Proračun kompenzatora u obliku slova p čeličnih cijevi. Kompenzator u obliku slova U: opis, karakteristike i dimenzije

Proračun kompenzatora

Fiksno pričvršćivanje cjevovoda se vrši kako bi se spriječilo njegovo spontano pomicanje tijekom istezanja. Ali u nedostatku uređaja koji percipiraju izduženje cjevovoda između fiksnih pričvršćenja, nastaju veliki naponi koji mogu deformirati i uništiti cijevi. Nastavci cijevi su kompenzirani razni uređaji, čiji se princip rada može podijeliti u dvije grupe: 1) radijalni ili fleksibilni uređaji koji percipiraju izduženje toplotnih cijevi savijanjem (ravnih) ili torzijskih (prostornih) krivolinijskih dijelova cijevi ili savijanjem specijalnih elastičnih umetaka raznih oblika; 2) aksijalni uređaji kliznog i elastičnog tipa, kod kojih se izduženja opažaju teleskopskim pomicanjem cijevi ili kompresijom opružnih umetaka.

Fleksibilni kompenzacijski uređaji su najčešći. Najjednostavnija kompenzacija postiže se prirodnom fleksibilnošću zavoja samog cjevovoda, savijenog pod kutom ne većim od 150°.

Cijevi za podizanje i spuštanje mogu se koristiti za prirodnu kompenzaciju, ali prirodna kompenzacija se ne može uvijek osigurati. Uređaju vještačkih kompenzatora treba se pozabaviti tek nakon što se iskoriste sve mogućnosti prirodne kompenzacije.

Na ravnim dionicama kompenzacija izduženja cijevi rješava se posebnim fleksibilnim dilatacijskim spojevima različitih konfiguracija. Dilatacije u obliku lire, posebno sa naborima, od svih fleksibilni dilatacijski spojevi imaju najveću elastičnost, ali se zbog povećane korozije metala u naborima i povećanog hidrauličkog otpora rijetko koriste. Dilatacijski spojevi u obliku slova U sa zavarenim i glatkim koljenima su češći; Dilatacije u obliku slova U sa naborima, poput onih u obliku lire, koriste se rjeđe iz gore navedenih razloga.

Prednost fleksibilnih dilatacijskih spojeva je što im nije potrebno održavanje i nisu potrebne komore za njihovu ugradnju u niše. Osim toga, fleksibilni dilatacijski spojevi prenose samo reakcije potiska na fiksne nosače. Nedostaci fleksibilnih dilatacijskih spojeva su: povećani hidraulički otpor, povećana potrošnja cijevi, velike dimenzije, što otežava njihovu upotrebu u urbanom polaganju kada je trasa zasićena urbanim podzemnim komunalijama.

Kompenzatori sočiva pripadaju aksijalni dilatacijski spojevi elastični tip. Kompenzator se sastavlja zavarivanjem od poluleća izrađenih štancanjem od tankih limova čelika visoke čvrstoće. Sposobnost kompenzacije jednog polusočiva je 5--6 mm. U dizajnu kompenzatora dozvoljeno je kombinirati 3-4 sočiva, više nepoželjno zbog gubitka elastičnosti i ispupčenja sočiva. Svako sočivo omogućava kutno pomicanje cijevi do 2--3°, tako da se kompenzatori sočiva mogu koristiti pri polaganju mreža na viseće nosače koji stvaraju velika izobličenja cijevi.

Aksijalna kompenzacija kliznog tipa kreirana je kompenzatorima kutije za punjenje. Do danas su zastarjele konstrukcije od lijevanog željeza na prirubničkim spojevima posvuda zamijenjene laganim, jakim i lakim za proizvodnju čelikom zavarene konstrukcije prikazano na slici 5.2.

Slika 5.2. Prirubnički jednostrano zavareni kompenzator kutije za punjenje: 1 - tlačna prirubnica; 2 - grundbuksa; 3 - brtvljenje žlijezda; 4- šalter; 5 - staklo; 6 - tijelo; 7 - prijelaz prečnika

Kompenzacija temperaturnih produžetaka cevovoda se dodeljuje pri prosečnoj temperaturi rashladne tečnosti većoj od +50°C. Toplotni pomaci toplotnih cjevovoda su uzrokovani linearnim izduženjem cijevi tokom zagrijavanja.

