Нагрузки на подвижные опоры.

Если , то

- вертикальная нагрузка

- полный вес 1 пм. трубы вместе с водой и изоляцией.

Горизонтальные усилия в подвижных опорах вызываются наличием сил трения.

При наземной подземной канальной прокладке:

, где f- коэффициент трения для данной конструкции опоры.

1. Скользящая опора.

2. Катковая опора.

3. Шариковая опора.

4. Подвесная опора.

17. Расчет неподвижных опор:

Нагрузки на неподвижные опоры подразделяются:

В ертикальные нагрузки:

при

(6.2)

Вертикальная нагрузка на узловую опору.

(6.3)

Горизонтальные нагрузки на н.о. возникают в результате следующих сил:

- сила трения:

а) в неподвижных опорах при надземной и подземной канальной прокладке.

б) сила трения т/д об изоляцию, если изоляция неподвижно зажата грунтом («внутри изоляции») при бесканальной подземной прокладке.

в) сила трения изоляции о грунт, если т/д прочно сцеплён с изоляцией («вместе с изоляцией»).

- сила трения в сальниковых компенсаторах.

- сила упругой деформации в гибких компенсаторах или на участках естественной самокомпенсации.

- сила внутреннего давления. Н.о.,на которые передается, называются перегруженными, а на которых не подаётся разгруженными.

1. Определение силы P_ТР.

При надземной и подземной прокладке (на подвесных опорах). (6.4)

где q – полный вес 1 пог. м. (труба, вода, изоляция)

l – расстояние от н.о. до компенсатора.

f – осевой коэффициент трения н.о.

Бескональная прокладка, при которой давление грунта передаётся на стальную трубу – неразгруженная.

Когда не передаётся – разгруженная.

1. Изоляция зажата грунтом, т/д перемещается внутри изоляции, но давление грунта на т/д не передаётся.

(6.4)

q – вес 1 п.м. (труба + вода) f ≈0,6

2. Труба плотно охвачена изоляцией и воспринимает давление грунта, но перемещается внутри изоляции.

3 . Т/д вместе с изоляцией перемещается в грунте. Давление воспринимает и изоляция и труба.

- диаметр поверхности трения.

(6.5)

где к_Л - коэффициент ЛИСИ, учитывает податливость подвижных опор и прочие факторы, снимающие нагрузку.

Для d до 600 мм. к_Л =0,35 ; d > 600 мм. к_Л =0,5

μ=0,6 – коэффициент трения.

q₀- давление грунта на поверхность трения.

где q_Г- горизонтальное давление грунта.

q_В - вертикальное давление грунта.

q_ТР- вес 1 п.н. конструкции внутри поверхности трения.

;

2. Определение силы P_C

D_CТ - диаметр стакана компенсатора.

P_РАБ - рабочее давление в т/д.

b – длина сальниковой набивки вдоль оси.

f =0,15 – коэффициент трения.

3. Определение силы P_К.

Берётся из из расчёта т/д на компенсаторе температурных удлинений.

4 . Определение. P_В.

Результирующее усилие, действующее на неподвижную опору.

α- коэффициент разгрузки . для разгруженных 0 ; для неразгруженных 1.

∆S- разность осевых усилий дуйствующих на опору.

Порядок расчёта нагрузок на н.о.

1. Определяются суммы сил, действующих на опору с обеих сторон (при сальниковых компенсаторах , при гибких )

2. Находится разность этих сумм, причём силы трения со стороны меньшей суммы вычисляются с коэффициентом 0,7.

3. Если опора общая для нескольких т/д, то силы P_ТР и

P_C учитываются так:

а) при количестве т/д ≤ 4 – от двух т/д, действие которых наименее выгодно.

б) При количестве т/д ≥5 – от двух наименее выгодных или от всех i с коэффициентом 0,5 (выбирается большая нагрузка)

Подающий и обратный т/д водяной тепловой сети считаются за один.

