Расчет и подбор сальниковых компенсаторов

 

 

Определим тепловое удлинение,(компенсирующая способность) , мм, части участка, расположенной между неподвижными опорами:

	(74)

,

 

где: α – средний коэффициент расширения стали, мм/м·^оС;

L – расстояние между неподвижными опорами, м;

Δt – расчетный перепад температур, ^оС.

 

.

Расчетное удлинение D l _р с учетом предварительной растяжки компенсатора составит:

D l _р= D l -50 = 192-50 = 146 мм.

Для каждого участка трубопровода расчетное удлинение будет одинаковым, поэтому далее мы его не указываем.

Участок трубопровода 1-2

 

l =1220 м.

На данном участке будет располагаться 12 сальниковых компенсатора.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН), – определяется по формуле:

 

R_к = 2 P_р l_с d_н.с. μ_с π, (75)

 

где P_к – рабочее давление теплоносителя, МПа;

l_с – длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, мм;

d_н.с – наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, м;

μ_с– коэффициент трения набивки о металл, принимается равным,

l_c= 120 мм

Р_1-2=0,071 МПа

d_н.с =0,426 м

μ_с = 0,12

кН

 

Выбираем соответствующий компенсатор:

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 400-25-T1-13					193,1

 

Участок трубопровода 2-3

 

=830 – длина участка, м.

На данном участке будет располагаться 8 сальниковых компенсатора.

Р_2-3=0,036 МПа; l_c= 120 мм; d_н.с =0,377 м; μ_с =0,12.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 400-25-T1-13					193,1

 

 

Участок трубопровода 3-4

 

=1185 – длина участка, м.

 

На данном участке будет располагаться 12 сальниковых компенсатора.

Р_2-4=0,061 МПа; l_c= 120 мм; d_н.с =0,426 м; μ_с =0,12.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 400-25-T1-13					193,1

 

Участок трубопровода 4 – 7

 

=570 – длина участка, м.

 

На данном участке будет располагаться 7 сальниковых компенсатора.

Р_4-7=0,033 МПа; l_c= 120 мм; d_н.с =0,325 м; μ_с =0,12.

 

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 300-25-T1-10					178,8

 

 

Участок трубопровода 4 – 5

 

=630 – длина участка, м.

 

На данном участке будет располагаться 6 сальниковых компенсатора.

Р_4-6=0,028 МПа; l_c= 120 мм; d_н.с =0,377 м; μ_с =0,12.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 400-25-T1-13					193,1

 

Участок трубопровода 5 – 6

 

=1176 – длина участка, м.

 

На данном участке будет располагаться 12 сальниковых компенсатора.

Р_4-6=0,056 МПа; l_c= 120 мм; d_н.с =0,426м; μ_с =0,12.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 400-25-T1-13					193,1

 

Паропровод

 

=950 – длина участка, м.

 

На данном участке будет располагаться 10 сальниковых компенсатора.

Р_0-7=0,052 МПа; l_c= 120 мм; d_н.с =0,159 м; μ_с =0,12.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 200-25-T1-05					86,2

 

Конденсатопровод

 

=950 – длина участка, м.

 

На данном участке будет располагаться 10 сальниковых компенсатора.

Р_0-7=0,077 МПа; l_c= 108 мм; d_н.с =0,108 м; μ_с =0,12.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой

набивке R_к, (кН):

 

кН

 

Обозначение	Ду, мм	Ру, кгс/см.кв	Монтажная длина, мм	Компенсирующая способность, мм	Масса, кг
Компенсатор сальниковый 200-25-T1-05					86,2

Расчет усилий на опоры

10.1 Подвижные опоры:

 

Вертикальная нормативная нагрузка на подвижные опоры F_B, Н:

	(76)

G_T - вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии, Н/м

L – пролёт между подвижными опорами, м

 

1-2: кН

2-3: кН

3-4: кН

4-7: кН

4-5: кН

5-6: кН

П: кН

К: кН

 

10.2 Неподвижные опоры:

Сила трения в сальниковых компенсаторах на каждом участке трубопровода была посчитана в предыдущем пункте.

 

кН

кН

кН

кН

кН

кН

кН

кН

 

Неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов N_в^н_{.д .}, Н, на участках трубопроводов, имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота или заглушки, определяемые по формуле

 

 

(77)

N_в^н_.д.=Р_р*А,

 

где А - площадь поперечного сечения по наружному диаметру патрубка сальникового компенсатора, кв.м;

 

Р_р - рабочее давление теплоносителя, Па.

Выбирается максимальное значение давления на участке исходя из условия максимальной нагрузки:

Р_р1-2=579510 Па;

Р_р2-3=399510 Па;

Р_р3-4=579510 Па;

Р_р4-7=399510 Па;

Р_р4-5=399510 Па.

Р_р5-6=579510 Па;

 

Площадь поперечного сечения по наружному диаметру патрубка сальникового компенсатора, кв.м, вычисляется по формуле:

 

А=πd²/4;

Неуравновешенные силы внутреннего давления, N_в^н_.д, Н,:

N_в^н_.д1-2=579510*3,14*0,408²/4=75727,93;

N_в^н_.д2-3=399510*3,14*0,359²/4=40419;

N_в^н_.д3-4=579510*3,14*0,408²/4=75727,93;

N_в^н_.д4-7=399510*3,14*0,309²/4=2994,4;

N_в^н_.д4-5=399510*3,14*0,359²/4=40419;

N_в^н_.д5-6=579510*3,14*0,408²/4=75727,93;

 

 

(78)

Определим расчётную силу трения трубопровода о грунт на каждом из участков Р_тр, кН:

,

 

где: L – длина участка трубопровода, м;

р_тр – удельная сила трения на единицу длины трубы, Н/м; определяется по формуле:

р_тр = μ(0,75gΖπD · 10 ^-3 + qтрубы), (79)

 

где μ – коэффициент трения поверхности изоляции о грунт, принимаемый:

при пенополиуретановой изоляции – 0,40;

g – удельный вес грунта, Н/м3, (в среднем g =16 000–18 000 Н/м3);

Ζ – глубина засыпки по отношению к оси трубы, м;

D – наружный диаметр теплопровода при наличии адгезии изоляции к

трубе (наружный диаметр трубы при отсутствии адгезии), мм;

qтрубы – вес 1 м трубы с водой, Н/м;

 

1-2: р_тр =0.4(0.75*16000*1.5*3.14*0.4*10^-3+2482)=1001

 

;

 

2-3: р_тр =0.4(0.75*16000*1.5*3.14*0.35*10^-3+2226)=898

;

 

 

3-4: р_тр =0.4(0.75*16000*1.5*3.14*0.4*10^-3+2482)=1001

 

;

 

 

4-7: р_тр =0.4(0.75*16000*1.5*3.14*0.3*10^-3+1670)=674,8

 

;

 

4-5 р_тр =0.4(0.75*16000*1.5*3.14*0.35*10^-3+2226)=898

 

.

5-6:: р_тр = р_тр =0.4(0.75*16000*1.5*3.14*0.4*10^-3+2482)=1001

 

.

 

 

Горизонтальные нормативные осевые нагрузки на подвижные опоры , Н, от трения определяются по формуле

 

(80)

 

где - коэффициент трения в опорах, который для шариковых опор

 

участок 1-2:

участок 2-3:

участок 3-4:

участок 4-7:

участок 4-5:

участок 5-6:

участок 7-0:

 

Заключение

 

 

Проведя расчет тепловой сети, определив годовой расход, выбрав насосы, компенсаторы, усилия на опоры и т.д., можно сделать вывод, что тепловая сеть полностью подходит для использования её в реальности.