ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКЕ

 

 

При расчете тепловой изоляции на открытом воздухе влиянием обратного трубопровода пренебрегают. Толщину теплоизоляции прямого и обратного трубопровода рекомендуется принимать одинаковой.

Рассчитаем все показатели для первого участка, результаты расчетов по остальным участкам внесем в таблицу 2.4.

Линейное термическое сопротивление теплоотдачи наружной изоляции на участке, (м :

= , (2.26)

где – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности изоляции,принимается равным 32 Вт/( );

– толщина слоя теплоизоляции трубопровода, м;

– наружний диаметр трубопровода на данном участке, м.

Проведем расчет:

= = 0,007848761 (м

Расчет термического сопротивления теплоотдаче теплоизоляции, (м

= , (2.27)

где – коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(м .

Тогда:

= = 0,734474723 (м .

Линейная плотность теплового потока для цилиндрической поверхности

при прокладке трубопровода на открытом воздухе, (Вт/м):

= , (2.28)

где – среднегодовая температура теплоносителя в прямом трубопроводе, ;

К – коэффициент дополнительных потерь, учитывающий теплопотери через теплопроводные включения в теплоизоляционных конструкциях, обусловленных наличием в них крепежных деталей и опор, К=1,2 при диаметре трубопровода до 150 мм в противном случае К=1,15.

= = 13,8758 (Вт/м).

 

 

2.7 ПОДБОР П-ОБРАЗНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ

 

 

Для подбора компенсаторов необходимо разбить тепловую сеть на участки, для которых будут подбираться компенсаторы. Такими являются прямые участки с одинаковым диаметром труб между ответвлениями к потребителями.

Проведем все расчеты для участка №1, остальные расчеты запишем в таблицу 2.4.

Определяем безразмерный коэффициент А для П-образного компенсатора:

А=0,67l³-0,86Rl²-0,28R²l +ll₁+0,07R³ , (2.29)

где R – средний радиус изгиба трубы (2 или 3 ), м;

l- плечо компенсатора, м;

l₁- спинка компенсатора, м, рекомендуется принимать равной 0,75- 1l или с учетом конкретных технологических нужд.

А=0,67*4³-0,86R*0,35²-0,28*0,35^2*4 +4*1+0,07*0,35³ = 41,93.

Компенсирующая способность одного П-образного компенсатора, при предварительном растяжении его на половину теплового удлинения рассчитаем по формуле:

= , (2.30)

где – максимальное допустимое напряжение, Па, примем =145*10⁶, материал сталь 16ГС;

Е – модуль упругости, Е=2*10¹¹ Па.

Рассчитаем:

= = 0,347Па.

Максимальное расстояние между двумя компенсаторами, при использовании П-образных компенсаторов, м:

= , (2.31)

где - коэффициент линейного удлинения, = 1/ ;

– разность температур при которой монтировалось соединение и максимальной рабочей.

Рассчитаем:

= = 237,31м.

Количество компенсаторов, необходимых для компенсации температурного удлинения на расчетном участке:

= , (2.32)

где L – длина участка, м;

Результат округлим до ближайшего целого числа.

= 6/237,31 = 0,025 = 1шт.

При наличии поворотов на данном участке и наземном способе прокладки, количество компенсаторов уменьшают на 1, а оставшийся некомпенсированым участок проверяют на напряжении изгиба при естественной компенсации:

= . (2.33)

Проверим для участков имеющих поворот.

Участок №2:

= = 9,63*10⁶

Участок №5:

= = 13,01*10⁶

Участок №7

= = 16,01*10⁶

Участок №15

= = 9,63*10⁶

2.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ОПОРАМИ ПРИ НАЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКЕ ТРУБОПРОВОДОВ

 

 

Определяем момент сопротивления изгибу трубопровода, м³ :

= , (2.34)

где – внутренний диаметр трубопровода, м.

Тогда:

= = 0,00025 м³.

