3.10. Выбор и расчет компенсатора.
На участке между Н-1 и Н-2 устанавливаем П-образный компенсатор. Протяженность участка L = 63 м.
Тепловое удлинение трубопроводов составит l (для подающего трубопровода):
l = х L х t,
где
= 1,2 х 10
мм/(м х К) – средний коэффициент линейного
расширения стали
l = 1,2 х 10 х 63 х (150 + 35) = 140 мм
Расчетное удлинение с учетом предварительной растяжки компенсатора составит:
lр = 0,5 l = 0,5 х 140 = 70 мм = 7 см
По таблице 4 приложения 13 Л - 1 принимаем к установке компенсатор с вылетом плеча Н = 2,4 м и спинкой С = 2,1 м с компенсирующей способностью lк=160 мм.
По таблице 5 приложения 13 Л - 1 определим реакцию компенсатора Р при значениях:
Рк = 1,0 кН/см и lр = 7 см
Р = Рк х lр = 1,0 х 7 = 7 кН
3.11. Расчет горизонтальных усилий на неподвижные опоры.
Выполняем расчет горизонтальных усилий на углу поворота УП-1 для неподвижных опор Н-2 и Н-3 магистрали № 2.
Вес 1 п м трубы Ду=200 мм с водой и изоляцией Gп = 860 кН таблица 2.11 Л - 2. Расстояние между подвижными опорами принимаем 8 м. Коэффициент трения скользящих опор = 0,3
Реакция компенсатора К-1 определена и составляет Рк = 7 кН.
Определяем реакцию угла поворота УП-1 на неподвижную опору Н-2.
Для этого определяем линейное удлинение плечей угла поворота УП-1 ( Lх).
Рисунок №9.
Схема расчетного участка.
L = х L х (t1 - to)
Lх = 1,2 х 10 х 26 х (150 + 35) = 57,7 мм
Определяем изгибающее напряжение (х) на опору Н-2
=
,
где
n
=
= 1,15
Е = 2 х 105 МПа - модуль продольной упругости стали
=
= 16,6 МПа
Предельно допустимое напряжение доп = 80 МПа , следовательно, плечи выбраны правильно и данный угол будет работать без перенапряжений.
Определяем силу упругой деформации Рх на опору Н-2 по формуле, таблица 10.19. Л - 3.
Рх
= А х
Значение А определяем по номограмме, рисунок 10.26. Л - 3.
А = 9,5
Значение
определяем по таблице 10.21. Л
- 3.
При наружном диаметре трубы 219 мм это будет 5,47 кг см2/мм2 оС
Рх
= 9,5 х
= 1,5 кг с = 15 кН
Расчет горизонтальных усилий Нгор на опору Н-2 определяем для различных тепловых режимов работы трубопровода (нагрев, охлаждение) по формулам из таблиц 11.9. – 11.16. Л - 3.
1 режим:
Н гор = Р к + х G h х L1 – 0,7 х G h х L2
Н гор = 7000 + 0,3 х 860 х 36 – 0,7 х 0,3 х 860 х 26 = 11592 Н
2 режим:
Н гор = Р к + х G h х L2 – 0,7 х х G h х L1
Н гор = 7000 + 0,3 х 860 х 26 – 0,7 х 0,3 х 860 х 36 = 7206 Н
3 режим:
Н гор = Рх + х G h х L2 – 0,7 х (Р к + х G h х L1)
Н гор = 15000 + 0,3 х 860 х 26 – 0,7 х (7000 + 0,3 х 860 х 36) = 10306 Н
4 режим:
Н гор = Р х + х G h х L1 – 0,7 х (Р к + х G h х L2)
Н гор = 15000 + 0,3 х 860 х 36 – 0,7 х (7000 + 0,3 х 860 х 26) = 14692 Н
В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение Н гор. Это будет
Н горрасч = 14692Н = 14,7 кН = 1,5 т.с.
К установке принимаем опору типоразмера МВН 2347–63 исполнения 1 с наибольшей горизонтальной нагрузкой 4 т.с., таблица 3.13. Л - 3.
Вертикальную нагрузку на подвижные опоры определяем по формуле:
F v = G h х l = 860 х 8 = 6880 Н = 6,9 кН
Усилия на остальные опоры считаем по формулам согласно таблицы 11.3. Л - 3. Сводим в таблицу и соответственно выбираем тип опор.