Расчет самокомпенсации

1.8.3 Расчет самокомпенсации

При расчете самокомпенсации основной задачей является определение максимального напряжения у основания короткого плеча угла поворота трассы и определение упругого отпора.

Максимальное напряжение определяют для углов поворотов 90^о по формуле:

(1.32)

где DL - удлинение короткого плеча, м;

L - длина короткого плеча, м;

Е - модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 2*10⁵ МПа;

d - наружный диаметр трубы, м;

n = L₁/L - отношение длины длинного плеча к короткому.

При расчетах углов на самокомпенсацию величина максимального напряжения не должна превышать [s] = 80 МПа.

DL=1,2*10 ^–2 *126 * 7=10,7 мм

n=19,5/7=2,8

Что ниже 80 Мпа. Для расчета упругого отпора необходимо определить удлинение длинного плеча:

DL=1,2*10 ^–2 *126 * 20=30,5 мм

Координаты упругого центра:

Приведенная длина оси:

Радиус гнутья (для сварного отвода):

где r_ср – радиус поперечного сечения трубы (по середине толщины стенки);

a =15° для сварных отводов, составленных из двух секторов, a =11° для отводов из трех и четырех секторов.

Параметры

где s - толщина стенки трубы, м.

Для трубы диаметром 0,159х4.5:

Результаты работы программы:

ПОДБОР Г-ОБРАЗНОГО КОМПЕНСАТОРА

Результаты расчета

Сила упругой деформации по оси Х P_x=1287.88 H

Сила упругой деформации по оси У P_у=220.42 H

Изгибающее продольное компенсационное напряжение в точке жесткого крепления меньшего плеча б(a)= 45.53 МПа Изгибающее продольное компенсационное напряжение в точке жесткого крепления большего плеча б(b)= 11.77 МПа Изгибающее продольное компенсационное напряжение в точке изгиба б(c)= 20.53 Мпа. За расчетные приняты результаты работы программы P_x=1287.88 H

1.8.4 Расчет усилий на подвижные опоры

Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору F_v, Н, следует согласно [1] определять по формуле

F_v= G_h L (1.33)

где G_h - вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды, Н/м;

L - пролет между подвижными опорами, м.

Величина G_h по справочным данным для трубы диаметром 159 мм составляет 513 Н/м. Величина L по требования [1] не должна превышать 5 м.

Соответственно вертикальная нагрузка на опору составит:

F_v= 513*5=2565 H

1.8.5 Расчет усилий на неподвижные опоры

При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору следует учитывать: неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов, на участках имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота, заглушки; следует также учитывать силы трения в подвижных опорах и о грунт для бесканальных прокладок, а также реакции компенсаторов и самокомпенсации. Горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору следует определять:

на концевую опору - как сумму сил действующих на опору;

на промежуточную опору - как разность сумм сил действующих с каждой стороны опоры.

Неподвижные опоры должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов (охлаждение, нагрев) в том числе при открытых и закрытых задвижках.

Схема прилегающих участков к рассчитываемой неподвижной опоре Н6 изображена на рисунке 1. .

Рис. 1. – Схема для определения горизонтальных усилий на неподвижную опору

Формулы для определения осевого усилия на неподвижную опору (В) [6]:

при нагреве

при охлаждении

где p – давление теплоносителя, Па;

D – диаметр трубопровода, м

Р_к – сила упругого отпора П-образного компенсатора, Н;

Р_х – сила упругого отпора Г-образного компенсатора, Н;

q – весовая нагрузка на 1 м длины трубопровода, Н/м (515 Н/м);

m - коэффициент трения скользящих опор (m=0.3).

Расстояния l₁, l₂, l₃ по схеме соответственно равны 26,8; 20 и 7 м.

при нагреве

при охлаждении

За расчетное усилие принято большее значение Р=7464 Н.

Для двух трубопроводов соответственно 14,9 кН.