1. Определяем тепловое удлинение участка по формуле

Δl=αL(t-t_р.о)

где, L – длина рассматриваемого участка трубопровода, м;

t – максимальная температура стенки трубы, принимаемая равной максимальной температуре теплоносителя, ^оС;

t_р.о – расчётная температура наружного воздуха для отопления

α–коэффициент линейного расширения углеродистых трубных сталей,мм/м· ^оС (Щёкин Р. В. справочник по теплоснабжению и вентиляции т.2)

Δl=αL(t-t_р.о) = 1,25·10^-2(150+21)·80 = 170 мм.

Таблица 4.3.

Модуль упругости и коэффициент линейного расширения для трубных сталей Ст.2, Ст.3, Ст.4

Температура стенки трубы, оС	Модуль упругости Е в кгс/см2	Коэффициент линейного расширения α·102 мм/м· оС
75	1,99·106	1,20
100	1,975·106	1,22
125	1,95·106	1,24
150	1,93·106	1,25
175	1,915·106	1,27

2. Расчётная компенсирующая способность компенсатора

Расчётную компенсирующую способность сальниковых компенсаторов принимают меньше указанной в табл.4.2 на величину Z, которая учитывает возможное смещение неподвижных опор и неточность изготовления. Значение величины Z принимают равным 40-50 мм для односторонних и 100 мм для двусторонних компенсаторов.

L_расч = l_к – Z = 400-40 = 360 мм.

3. Установочная длина компенсатора

При определении габаритов камер в случае неполного использования компенсирующей способности компенсатора установочную его длину L_уст находят по формуле

L_уст = А – Z – (L_расч – Δl) = 1360-40 – (360-170) = 1130 мм.

4. Монтажная длина компенсатора.

Перед присоединением компенсатора с трубами стакан выдвигается из корпуса на монтажную длину L_м которая определяется с учётом температуры наружного воздуха при монтаже трубопроводов по формуле

L_м =L_уст-α (t_м-t_р.о) l

где t_м – температура наружного воздуха, при которой производится монтаж трубопровода, ^оС

L_м =1130-0,0125(10+21)80 = 1100 мм.

5. Определение сил трения в сальниковой набивке

Перемещению стакана в компенсаторе препятствует трение, возникающее в сальниковой набивке. Сила трения набивки (в Н) определяется по формуле

Р_к=2πd_нbР_рабμ

где d_н – наружный диаметр стакана (принимается на 1-3 мм меньше наружного диаметра трубы, из которой выполнен стакан), м; b – длина сальниковой набивки, м; Р_раб – рабочее давление теплоносителя, Па; μ – коэффициент трения набивки по металлу (μ=0,15)

Рис. 4.1 Компенсаторы

1. Сальниковый двухсторонний

2. Сальниковый односторонний

3. Номограмма для определения сил трения сальниковых компенсаторов.

Примечание: Стальные сальниковые компенсаторы допускаются к установке при давлении до 1,6 МПа

5. Расчёт на компенсацию тепловых удлинений плоских участков трубопроводов различной конфигурации.

5.1. Г – образный участок трубопровода с углом поворота 90о (с учётом гибкости отвода)

Определить:

1. Координаты упругого центра тяжести;

2. Силы упругой деформации;

3. Максимальный изгибающий момент на прямом участке трубопровода и на гнутом отрезке в точке С;

4. Проверить возможность использования для самокомпенсации Г- образного участка трубопровода с углом поворота 90^о.

Данные для расчёта в таблице 5.1.

Таблица 5.1.