Za nesmetan rad mreže grijanja potrebno je da kompenzacijski uređaji budu dizajnirani za maksimalno izduživanje cjevovoda. Na osnovu toga, pri proračunu izduženja, pretpostavlja se da je temperatura rashladnog sredstva maksimalna, a temperatura okruženje- minimalna i jednaka: 1) projektnoj temperaturi vanjskog zraka pri projektovanju grijanja - za nadzemno polaganje mreža na na otvorenom; 2) procenjenu temperaturu vazduha u kanalu - za kanalsko polaganje mreža; 3) temperatura tla na dubini toplovoda bez kanala pri projektovanoj temperaturi spoljašnjeg vazduha za projektovanje grejanja.

Izračunajmo P- figurativni kompenzator koji se nalazi između dva fiksni nosači, u dijelu 2 toplinske mreže dužine 62,5 m i promjera cijevi: 194x5 mm.

Slika 5.3 dijagram kompenzatora u obliku slova U

Odredimo toplinsko izduženje cjevovoda po formuli:

gdje je b - koeficijent linearnog izduženja čelične cijevi uzeto u zavisnosti od temperature, u prosjeku b = 1,2?10 -5 m/?C; t - temperatura rashladnog sredstva, ?S; t 0 \u003d -28 ° C - temperatura okoline.

Uzimajući u obzir prethodno istezanje pri punom istezanju za 50%:

Grafičkom metodom, znajući termičko izduženje, iz nomograma se određuje promjer cijevi, dužina ramena kompenzatora u obliku slova U, koja iznosi 2,4 m.

Početni podaci:

promjer cijevi sa savijenim krivinama radijusa R = 1 m, temperatura rashladne tečnosti  = 110°S, i temperatura tla t gr.= 4°S;

1. Linearno proširenje kompenziranog dijela toplinske cijevi.

∆L=a*l(t 1 -t VC ), mm

∆L=1.2 0,01(110-(-25)) 48=81,64

Uzimajući u obzir prethodno istezanje kompenzatora

∆X=ε*∆ L

∆X=0.5 81,64=40,82

Proračun je napravljen za dionicu 11 s promjerom cijevi 0,07

3. Tehnološki dio

3.1 Opis projektovanog sistema za snabdevanje toplotom

AT kursni projekat razvijena otvorena. centralizovano. vode. zavisni sistem vozila koji se sastoji od tri elementa:

Izvor toplote

potrošači toplote

Toplotne mreže

Otvoreni sistemi za snabdevanje toplotom - sistemi u kojima se topla voda za potrebe potrošača crpi direktno iz mreže za grejanje. U tom slučaju unos vode može biti djelomičan ili potpun. Topla voda koja ostaje u sistemu koristi se za grijanje i ventilaciju. Potrošnja vode u mreži grijanja kompenzira se dodatnom količinom vode koja se dovodi u mrežu grijanja. Glavna prednost otvorenog sistema grijanja je njegova ekonomska korist. Proizvodnja toplotne energije se vrši na sledeći način: shema toplovodnog kotla.

Prema uslovima za sprečavanje korozije metala, temperatura vode na ulazu u kotao pri radu na gasno gorivo mora biti najmanje 60°C kako bi se izbegla kondenzacija vodene pare sadržane u izduvnim gasovima. Budući da je temperatura povratne vode gotovo uvijek ispod ove vrijednosti, u kotlarnicama sa čeličnim kotlovima dio tople vode se u povratni vod dovodi pomoću recirkulacijske pumpe. Kolektoru mrežna pumpa dopunska voda dolazi iz rezervoara (pumpa koja nadoknađuje potrošnju vode od potrošača). Početna voda koju dovodi pumpa prolazi kroz grijač, filtere za hemijsku obradu vode i, nakon omekšavanja, kroz drugi grijač, gdje se zagrijava na 75-80 °C. Zatim voda ulazi u vakuumski deaerator stup. Vakuum u deaeratoru se održava usisavanjem parno-vazdušne mešavine iz kolone deaeratora pomoću ejektora sa vodenim mlazom. Radni fluid ejektora je voda koja se napaja pumpom iz rezervoara ejektorske instalacije. Smjesa pare i vode uklonjena iz glave deaeratora prolazi kroz izmjenjivač topline - hladnjak pare. U ovom izmenjivaču toplote, vodena para se kondenzuje, a kondenzat teče nazad u kolonu deaeratora. Deaerirana voda gravitacijom teče do pumpe za dopunu, koja ju napaja u usisni razvodnik mrežnih pumpi ili u rezervoar za dopunsku vodu.

