5. Конструктивные расчеты элементов тепловой сети.

5.1. Расчет участка тепловой сети на самокомпенсацию.

Для компенсации тепловых удлинений трубопроводов, помимо компенсаторов, могут использоваться повороты трассы (самокомпенсация). Самокомпенсацию теплового удлинения можно использовать при величине образуемого угла не более 130, при больших углах трубы должны быть закреплены. При расчёте угла поворота трассы на самокомпенсацию необходимо выполнить следующие условия:

1. LL_ПР, L=L_Б+L_М, L_ПР – приведенная длина участка, ограниченного с двух сторон неподвижными опорами. Приведённая длина является нормативной величиной, зависящей от диаметра трубопровода;

2. L_ПР0,6L^//_ПР, где L^//_ПР – приведённая длина П-образного компенсатора, которая также нормируется в зависимости от диаметра трубопровода

Возьмем в качестве расчетного УП-1

Расчет ведется по следующим формулам:

реакция неподвижной опоры на напряжении вследствие самокомпенсации по оси x

где

реакция неподвижной опоры по оси y

где

напряжение трубопровода, возникающее вследствие самокомпенсации в точке а

где

напряжение в точке b

где

напряжение в точке c

где

Здесь во всех формулах

За расчетный участок примем участок между Н44 и Н45. Для этого участка l_б=86 м, l_м=57,5 м; диаметр трубопровода d=478х6 мм.

В вышеуказанных формулах  – средний коэффициент линейного расширения стали, мм/(м⁰С), для типовых расчетов можно принять =1,210^-2 мм/(м⁰С); t – расчетный перепад температур, определяемый по формуле

где ₁ – расчетная температура теплоносителя, ⁰С; t₀ – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ⁰С

E – модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 210⁵МПа; D_н – наружный диаметр трубопровода, м.

5.2. Определение нагрузок на неподвижную опору и ее выбор.

В курсовом проекте производится расчёт и подбор неподвижной опоры Н43.

Определение усилий на опору производится при помощи расчётной схемы.

Р_с

Н44

Н43

Р_к

Н43

Суммарная горизонтальная осевая нагрузка на неподвижную опору Р_но зависит от расположения опоры и определяется

где Р_с – сила реакции неподвижно опоры на напряжение вследствие самокомпенсации, кгс; Р_к – сила трения сальникового компенсатора, определяемая по формуле

где Р_раб – максимальное рабочее давление в трубопроводе (примем 13 кгс/см²); D_н – наружный диаметр стакана сальникового компенсатора (можно принимать равным наружному диаметру трубы), см; b – длина набивки по оси сальникового компенсатора, см; f₁ – коэффициент трения в сальниковых компенсаторах (f₁=0,15).

6. Тепловой расчет теплопроводов.

6.1. Расчет средней температуры теплоносителя.

Средняя температура теплоносителя определяется по формуле:

, С

где m – продолжительность стояния температур наружного воздуха;

 - температура теплоносителя, соответствующая температуре наружного воздуха, С.

6.2. Выбор конструкции тепловой изоляции.

Тепловая изоляция служит для уменьшения потерь тепла в тепловых сетях и установках, температуры поверхности трубопроводов и температуры воздуха в местах пребывания людей.

В качестве теплоизоляционного слоя трубопроводов, с положительными температурами содержащихся в них веществ следует применять материалы и изделия со средней плотностью не более 400 кг/м³ и теплопроводностью 0,07 Вт/мС.

В курсовом проекте в качестве тепловой изоляции примем изоляцию из пенополиуретена со стальным защитным покрытием (средняя плотность  = 301500 кг/м³; теплопроводность  = 0,03 Вт/мС), выполненную по СТ 4937-001-18929664-04.

В качестве покровного слоя используются спиральновитые оболочки из тонколистовой стали с цинковым покрытием по ГОСТ 14918-80 I класса.