18. Напряжение в трубопроводах от температурного удлинения при отсутствии компенсаторов:

Итак, неподвижное закрепление теплопроводов производят для предотвращения их смещений при температурных деформациях. Если в т/д отсутствует компенсация температурных удлинений, то при сильном нагреве в стенке т/д могут возникнуть большие разрушающие напряжения. Значение этих напряжений т/д рассчитано по закону Гука:

, где Е – модуль продольной упругости (Юнга) = МПа

i – относительная деформация.

При повышении на ∆t температуры трубы длиной l удлинение должно составлять , где α – коэффициент линейного удлинения,

Для угл. стали 1/с. Если участок трубы защемлён и при нагревании не удлиняется, то его относительное сжатие i

Из совместного решения * и ** можно найти напряжение сжатия в прямолинейном участке без компенсаторов.

;МПа.

Усилие сжатия возникающее в этом же т/д

;

где f – площадь поперечного сечения стенок т/д.

Пример:если

Очевидно, что такие большие напряжения способны деформировать и разрушить т/д., поэтому их необходимо компенсировать. Способы компенсации разнообразны, но по своему характеру все компенсаторы м/б разбиты на 2 группы.

- осевые компенсаторы

- радиальные компенсаторы

20. Осевая компенсация температурных удлинений:

Осевые компенсаторы представляют собой осевое устройство скользящего или упругого типов, в которых тепловые удлинения воспринимаются телескопическим перемещением труб или сжатием упругих вставок. В практике находят применение ОК двух типов:

- сальниковые.

- линзовые.

1. Сальниковые компенсаторы.

1. Нажимной фланец

2. Грундбукса

3. Контр.букса

4. Сальниковая наб-ка

5. Стакан ком-ра

6. Корпус ком-ра

При температурном удлинении стакан 5 вдвигается в корпус. Набивка в горячем состоянии: прографиченная асбестовая набивная, формы укладываются кольцами. По мере работы набивная изнашивается и её уплотняют при помощи затяжки болтов натяжного фланца.

Существуют 2 схемы установки СК:

- обычная схема

- схема с «плавающими» СК.

Схема б. рекомендуется в том случае как max допустимое расстояние м/у н.о. l₁ определяемое компенсирующей способностью СК.

; к – расчётный ход СК.

Примерно равно мах допустимому расстоянию l₂. При наличии задвижек (в) ОК должен устанавливаться у них, а не с противоположной стороны.

+ высокая компенсирующая способность

небольшие размеры

малые гидравлические сопротивления

- необходимость в надзоре и уходе

повышенная чувствительность к перекосам осей

необходимость установки камер

2.Линзовые компенсаторы.(сильфонные)

Применяются на прямолинейных участках т/с. При любых Ø и способах прокладки.

Количество линз не более 6 при большем количестве линз.

- Малая компенсирующая способность.

В последнее время с появлением более качественных сталей появятся более современные линзовые компенсаторы, количество линз в которых неограниченно.

Л К закрытого типа.

К находится в футляре

К способность высокая 80 500

Достоинства:

- Малые габариты

- нет необходимости в надзоре и уходе (отсутствие камер)

- Достаточно высокая компенсирующая способность

Новые технологии.

- СК трубы.

- предварительное напряжение

- гибкий монтаж труб.

19. Радиальная компенсация температурных удлинений:

При радиальной компенсации термическая деформация т/д воспринимается за счёт изгиба эластичных специальных вставок или отдельных участков самого т/д (плоские конструкции) или за счёт их кручения (объёмные конструкции).

2. Естественная компенсация (самокомпенсация) – за систему естественных углов поворота трассы.

l_УЧ.=60% от l Побр.

(l₁+l₂)- габариты и длины

Достоинства:

а) Простота конструкции

б) Надёжность конструкции

в) Не необходимости в осмотре и уходе.

г) Разгруженность н.о. от сил внутреннего давления.

д) Не нужно дополнительного расхода труб и стр. констр.

Недостатки:

а) Поперечное смещение т/д требует ↑ ширины каналов.

б) Затруднено применение засыпной изоляции.

в) Нет возможности полностью беск. прокладки.

Но до Ø 100 можно без каналов (разрыхлит.)

