Улучшение теплового и гидравлического режима системы теплоснабжения п. Победа г. Хабаровска (стр. 4 из 14)
tw - средняя за период эксплуатации температура теплоносителя, которая при расчетных параметрах теплоносителя 95-70 и круглогодовом режиме работы тепловых сетей может быть принята для подающего трубопровода 70°С, для обратного - 50°С;
te - среднегодовая температура окружающей среды; при подземной прокладке - среднегодовая температура грунта, + 2°С;
К1 - коэффициент географического положения (для Дальнего Востока 0,8).
2) Термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м2оС/Вт, определяемое по формуле:
(1.27)где aе - коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух, Вт/(м2°С); согласно прил. 9 [8] при прокладке в каналах aе= 8 Вт/(м2°С);
d - наружный диаметр трубопровода, м;
3) термическое сопротивление поверхности канала определяемое по формуле:
(1.28)где aе - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала; aе = 8 Вт / ( м2о С );
dВЭ - внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый по формуле:
(1.29)где F - внутреннее сечение канала, м2;
P - периметр сторон по внутренним размерам, м;
4) термическое сопротивление стенки канала определяется по формуле:
lст – теплопроводность стенки канала, для железобетона lст = 2.04 Вт/(м2оС);
dНЭ - наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м:
5) термическое сопротивление грунта:
где h - глубина заложения оси трубопроводов, м;
lгр – теплопроводность грунта, принято lгр=2 Вт/(м оС);
6) термическое сопротивление слоя изоляции, для подающего и обратного трубопровода:
7) толщина тепловой изоляции:
где lи - теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по [8], Вт/(м°С), маты из стеклянного штапельного волокна ГОСТ 10499-78 - l1=0,061 Вт/м°С, l2=0,055 Вт/м°С;
В соответствии с приложением 11 [8], по рассчитанным
и 
принимаем: для подающего трубопровода – 80 мм, для обратного – 80 мм.1.8.2 Расчет П-образного компенсатора
Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность Dlк для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (110 МПа). Необходимо также определить реакцию компенсатора, используемую при расчетах нагрузок на неподвижные опоры. Тепловое удлинение расчетного участка трубопровода DL, мм, определяют по формуле
DL = aDt L (1.30)
где a - средний коэффициент линейного расширения стали, мм/(мо С) для типовых расчетов можно принять a = 1.2 10 - 2 мм/(моС);
Dt - расчетный перепад температур, определяемый по формуле:
Dt =t1 - to (1.31)
где t1 - расчетная температура теплоносителя, оС;
tо - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, оС;
L - расстояние между неподвижными опорами, м.
Dt = 95-(-31)=126 оС
Для расчетного участка теплосети (компенсатор К5):
L=26,8+27=53,6 м
DL=1,2*10 –2 *126 * 53,6=81,7 мм
Из справочных данных [8] подбираем П-образный компенсатор с гнутыми отводами. Вылет компенсатора 2,0 м, компенсирующая способность 160 мм (с учетом предварительной монтажной растяжки компенсаторов на 50% расчетного температурного удлинения). Осевая сила при этом составляет 0,6*8,17=4,9 кН.
Схема компенсатора приведена на Рис.1. .
Рис. 1. – Схема П-образного компенсатора
1.8.3 Расчет самокомпенсации
При расчете самокомпенсации основной задачей является определение максимального напряжения у основания короткого плеча угла поворота трассы и определение упругого отпора.
Максимальное напряжение определяют для углов поворотов 90о по формуле:
(1.32)где DL - удлинение короткого плеча, м;
L - длина короткого плеча, м;
Е - модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 2*105 МПа;
d - наружный диаметр трубы, м;
n = L1/L - отношение длины длинного плеча к короткому.
При расчетах углов на самокомпенсацию величина максимального напряжения не должна превышать [s] = 80 МПа.
DL=1,2*10 –2 *126 * 7=10,7 мм
n=19,5/7=2,8
Что ниже 80 Мпа. Для расчета упругого отпора необходимо определить удлинение длинного плеча:
DL=1,2*10 –2 *126 * 20=30,5 мм
Координаты упругого центра:
Приведенная длина оси:
Радиус гнутья (для сварного отвода):
где rср – радиус поперечного сечения трубы (по середине толщины стенки);
a =15° для сварных отводов, составленных из двух секторов, a =11° для отводов из трех и четырех секторов.
Параметры
где s - толщина стенки трубы, м.
Для трубы диаметром 0,159х4.5:
Результаты работы программы:
ПОДБОР Г-ОБРАЗНОГО КОМПЕНСАТОРА
Результаты расчета
Сила упругой деформации по оси Х Px=1287.88 H
Сила упругой деформации по оси У Pу=220.42 H
Изгибающее продольное компенсационное напряжение в точке жесткого крепления меньшего плеча б(a)= 45.53 МПа Изгибающее продольное компенсационное напряжение в точке жесткого крепления большего плеча б(b)= 11.77 МПа Изгибающее продольное компенсационное напряжение в точке изгиба б(c)= 20.53 Мпа. За расчетные приняты результаты работы программы Px=1287.88 H
1.8.4 Расчет усилий на подвижные опоры
Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору Fv, Н, следует согласно [1] определять по формуле
Fv= Gh L (1.33)
где Gh - вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды, Н/м;
L - пролет между подвижными опорами, м.
Величина Gh по справочным данным для трубы диаметром 159 мм составляет 513 Н/м. Величина L по требования [1] не должна превышать 5 м.
Соответственно вертикальная нагрузка на опору составит:
Fv= 513*5=2565 H
1.8.5 Расчет усилий на неподвижные опоры
При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору следует учитывать: неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов, на участках имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота, заглушки; следует также учитывать силы трения в подвижных опорах и о грунт для бесканальных прокладок, а также реакции компенсаторов и самокомпенсации. Горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору следует определять:
на концевую опору - как сумму сил действующих на опору;
на промежуточную опору - как разность сумм сил действующих с каждой стороны опоры.