5 Конструкторская часть

5.1 Расчет самокомпенсации.

Определим изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе у неподвижной опоры А (рисунок 8) при расчетной температуре теплоносителя и температуре окружающей среды t_о⁰С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x10⁵МПа, коэффициент линейного расширения= 1,25x10^-51/⁰C. Сравнить с допускаемым напряжением_доп= 80 МПа [9,10,11]

Определим линейное удлинение L₁ длинного плеча L₁

Рисунок 8 Расчетная схема

L₁=L₁(-t_o) м _(4.1)

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

, МПа _(4.2)

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

Таблица 8 Расчет самокомпенсации
Участок	ТЭЦ3-1	1--2
Диаметр трубопровода, мм	830	720
Температура теплоносителя, °С	130	130
Температура окружающей среды,°С	-34	-34
Модуль упругости стали, МПа	200000	200000
Коэффициент лнейного расширения α, 1/°С	0,0000125	0,0000125
Допускаемое напряжение δдоп, МПа	80	80
Длинна участка АВ, м	3200	1320
Длинна участка ВС, м	1240	1840
Угол излома участка φ, град	90	90
Угол β, град	0	0
Линейное удлиннение длинного плеча, м	6,56	3,77
Отношение длинн	2,58	1,39
Изгибающее напряжение σ, МПа	4,63	1,55
Условие самокомпенсации	выполняется	выполняется

5.2 Расчет тепловой изоляции.

Определим по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с d_н мм, проложенной в канале. Глубина заложения канала h_к м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t₀ = 4⁰С. Теплопроводность грунта_гр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция - маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ.

Определим внутренний d_вэи наружный d_нээквивалентные диаметры канала по внутренним и наружным размерам его поперечного сечения

, м _(4.3)

, м _(4.4)

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

_(4.5)

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

,( м ⁰С) /Вт _(4.6)

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

( м  ⁰С) /Вт _(4.7)

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 ⁰С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t_тпи обратного t_тотрубопроводов согласно:

, ⁰С _(4.8)

, ⁰С _(4.9)

Определим также коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов из стеклянного штапельного волокна) для подающего , и обратного, трубопроводов:

= 0,042 + 0,00028 t_тп, Вт/( м ⁰С) _(4.10)

= 0,042 + 0,00028 t_то,Вт/( м⁰С) _(4.11)

Определим по формуле (73) термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, приняв предварительно толщину слоя изоляции_и= 50 мм = 0,05 м

, ( м ⁰С) /Вт _(4.12)

Примем по приложению методического указания, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q₁₁ Вт/м и обратного q₁₂ Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего R_tot,1и обратного R_tot,2трубопроводов при К₁= 0,8.

, м ⁰С/Вт;, м⁰С/Вт _(4.13)(4.14)

Таблица 9 Расчет тепловой изоляции
Участок	ТЭЦ3-1
Диаметр трубопровода, м	0,83
Глубина заложения канала hк, м	1,00
Температура грунта, °С	4,00
Теплопроводность грунта, Вт/м·°С	2,00
Теплопроводность железобетона, Вт/м·°С	2,04
Ширина канала по внутр., м	2,82
Высота канала по внутр., м	1,61
Ширина канала по нар., м	3,10
Высота канала по нар., м	2,07
Глубина заложения оси труб h, м	1,30
Ср. температурв в подающем, °С	130,00
Ср. температура в обратном,°С	50,00
Температура пов изоляции, °С	40,00
Плотность теплового потока q11, Вт/м	151,00
Плотность теплового потока q22, Вт/м	54,00
Внутр. экв. диаметр dвэ, м	2,05
Нар. экв диаметр dнэ, м	2,48
Терм сопр вн пов канала Rпк, м·°С/Вт	0,0097
Терм сопр стенки канала Rк, м·°С/Вт	0,0149
Терм сопр грунта Rгр, м·°С/Вт	0,02
Температура изоляц слоев подающего, tтп	85,00
Температура изоляц слоев обратного, tто	45,00
Коэффициент теплопроводности изоляции λк1	0,07
Коэффициент теплопроводности изоляции λк2	0,05
Термическое сопр покровного слоя, Rпс м·°С/Вт	0,04
Суммарное терм сопр подающего Rtot1, м·°С/Вт	1,04
Суммарное терм сопробратного Rtot2, м·°С/Вт	1,06
Влияние температурных полей подающего, φ1	0,36
Влияние температурных полей обратного, φ2	2,80
Требуемое терм сопр подающего Rкп, м·°С/Вт	0,93
Требуемое терм сопр обратного Rко, м·°С/Вт	0,84
Толщина изоляционного слоя δк1, мм	0,20
Толщина изоляционного слоя δк2, мм	0,14

Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратноготрубопроводов

_(4.15)

_(4.16)

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R_кпи обратного R_котрубопроводов, мград/Вт

, м ⁰С/Вт _(4.17)

, м ⁰С/Вт _(4.18)

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего _к1и обратного_к2

_(4.19)