Определяем максимальное напряжение изгиба, Па:

= , (2.35)

Где – коэффициент запаса, = 0,4-0,5;

– коэффициент прочности сварного стыка, =0,8

= Па

Таблица 2.4–Подбор П-образных компенсаторов

№ уч-ка	Диаметр условного проххода	Материал изоляции				А				W
	0,175	Теплоизоляционные изделия из пенополиуритана	0,00785	0,734	1,879	41,93	0,347	237,31		0,00025
	0,1	0,0111	6,76	12,28	44,08	0,639	436,62		3,34*10-5
	0,08	0,0122	7,343	11,31	44,65	0,809	552,79		2,45*10-5
	0,07		0,1323	7,5968	10,93	44,93	0,93	635,75		1,23*10-5
	0,07	0,1323	7,5968	10,93	44,93	0,93	635,75		1,23*10-5

 

Продолжение таблицы 2.4

	0,07		0,1323	7,5968	10,93	44,93	0,93	635,75		1,23*10-5
	0,05	0,0148	8,61	9,642	45,49	1,319	901,16		7,55*10-6
	0,05	0,0148	8,61	9,642	45,49	1,319	901,16		7,55*10-6
	0,05	0,0148	8,61	9,642	45,49	1,319	901,16		7,55*10-6
	0,05	0,0148	8,61	9,642	45,49	1,319	901,16		7,55*10-6
	0,05	0,0148	8,61	9,642	45,49	1,319	901,16		7,55*10-6
	0,05	0,0148	8,61	9,642	45,49	1,319	901,16		7,55*10-6
	0,125	0,0097	6,37	13,03	43,37	0,126	85,9		5,17*10-5
	0,1	0,0111	6,76	12,282	44,08	0,639	436,62		3,34*10-5
	0,08	0,0217	7,34	11,306	44,65	0,809	552,79		2,45*10-5
	0,07	0,0132	7,597	10,928	44,93	0,93	635,75		1,23*10-5
	0,07	0,0132	7,597	10,928	44,93	0,93	635,75		1,23*10-5

 

Определяем максимальную горизонтальную нагрузку, обусловленную действием ветра, Н:

= 0,5 , (2.35)

где к – коэффициент аэродинамической обтекаемости трубопровода,

к = 1,4-1,6;

– плотность воздуха, =1,29 кг/м³;

- максимальная скорость ветра;

Сделаем расчет для первого участка

= 0,5*24²*1,5*1,29*(0,194+2*0,22)=353,32 Н.

Определим максимальную вертикальную нагрузку, обусловленную силой тяжести самого трубопровода с теплоносителем и изоляцией, Н/м :

= 0,25 , (2.36)

где – плотность материала теплоизоляции;

g – ускорение свободного падения.

= 0,25*3,14*9,8*(0,194+2*0,22)²-0,194²)*40 = 112,11 Н/м.

Максимальная вертикальная нагрузка, Н/м:

= . (2.37)

Подставим значения:

=209,7+254,33+112,11=575,14 Н/м.

Удельная нагрузка на единицу длины трубопровода, Н/м:

= . (2.38)

Рассчитаем:

J= = 675,85 Н/м.

Максимальное расстояние между двумя опорами, м:

= . (2.39)

Рассчитаем:

= = 15,94 м.

Максимальное количество опор на участке, число опор округляем до ближайшего большего целого числа:

= . (2.40)

Рассчитаем:

= 6/15,94 0,38 = 1шт.

Расчет по остальным участкам проведем аналогичным способом, полученные данные внесем в таблицу

 

Таблица 2.5–Определение расстояния между опорами

№
	0,175	353,32	112,11	575,14	675,85	15,94
	0,1	249,66	58,17	225,61	336,5	8,3

 

Продолжение таблицы 2.5

	0,08	227,93	49,04	165,95	281,94	7,77
	0,07	209,54	41,73	158,64	262,81	5,71
	0,07	209,54	41,73	158,64	262,81	5,71
	0,07	209,54	41,73	158,64	262,81	5,71
	0,05	187,803	33,95	94,28	210,14	5,002
	0,05	187,803	33,95	94,28	210,14	5,002
	0,05	187,803	33,95	94,28	210,14	5,002
	0,05	187,803	33,95	94,28	210,14	5,002
	0,05	187,803	33,95	94,28	210,14	5,002
	0,05	187,803	33,95	94,28	210,14	5,002
	0,125	285,88	75,54	307,42	419,81	9,26
	0,1	249,66	58,17	225,61	336,5	8,3
	0,08	227,93	49,04	165,95	281,94	7,77
	0,07	209,54	41,73	158,64	262,81	5,71
	0,07	209,54	41,73	158,64	262,81	5,71