тиску.
Малюнок 4.3. Схема місцевого теплового пункту з залежним приєднанням опалювальної системи
5. Розрахунок конструктивних елементів теплових мереж
5.1 Розрахунок опор трубопроводів
Опори є відповідальними деталями теплопроводу. Вони сприймають зусилля від трубопроводів і передають їх на несучі конструкції або грунт. При спорудженні теплопроводів застосовують опори двох видів: вільні і нерухомі.
Вільні опори сприймають вага трубопроводу і забезпечують його вільне переміщення при температурних деформаціях.
Нерухомі опори фіксують положення трубопроводу в певних точках і сприймають зусилля, що виникають в місцях фіксації під дією температурних деформацій і внутрішнього тиску.
При розрахунку згинальних напруг і деформацій трубопровід, що лежить на вільних опорах, розглядається як Багатопрогоновий балка. На рис. 5.1 наведена епюра згинальних моментів Багатопрогоновий трубопроводу і прогин трубопроводу.
Малюнок 5.1. Прогин трубопроводу і епюра згинальних моментів Багатопрогоновий трубопроводу
Розрахуємо зусилля і напруги, діючі в трубопроводах.
Трубопровід розглядаємо як Багатопрогоновий нерозрізна балка, в якій максимальний згинальний момент над опорою вдвічі перевищує згинальний момент в середині прольоту [1]:
(22)
де - згинальний момент над опорою і в середині прольоту, Н * м; q - повна питома навантаження на метр довжини трубопроводу, Н/м; l - проліт між опорами, м.
Повна питома навантаження визначається з виразу:
(23)
де - Питома вертикальне навантаження від маси труби, теплоносія, теплоізоляції і снігу, приймаємо по додатку 25 [4], Н/м;- Питома горизонтальне навантаження від вітрового тиску, Н/м.
Питома навантаження вітрового тиску визначається за формулою:
(24)
де - аеродинамічний коефіцієнт (для одиночних труб=0,7, для двох і більше труб);-швидкість вітру, м/с;- Щільність повітря, кг/м 3;- Діаметр ізольованого трубопроводу, м.
Допустима відстань між опорами визначається з умов міцності і допустимої стріли прогину труби на середині прольоту для найбільш несприятливих режимів роботи теплопроводу, при яких в самому ослабленому перерізі (зазвичай зварні стики) напруги не повинні перевищувати допустимих. Замінюючи у виразі (22) значення згинального моменту рівністю, знайдемо допустима відстань між опорами:
(25)
де допустимая изгибающее напруга, Па; W - момент опору труби, м 3.
Момент опору труби визначається за формулою:
(26)
Допустима напруга вигину приймається залежно від типу труби, способу прокладки і компенсації температурних подовжень трубопроводу. У непрохідних каналах спостерігається перерозподіл напруг трубопроводу внаслідок нерівномірної просадки опор. З виразу (22) випливає, що при осіданні однією з опор відстань між точками обпирання труби зростає вдвічі, а згинальний момент і напруги - в 4 рази. З цих причин відстані між опорами в непрохідних каналах приймаються меншими, ніж при інших прокладках.
Значення допустимого напруги вигину одно:
(27)
де - коефіцієнт, що враховує спосіб компенсації температурних подовжень труби;- Допустима напруга від внутрішнього тиску;- Коефіцієнт міцності зварного шва; 0,8 - коефіцієнт пластичності труби.
Значення величин, що входять у вираз (27), приймаються за таблицями і графіками [9]; в наближених розрахунках можна приймати 35 МПа.
На поворотах труб відстані між опорами рекомендується приймати не більше 0,67 від допустимого відстані на прямій ділянці труби, а на ділянках останньою і передостанній опор до повороту або гнучкого компенсатора - не більше 0,82.
Для ділянки 2 теплової мережі з довжиною 62,5 м і діаметрами труби без ізоляції: 194х5 мм, з ізоляцією: 334 мм, проведемо розрахунок ділянки вільних опор.
Питома навантаження вітрового тиску визначаємо за формулою (24):
де - аеродинамічний коефіцієнт (для одиночних труб=0,7, для двох і більше труб); =4,7 м/с -швидкість вітру;- Щільність повітря.
Визначимо повну питоме навантаження за формулою (23):
де=843Н/м - питома вертикальне навантаження від маси труб...
