20. Расчёт самокомпенсации тепловых деформаций трубопроводов, выбор и расчёт компенсаторов

Для восприятия деформаций и разгрузки трубо­провода от термических напряжений применяем компенсирующие уст­ройства. На прямолинейных участках тепловых сетей используем упругие компенсаторы из гладких труб, П -образные компенса­торы

Для уменьшения размеров вылета гибких компенсаторов предусматриваем при их монтаже предварительную холодную растяжку на половину расчетной величины теплового удлине­ния.

Расчетное тепловое удлинение трубопроводов для определения размеров гибких компенсаторов определяем по формуле, мм,

∆Х = Е ∆ℓ (90)

где Е - коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсатора в размера 50% полного теплового удлинения ∆ℓ При температуре теплоносителя t ≤ 250 ºC, к.Е = 0,5 (трубопровод в холодном или горячем состоянии) табл.11.1 [2]; ∆ℓ - полное тепловое удлинение расчетного участка трубопровода, м.

∆ℓ =ℒ ∆t L (91)

здесь ℒ - средний коэффициент линейного расширения стали при нагреве от 0° до t °С,

ℒ = I2 · I0^-6 град^-1, ∆t - расчётный перепад температур, принимаем как разность между рабочей температурой теплоносителя τ_1р и t_но, L - расстояние между неподвижными опорами ( либо при определении количества компенса­торов на участке длина последнего),м

Количество компенсаторов на участке определяем по формуле с последующим округлением до целого в большую сторону.

m = (92)

где ∆К - компенсирующая способность одного компенсатора, м;

Компенсирующая способности П - образного компенсатора, предвари­тельно растянутого в холодном состоянии на половину ожидаемого теплового удлинения, при

dу = 50 - 1200 мм находится в пределах 110 - 650 мм. Определяем по табл. 9.4П, 9.5П [3], либо по формуле, м:

(93)

где σ_к - допускаемое напряжение изгиба, σ_к = 120 - 160 МПа;

Е - модуль упругости для стали, Е = 19,62 · 10⁴ Па; Н - вы­сота компенсатора, м;

С - ширина компенсатора, м.

Геометрические характеристики П - образных компенсаторов представлены в табл. 11.3 [6].

Расчёт компенсаторов по участкам сводим в таблицу 12.

Таблица 12

№ участка	∆Х	∆ℓ, м	L	m	∆К	σк	Н	Е	dн	С
1	0,080	0,160	70	1	0,454	120	4,2	196200	0,377	3,7
2	0,068	0,137	60	1	0,454	120	4,2	196200	0,377	3,7
3	0,068	0,137	60	2	0,123	120	4	196200	0,219	2,1
4	0,114	0,228	100	2	0,123	120	4	196200	0,219	2,1
5	0,114	0,228	100	2	0,123	120	4	196200	0,194	2,1
6	0,114	0,228	100	1	0,312	120	4,8	196200	0,325	3,1
7	0,103	0,205	90	2	0,109	120	4	196200	0,273	2,5
8	0,120	0,239	105	3	0,109	120	4	196200	0,273	2,5
9	0,097	0,194	85	2	0,123	120	4	196200	0,219	2,1
10	0,114	0,228	100	4	0,067	120	3,6	196200	0,159	1,6