Расчет и подбор оборудования для реконструируемого участка

1.8 Расчет и подбор оборудования для реконструируемого участка

1.8.1 Расчет толщины тепловой изоляции

Тепловой расчет проводится с целью определения толщины тепловой изоляции при данном виде прокладки и известном коэффициенте теплопроводности материала по нормируемой плотности теплового потока.

Расчет произведен по методике, приведенной [8]:

1) Суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового потока, для подающего и обратного трубопровода:

(1.26)

где q_e - нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м, принимаемая по приложениям 4-8 [8];

t_w - средняя за период эксплуатации температура теплоносителя, которая при расчетных параметрах теплоносителя 95-70 и круглогодовом режиме работы тепловых сетей может быть принята для подающего трубопровода 70°С, для обратного - 50°С;

t_e - среднегодовая температура окружающей среды; при подземной прокладке - среднегодовая температура грунта, + 2°С;

К₁ - коэффициент географического положения (для Дальнего Востока 0,8).

2) Термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м^2оС/Вт, определяемое по формуле:

(1.27)

где a_е - коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух, Вт/(м²°С); согласно прил. 9 [8] при прокладке в каналах a_е= 8 Вт/(м²°С);

d - наружный диаметр трубопровода, м;

3) термическое сопротивление поверхности канала определяемое по формуле:

(1.28)

где a_е - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала; aе = 8 Вт / ( м^2о С );

d_ВЭ - внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый по формуле:

(1.29)

где F - внутреннее сечение канала, м²;

P - периметр сторон по внутренним размерам, м;

4) термическое сопротивление стенки канала определяется по формуле:

l_ст – теплопроводность стенки канала, для железобетона l_ст = 2.04 Вт/(м^2оС);

d_НЭ - наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м:

5) термическое сопротивление грунта:

где h - глубина заложения оси трубопроводов, м;

l_гр – теплопроводность грунта, принято l_гр=2 Вт/(м ^оС);

6) термическое сопротивление слоя изоляции, для подающего и обратного трубопровода:

7) толщина тепловой изоляции:

где l_и - теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по [8], Вт/(м°С), маты из стеклянного штапельного волокна ГОСТ 10499-78 - l₁=0,061 Вт/м°С, l₂=0,055 Вт/м°С;

В соответствии с приложением 11 [8], по рассчитанным  и  принимаем: для подающего трубопровода – 80 мм, для обратного – 80 мм.

1.8.2 Расчет П-образного компенсатора

Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность Dl_к для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (110 МПа). Необходимо также определить реакцию компенсатора, используемую при расчетах нагрузок на неподвижные опоры. Тепловое удлинение расчетного участка трубопровода DL, мм, определяют по формуле

DL = aDt L (1.30)

где a - средний коэффициент линейного расширения стали, мм/(м^о С) для типовых расчетов можно принять a = 1.2 10 ^{- 2} мм/(м^оС);

Dt - расчетный перепад температур, определяемый по формуле:

Dt =t₁ - t_o (1.31)

где t₁ - расчетная температура теплоносителя, ^оС;

t_о - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ^оС;

L - расстояние между неподвижными опорами, м.

Dt = 95-(-31)=126 ^оС

Для расчетного участка теплосети (компенсатор К5):

L=26,8+27=53,6 м

DL=1,2*10 ^–2 *126 * 53,6=81,7 мм

Из справочных данных [8] подбираем П-образный компенсатор с гнутыми отводами. Вылет компенсатора 2,0 м, компенсирующая способность 160 мм (с учетом предварительной монтажной растяжки компенсаторов на 50% расчетного температурного удлинения). Осевая сила при этом составляет 0,6*8,17=4,9 кН.

Схема компенсатора приведена на Рис.1. .

Рис. 1. – Схема П-образного компенсатора