Раздел 5.Механический расчет тепловой сети
Рисунок
7. Профиль тепловой сети
К
1
2
2)
3
4
5
1)
3)
О
90
L
L1
При данных диаметрах участков выбираем длины плечей поворота:
L=2,4м;L1=10м(dу=50мм)
L=2,4м;L1=10м(dу=30мм)
L=2,4м;L1=10м(dу=30мм)
пределяется необходимое количество неподвижных опор. При выборе количества опор необходимо учитывать имеются ли естественник повороты на участках. На участках а-3;в-2;в-5 естественные повороты имеются, т.е следует учитывать само компенсацию, для чего выбираются плечи поворота
Таким образом, на длине участков L+L1не требуется установка компенсаторов.
Правильность выбора длин плеч проверяется расчетом
Для этого: определяется напряжение в точке закрепления короткого плеча и сравнивается с допустимым значением[ ]
Для угла поворота 90 :
=(1,5* L*E*d/L2)*(n+1)=
(4,2+1)=66,4м
Па (65)=
(4,2+1)=43,86м
Па= (4,2+1)=43,86м Па
d – внутренний диаметр трубопровода, м
L – удлинение короткого плеча, м
L= *L* t=12*10-6*2,4*177=0,0051м (66)
– коэффициент линейного удлинения, 1/град.
– 12*10-6
- дина короткого плеча, м
t–разность температур,
t=t1-tнро=150-(-27)=177 (67)
– модуль
упругости первого рода, Па
=19,6*1010 Па
=L1/L=10/2,4=4,2
(68)
Определяем количество скользящих опор для каждого участка:
Примером для расчетом берем участок к-1
Определяется
расстояние между свободными опорами:
L0=
,
м (69)
W – экваториальный момент сопротивления трубопровода,м3. Выбирается из таблиц
4 – расчетное напряжение изгиба, Па
4= * *[ ]=0,45*0,7*115*106=36,225*106Па (70)
– коэффициент понижений допустимого напряжения
=0,4-0,5
– коэффициент запаса прочности: =0,7
допустимое
напряжение для материала трубопровода,
Па, выбирается из таблиц
-удельная
нагрузка на единицу длины трубопровода
, Н/м
=
=
=167,7
Н/м (71)
в-вертикальная нагрузка , Н/м
в=167,5 Н/м
г-горизонтальное усиление , действующее на свободные опоры , Н/м
г=К*
*
*Диз=1,5*
*1.2*0,176=8,91
Н/м (72)
К-аэродинамический коэффициент.
К=1.4-1.6
Wв-скорость ветра (средняя) в данной местности м/с
-плотность
воздуха
=1.2 кг/2
L0=
=5,6
(73)
Количество свободных опор на участке
n=Lуч/L0=100/5,6=18 (74)
остальные участки рассчитываются аналогично , результаты расчетов сведены в таблицу 14
таблица14
-
участок
Условный диаметр трубdу
Удельная нагрузка
Расстояние между свободными опорами
Тип свободных опор
Кол-во опор
k-1
70
167,7
5.6
скользящие
18
1-a
70
167,7
5.6
скользящие
18
a-в
50
126,1
4.86
скользящие
25
a-3
50
126,1
4.86
скользящие
17
в-2
32
68,26
3.85
скользящие
29
a-4
32
68,26
3.85
скользящие
16
в-5
32
68,26
3.85
скользящие
19
Определяем компенсирующую способность компенсаторов
L*
t,м
(75)
1=12*10-6*177*50=0,1062 м; вылет 1,2м
2=12*10-6*177*50=0,1062 м; вылет 1,2м
3=12*10-6*177*50=0,1062 м; вылет 1,2м
4=12*10-6*177*50=0,1062 м; вылет 1,2м
5=12*10-6*177*70=0,1407 м; вылет 1,6м
6=12*10-6*177*60=0,1274 м; вылет 1,35м
7=12*10-6*177*60=0,1274 м; вылет 1,35м
8=12*10-6*177*60=0,1274 м; вылет 1,35м
9=12*10-6*177*60=0,1274 м; вылет 1,35м
10=12*10-6*177*50=0,1062 м; вылет 1,2м
11=12*10-6*177*60=0,1062 м; вылет 1,2м
Подбираем наиболее нагруженную неподвижную опору и определяем действующие на неё нагрузки:
Результирующие усилия, действующие на неподвижную опору: N=a*P*Fвн* *gG Lуч+ S, H(76)
a=1
P – внутреннее рабочее давление в трубопроводе, Па
Р=Н* ср=g=25,28*950,7*9,81=235770,56 Па (77)
Fвн – площадь сечения трубопровода, м2
Fвн=Пd2/4=(0,0692/4)*3,14=0,00374 м2 (78)
– коэффициент трения в свободных опорах
=0,6
Lуч – разность длины участков с обеих сторон неподвижной опоры, м.
Lуч=25-0=25
S
– реакция компенсаторов, Н
S=0,2
N=1*23577,56*0,00374+0,6*167,5*25+0,2=3394,5Н
С
а
в
в
хема балки:B
С
D
A
N
N
Определяются моменты в характерных точках схемы:
Ма=Мв=-N*в
10-6,
м Па(79)
Мс=МD=N*
*10-6,
м Па(80)
Ма=Мв=-3394*0,195
*10-6=-0,000469
м Па
Мс=МD=3394,5*
*10-6=0,000193
м Па
Момент
сопротивления балки:
W
Рисунок 8. Эскиз Швеллера
б=
=0,000001675м3
1,675см3
(81)
в
В
ыбираем:
Швеллер №5
б=3,55см3
d
a
=4,5мм
h
h
=50мм
в
R
r
=3,7мм
r
=7,0мм
R
t
=3,5мм