3.5 Определение среднего пролёта трубопровода при отсутствии резонансныхколебаний

Расчёты приводятся из СНиП 2.04.12-86 приложения 4;Средний пролёт трубопровода lпри отсутствии резонансных колебаний трубопровода следует определять по формуле 1:

(3.5.1);

где d_eнаружный диаметр трубопровода;

t_{пот .}-номинальная толщина стенки трубопровода;

d_e – t_пот.= 1020мм – 12мм = 1008мм = 1,008м;

P_n рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды внутри трубопровода;

P_n = 6 кг/см²= 60 т/м²= 0,6 МПа;

R_y расчётное сопротивление материала труб и соединительных деталей по пределу текучести;

R_y =215 МПа (см. СНиПII-23-81*, табл. 51а);

qрасчётная нагрузка на единицу длины надземного трубопровода;

γ_cкоэффициент условной работы трубопровода;

γ_f5(6)–коэффициент надёжности по нагрузке;

Значение величины расчётной нагрузки на единицу длины трубопровода qнеобходимо определять по формуле 2:

q = _f1 q_dwn + _f2 q_insn + _f7(8) v_l(g)n + _f11(12) v_s(i)n ; (3.5.2)

Нормативные нагрузки в формуле 2 принимаем:

от веса единицы длины трубопровода q_dwn и от веса единицы длины изоляционного покрытия трубопровода.v_f1 =1,1;q_dwn =298 кг/м;q_insn= 0 кг/м (см. СНиП 2.01.07-85);

от веса транспортируемой среды, v_f1 =0;

от снега или гололёда v_s(i)n –определяем по формуле 3, для снеговой нагрузки; и по формуле 4 –для гололёдной. При этом принимается нагрузка, для которой величина произведения_f11 v_sn или_f12 v_in больше;_f11=1,4;_f12=1,3 (см. СНиП 2.04.12-86; табл.1, стр.2);

_c= 0,70 –для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; вредные (класса опасности 3) и трудно горючие и не горючие (инертные) газы; (табл. 5, стр. 5).

Определяем нормативную снеговую нагрузку на единицу длины горизонтальной проекции надземного трубопровода vsnпо формуле 3;

v_sn = 0,4 S (d_e + 2t_ins); (3.5.3);

где S–полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия (определяется по СНиП 2.01.07-85* п. 5.1.);

S = S₀ ;

где S₀–нормативное значение веса снегового покрова на 1м²горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии СНиП 2.01.07-85* табл.4 (S₀ = 0.5 кПа);

 –коэфф. перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии СНиП 2.01.07-85*, прилож.3;  = 1

t_ins–толщина изоляционного покрытия трубопровода (t_ins = 0мм);

v_sn = 0,4·0,5·10³·(1,02+0) = 204 Н/м

Определяем, так же, нормативную нагрузку от обледенения на единицу длины надземного трубопровода vin из сНиП 2.04.12-86, по формуле 4;

v_in =1,9 t_i γ_i(d_e + 2t_ins); (3.5.4);

v_in =1,9·0,02 · 9·10³(1,02 + 2·0) = 348,8 Н/м

Так как гололёдная нагрузка на трубопровод больше снеговой(γ_in>γ_sn), то расчёты будем производить, учитывая гололёдную нагрузку, по СНиПII-23-81*

R_y= 215 (2200) –расчётное сопротивление по пределу текучести материала, МПа (кгс/см²);

Определяем расчётную нагрузку q по формуле (3.5.2):

q =1,1·2980 + 1,3·348,8 = 3731,4 Н/см =373,14 Н/м пог.

Находим средний пролёт трубопровода lпо формуле 1:

Условие среднего пролёта трубопровода l= 63,3м53м, при отсутствии резонансных колебаний выполняется.

3.6 Расчёт критической скорости ветра

Данный расчёт производится, опираясь на «Руководство по расчёту зданий и сооружений на действие ветра.» п. 7.3

Определяем v_кр вызывающую резонансные колебания, по формуле(3.6.1):

(3.6.1);

где T_i – берётся из расчёта на ЭВМ, который производится с помощью программного программирования в операционной системе LENUX - «MathCAD», расчёты выводятся на печать и приводятся в табл.1.

Табл.1

Собственные значения, частоты, периоды колебаний, Загружения 2

№ п/п	Собств. значения	ЧАСТОТЫ		ПЕРИОДЫ	Коэфф. Формы колебания
		1/С	Гц	С
1.	0,14477	6,9075	1,0999	0,9091
2.	0,03619	27,6300	4,3997	0,2272
3	0,01609	62,1674	9,8993	0,1010

Собственные значения, частоты, периоды колебаний, Загружений 3

№ п/п	Собств. значения	ЧАСТОТЫ		ПЕРИОДЫ	Коэфф. Формы колебания
		1/С	Гц	С
1.	0,17913	5,5826	0,8890	1,1249
2.	0,04478	22,3304	3,5558	0,2812
3	0,01990	50,2434	8,0005	0,1249

Отсюда следует, T_i = 1,1249 сек.

S_h = 0,2

v_{кр i} = 1,02 / (1,1249·0,02) = 45,34 м/сек

где q₀ – нормативная ветровая нагрузка, зависит от района местности; q₀=0,60кПа

v_кр = 2,02√0,6∙10³ = 49,57 м/сек.

Сравним допустимую критическую скорость ветра действующий на трубопровод и фактическую скорость ветра:

v_{кр i} =45,34 м/сек. < v_кр = 49,57 м/сек. – что допустимо.

Поэтому проверку на резонанс не производим.