6. Определение усилий на неподвижные опоры

Усилия, воспринимаемые неподвижными опорами, складываются из неуравновешенных сил внутреннего давления, сил трения в сальниковых компенсаторах, в подвижных опорах и сил упругой деформации П-образных компенсаторов и самокомпенсации. При определении усилий на неподвижные опоры учитывается схема участка трубопровода, тип подвижных опор и компенсирующих устройств, расстояние между неподвижными опорами и наличие запорных органов и ответвлений.

В таблице 6 приведены наиболее характерные схемы расчётных участков трубопроводов и расчётные формулы. Неравномерность затяжки сальниковых компенсаторов и работы подвижных опор учитывается коэффициентом 0,3.

При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору труб следует учитывать:

1. Силы трения в подвижных опорах труб , Н, определяемые по формуле

, (6.1)

где: – коэффициент трения в подвижных опорах труб, для катковой и шариковой опоры , для скользящих – в зависимости от конструкции. При трении стали по стали ; стали по бетону ; чугуна по стали ;

– вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии, включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды для водяных и конденсатных сетей (вес воды в паропроводах не учитывается), Н/м;

– длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или угла поворота трассы при самокомпенсации, м.

2. Силы трения в сальниковых компенсаторах , Н, определяемые по формулам:

; (6.2)

, (6.3)

где: – рабочее давление теплоносителя п.10.6 [13], Па, (но не менее 1,0  10⁶ Па);

– длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, м (65÷70 мм у компенсаторов с D_у 175 мм и 120 мм у компенсаторов с D_у>175 мм);

– наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, м;

– коэффициент трения набивки о металл, принимаемый равным 0,15;

– число болтов компенсатора;

– площадь поперечного сечения набивки сальникового компенсатора, м², определяемая по формуле

; (6.4)

– внутренний диаметр корпуса сальникового компенсатора, м.

При определении величины по формуле (6.2) величину принимают не менее 1  10⁶ Па. В качестве расчётной принимают бóльшую из сил, полученных по формулам (6.2) и (6.3).

3. Неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов , Н, на участках трубопроводов, имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота или заглушки, определяемые по формуле

, (6.5)

где: – рабочее давление теплоносителя, Па;

– площадь поперечного сечения по наружному диаметру патрубка сальникового компенсатора, м².

Неуравновешенные силы внутреннего давления возникают вследствие разности давлений или площадей сечений. В симметричных по обе стороны неподвижной опоры участках они взаимно уравновешиваются (компенсируются). При этом неподвижные опоры, на которые не действуют силы внутреннего давления, принято называть разгруженными, а при их наличии – неразгруженными. Пример расчёта неподвижных опор приведён на странице 404 [9, С.404; 19, С.399].

В курсовом проекте необходимо определить осевое усилие, действующее на промежуточную опору в УТ (указанном преподавателем).

Таблица 6

Расчётные формулы для определения осевых и боковых сил на неподвижные опоры трубопроводов (от одной трубы) [9]

Номер схемы	Схема расчётного участка трубопроводов	Расчётные формулы
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12