Методика расчета теплоснабжения промышленного жилого района (стр. 15 из 32)

По приложению №21 принимаем к установке по параллельной схеме два рабочих и один резервный насосы Д 1000-40 обеспечивающие требуемые параметры с КПД 80%.

Расчет самокомпенсации.

Определить изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром d_н = 159 мм у неподвижной опоры А (рис.7) при расчетной температуре теплоносителя t = 150 ⁰С и температуре окружающей среды t_о= -31⁰С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x10⁵ МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,25x10^-5 1/⁰C. Сравнить с допускаемым напряжением d_доп= 80 МПа

Рис.7

Решение. Определим линейное удлинение DL₁ длинного плеча L₁

DL₁= a ×L₁× (t - t_o) = 1,25x10^-5× 45 × (150 + 31) = 0,102 м

При b = 30⁰ и n = L₁/L₂ = 3 по формуле (88) находим изгибающее напряжение у опоры А

МПа

Полученное изгибающее напряжение превышает допускаемое s_доп= 80 МПа. Следовательно данный угол поворота не может быть использован для самокомпенсации.

Расчет тепловой изоляции.

Определить по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с d_н = 159 мм, проложенной в канале типа КЛП 90x45. Глубина заложения канала h_к = 1,0 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t ₀ = 4 ⁰С. Теплопроводность грунта l_гр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция - маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе t₁ = 86 ⁰С, в обратном t₂ = 48 С.

Решение. Определим внутренний d_вэ и наружный d_нэ эквивалентные диаметры канала по внутренним (0,9´0,45м) и наружным (1,08´0,61м) размерам его поперечного сечения

Определим по формуле (74) термическое сопротивление внутренней поверхности канала R_пк

Определим по формуле (75) термическое сопротивление стенки канала R_к, приняв коэффициент теплопроводности железобетона

.

Определим по формуле (76) при глубине заложения оси труб h = 1,3 м и теплопроводности грунта

термическое сопротивление грунта R_гр

=

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 ⁰С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t_тп и обратного t_то трубопроводов согласно:

Определим также коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов из стеклянного штапельного волокна) для подающего

, и обратного , трубопроводов:

= 0,042 + 0,00028 × t_тп= 0,042 + 0,00028 × 63 = 0,06 Вт/( м × ⁰С)

= 0,042 + 0,00028 × t_то= 0,042 + 0,00028 × 44= 0,054 Вт/( м ×⁰С)

Определим по формуле (73) термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя,

приняв предварительно толщину слоя изоляции d_и= 50 мм = 0,05 м

Примем по приложению №16 методического пособия, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q₁₁ = 41,6 Вт/м и обратного q₁₂ = 17,8 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего R_tot,1 и обратного R_tot,2 трубопроводов при К₁= 0,8 (см. приложение №20)

м × ⁰С/Вт

м × ⁰С/Вт

Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего

и обратного трубопроводов

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R_кп и обратного R_ко трубопроводов, м × град/Вт

м ×⁰С/Вт

м ×⁰С/Вт

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего d_к1 и обратного d_к2

Расчет компенсаторов.

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 100 м. Расчетная температура теплоносителя t₁= 150 ⁰С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t₀ = -31⁰С. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

Решение. Приняв коэффициент температурного удлинения a = 1,20×10^-2 мм/м×⁰С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле (81):

Dl= a × L× (t₁ - t₀) = 1,20 ×10^-2 ×100 × (150 + 31) = 218 мм

Расчетное удлинение Dl_р с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

Dl_р= 0,5 × Dl = 0,5 × 218 = 109 мм

По приложению №23, ориентируясь на Dl_p, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность Dl_к= 120 мм, вылет H = 1,8 м, спинку с = 1,56 м. По приложению №24 определим реакцию компенсатора Р при значении Р_к= 0,72 кН/см и Dl_р= 10,9 см

Р = Р_к × Dl_р= 0,72 × 10,9 = 7,85 кН

Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода.

Определить горизонтальное осевое усилие H_го на неподвижную опору Б. Определить вертикальную нормативную нагрузку F_v на подвижную опору.

Схема расчетного участка приведена на рис.8 Трубопровод с d_нxS = 159x6 мм проложен в техподполье. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией G_h = 513 Н. Расстояние между подвижными опорами L = 7 м. Коэффициент трения в подвижных опорах m = 0,4. Реакция компенсатора P_к = 7,85 кН. Сила упругой деформации угла поворота P_х= 0,12 кН.

Решение. Расчет горизонтальных усилий H_го на опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам приведенным в [7. стр.236]:

H_го= P_к+m ×G_h × L₁– 0,7 × m ×G_h × L₂ = 7850 + 0,4 × 513 × 50 – 0,7 × 0,4 × 513 × 30 =13801 Н

H_го= P_к +m × G_h ×L₂ – 0,7 ×m × G_h × L₁ = 7850 + 0,4 ×513 × 50 – 0,7 × 0,4 × 513 × 50 = 6824 Н

H_го=P_х+m × G_h × L₂ – 0,7 × (P_к + m × G_h × L₁) = 120 + 0,4 × 513 × 30 –

–0,7 × (7850 + 0,4 × 513 × 50) = –11714 Н

H_го= P_х + m × G_h × L₁– 0,7 × (P_к + m × G_h × L₂) = 120 + 0,4 × 513 × 50–

–0,7 × (7850 + 0,4 × 513 × 30) = –3626 Н

В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение H_го= 13801 Н =13,801 кН. Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору F_v определим по формуле (89) методического пособия

F_v = G_h × L = 513 ×7 = 3591 Н = 3,591 кН.

Расчет спускных устройств.