для подающего трубопровода

=110 мм, для обратного =100 мм .

1.10 Выбор и механический расчет конструктивных элементов тепловой сети

1.10.1 Расчет труб на прочность

Расчет ведется для трубопроводов среднего диаметра по основной магистрали и включает в себя расчет толщины стенки трубы и определение суммарного напряжения от внутреннего давления при известной толщине стенки трубы.

1.10.1.1 Расчет толщины стенки трубы

Необходимую толщину стенки трубы определяют в зависимости от внутреннего давления теплоносителя при гибких компенсаторах и самокомпенсации, мм, по формуле:

, (1.39)

где

– рабочее давление теплоносителя, МПа;

– наружный диаметр трубы, мм;

– допустимое напряжение от внутреннего давления, принято равным 117 МПа;

– коэффициент прочности продольного или спирального сварного шва, =0,7¸0,9;

с – прибавка к расчетной толщине стенки трубы, с=0,5 мм.

мм.

1.10.1.2 Определение суммарного напряжения от внутреннего давления теплоносителя при выбранной толщине стенки трубы

, МПа, (1.40)

где

,

– принятая толщина стенки, мм;

=7-0,5=6,5 мм.

МПа.

Должно быть выполнено условие

£ , т.е. 72,09 МПа £ 117 МПа – верно.

1.10.2 Расчет компенсации температурных удлинений

Для компенсации температурных удлинений трубопроводов принимаются П-образные компенсаторы и используются повороты трассы для самокомпенсации.

Расчет естественных компенсаций и П-образных компенсаторов заключается в определении усилий

и максимальных напряжений , возникающих в опасных сечениях, при этом для П-образных компенсаторов 110 МПа, для участков самокомпенсации – 80 МПа.

По номограммам для П-образных компенсаторов стр. 390¸460 [23] определяют по расчетному удлинению

: вылет компенсатора и силу упругой деформации .

Величина теплового удлинения трубопровода, Δl, м вычисляют по формуле:

, (1.41)

где

– коэффициент линейного расширения, который принимается равным при = 150 °С, =1,25×10^-5 м/м °С;

=150 °С – максимальная температура стенки трубы;

– минимальная температура стенки, принимается равной =-29°С;

– длина участка трубы, м.

Для увеличения компенсирующей способности П-образных компенсаторов и снижения напряжений предусматривается предварительная растяжка в размере 50% теплового удлинения. Поэтому расчетные тепловые удлинения рассчитываемого участка равно:

Δl_p=0,5Δl мм (1.42)

Произведем расчет компенсатора К1, показанного на рисунке 1.4:

Рисунок 1.4 – Схема П-образного компенсатора

=1,25×10^-5×125 (150-(-29))= 0,280 м = 280 мм,

Δl_p=0,5×280=140 мм .

По номограммам лист [12] подбирается компенсатор К1:

– вылет компенсатора

= 7,7 м;

– полка компенсатора В= 0,5×Н=7,7×0,5 = 3,85 м;

– сила упругой деформации

=18,62 кН.

Расчет остальных компенсаторов сведен в таблицу 1.12.

Таблица 1.12 – Расчет П-образных компенсаторов

№ компенсатора	dхS, мм	L, м	∆l, мм	∆lp, мм	H, м	B, м	Pk, кН
1	2	3	4	5	6	7	8
1,2,3,4	478х7	125	280	140	7,7	3,85	18,62
5,6,7	377х9	130	291	145,5	7,1	3,55	17,93
окончание таблицы 1.12
1	2	3	4	5	6	7	8
8,9,10	377х9	125,72	281	140,5	7,4	3,7	18,82
21,22,23	377х9	121,42	272	136	7,7	3,85	19,6
24,25,26	377х9	105,66	236	118	8,5	4,25	22,05
11,12,13	325х8	105,34	236	118	6,1	3,05	13,33
27,28,29,30	325х8	104	233	116,5	6,16	3,08	13,45
59,60,61,62,63,64,65,66	325х8	104,38	234	117	6,14	3,07	13,45
14,15,16	273х8	94,34	211	105,5	5,64	2,82	11,76
31,32,33,34	273х8	101,5	227	113,5	5,3	2,65	11,17
35,36	219х7	100	224	112	5,28	2,64	7,15
17,18	194х6	100	224	112	6,5	3,25	8,43
19,20	194х6	80	179	89,5	8,3	4,15	12,94

Расчет естественных компенсаций заключается в определении усилий Р_х и Р_у и максимальных напряжений d, возникающих в опасных сечениях.