2. П – образные компенсаторы – получили наибольшее распространение, применяются во всех случаях когда нельзя использовать естественную компенсацию, независимо от способа прокладки, Ø т/д, и параметров теплоносителя. До Ø 200 более рационально применять П – образный компенсатор.

Они изготавливаются с применением гнутых, крутоизогнутых и сварных отводов.

Гнутые и крутоизогнутые для любых Р и t. Сварные при Ø > 500 мм.

В зависимости от отношения длины прямой вставки l и длины плеча (вылета) h компенсаторы, различают 3 типа компенсаторов.

1. 2.

3.

1. l=0,5h – с большим вылетом.

2. l=h – со средним вылетом.

3. l=2h – с малым вылетом.

Большей компенсирующей способностью обладают компенсаторы 1 типа, причём при тех же самых условиях большей компенсирующей способностью будут обладать компенсаторы с круто изогнутыми отводами, чем с гнутыми. За счёт большей длины плеча.

П – образные компенсаторы устанавливают между н.о. в середине пролёта, как правило горизонтально, но если не хватает площади их можно ставить под углом или вертикально (предусматривая дренажные и воздушные штуцеры - воздухосборники).

Компенсирующую способность П – образных компенсаторов можно увеличить при предварительной растяжке их в холодном состоянии во время монтажа на величину

В общем случае величину холодной растяжки из условия напряжения т/д в холодном и горячем состоянии. И расчётное т.у. для определения гибких компенсаторов считают по формуле.

є , - полное тепловое удлинение расчётного участка. є – коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку в холодном состоянии в размере 50 % от - по СНиП

Достоинства:

а) Большая компенсирующая способность.

б) Надёжность работы

в) Разрушенность н.о.

г) Отсутствие камер для размещения ПК.

д) Не необходимость в надзоре и уходе.

е) Изготовления.

Недостатки:

а) дополнительный расход труб на сооружение ПК

б) увеличение гидравлических сопротивлений

в) Значительные габаритные размеры затрудняют их применения в пределах городской застройки.

г) боковое перемещение т/д может привести к его смещению с подвижной опоры.

3. Нестандартные гибкие компенсаторы.

S – образные.

Значительные преимущества перед ПК: высокая компенсирующая способность, малые габариты.

т

Недостаток:

- изготавливаются кустарно.

Лиро и омегообразные компенсаторы.

Прикладка труб с изгибом, предварительное напряжение т/д!!!

23. Общие требования к теплоизоляционным конструкциям. Коэффициент эффективности теплоизоляции :

Трубопровод имеет теплопотери в окружающую среду. Для их уменьшения служит тепловая изоляция. Она характеризуется коэффициентом эффективности тепловой изоляции :

где Q_И - теплопотери изолированного трубопровода;

Q_Н.И - теплопотери неизолированного трубопровода.

В тепловых сетях теплоизоляции подлежат трубопроводы, арматура, компенсаторы, фланцевые соединения, опоры независимо от температуры теплоносителя и способа прокладки тепловой сети.

Допускается не изолировать обратные трубопроводы тепловой сети при прокладке в каналах и при технико-экономическом обосновании. Разрешается не изолировать конденсатопроводы в каналах совместной прокладки с паропроводом, а также транспортирующие конденсат на сброс. Для тепловых сетей следует принимать типовые конструкции тепловой изоляции.

Общие требования к теплоизоляционным конструкциям.

1. Имеют достаточно высокий коэффициент эффективности.

2. Иметь температуру на поверхности теплоизоляции в помещении не выше 45⁰С, в каналах и туннелях не выше 60 ⁰С.

3. Иметь общую толщину теплоизоляционной конструкции не более предельной, указанной в нормах.

4. Не препятствовать деформации трубопровода при температурном удлинении.

5. Не иметь сплошных продольных или поперечных швов.

6. быть достаточно индустриальными.

7. При необходимости иметь эстетический вид.

21. Расчет П-образных компенсаторов:

22. Расчет сальниковых компенсаторов:

24. Материалы и конструкции теплоизоляции, гидроизоляционного и покровного слоя и требования к ним:

1. Покровный слой

2. Гидроизоляционный слой.

3. Основной теплоиз-нный слой.