Zagrijavanje u izmjenjivačima topline kemijski tretirane i izvorne vode vrši se vodom koja dolazi iz kotlova. U mnogim slučajevima, pumpa instalirana na ovom cevovodu (prikazano isprekidanom linijom) se takođe koristi kao recirkulacijska pumpa. Ako je kotlovnica za grijanje opremljena parnim kotlovima, onda vruća voda za sistem za snabdevanje toplotom dobijaju se u površinskim parno-vodnim grejačima. Parni bojleri su najčešće samostojeći, ali se u nekim slučajevima koriste grijači koji su uključeni u cirkulacijski krug kotla, kao i ugrađeni na vrhu kotlova ili ugrađeni u kotlove. Projektom je usvojena šema zajedničkog povezivanja sistema grijanja i tople vode, po principu spregnute regulacije (vidjeti list 2.) Trasiranje toplotne energije se vrši na dvocijevnoj vodovodnoj, slijepoj mreži grijanja (vidi list 1.2.). ). Dužina toplovodne mreže od kotlarnice do najudaljenijeg potrošača je 262m. Promjer cjevovoda se bira u skladu sa hidrauličkim proračunom (vidi tačku 2.4) i kreće se od 50 do 380 mm Kompenzator u obliku slova U se postavlja duž trase TS u dionicama 9 i 11. Za distribuciju topline, njeno obračunavanje duž trase, predviđeni su cjevovodni čvorovi, gdje se ugrađuju ventili. AT Sovjetski period bilo je otvoreno oko 50% svih sistema za snabdevanje toplotom. Postoji nekoliko nedostataka takvog sistema. Prije svega - loša sanitarna i higijenska kvaliteta vode. Uređaji za grijanje, cjevovodne mreže daju boju vode, miris, pojavljuju se razne nečistoće i bakterije. Za prečišćavanje vode u otvorenom sistemu koriste se različite metode, ali njihova upotreba smanjuje ekonomski učinak.

3.2 Rad sistema grijanja.

Komplet radova za održavanje u dobrom stanju i korišćenje sistema za snabdevanje toplotom za predviđenu namjenu. U velikim gradovima i industrijskim regijama stvaraju se posebna preduzeća za rad toplotnih mreža iz okružne kotlovnice, kotlarnica i toplotnih mreža iz njih. Organizaciona struktura rada preduzeća za snabdevanje toplotom zavisi od njihovog kapaciteta, prirode potrošača i izvora toplote. Strukturne divizije kao što su mrežni distrikti, inženjerske službe i proizvodno-tehnički odjeli su direktno povezani s radom. Glavni proizvodno-tehnički odjel je mrežni distrikt, koji vrši cjelokupni rad mreža i njihovih struktura, vrši termički nadzor potrošača, distribuira i obračunava toplinsku energiju. Mrežni distrikti imaju osoblje linijskih radnika mreža i toplotnih punktova, servisera i montera. Operativne aktivnosti okruga u odnosu na potrošače obavlja dežurno osoblje koje radi 24 sata dnevno. Mrežne oblasti su podržane sledeće inženjerske usluge: popravka toplotnih mreža, služba hitnog oporavka sistema za snabdevanje toplotom, elektro postrojenja, priključci, kontrolna soba, termo inspekcija, proizvodna laboratorija, instrumentacija i automatika, odeljenje automatizovanih sistema upravljanja. Za dispečersko upravljanje snabdijevanjem toplotom i funkcionisanjem automatizovanog sistema za dispečersko upravljanje centralizovanim snabdevanjem toplotom i automatizovanog sistema upravljanja tehnološkim procesima centralizovanog snabdevanja toplotom formiraju se dispečerska služba i odeljenje automatizovanog sistema upravljanja. Za opsluživanje toplotno-energetskih udruženja stvaraju se popravne i proizvodne baze koje obezbjeđuju: srednje i velike popravke opreme, restauratorske popravke građevinskih konstrukcija toplovodnih mreža; rad na hitnom oporavku uz pomoć mobilnih timova; podešavanje i ispitivanje opreme za kotlovnice, crpne stanice, grijališta; proizvodnja rezervnih dijelova i proizvoda; skladištenje instrumenata, materijala, opreme. Tokom rada sistema za snabdevanje toplotom, sistematska hidraulička i temperaturna ispitivanja su od velike važnosti. Svrha hidrauličkih ispitivanja je da se identifikuju dijelovi toplovoda koji su podvrgnuti vanjskoj ili unutrašnjoj koroziji. Svake godine u ljetni period svi cjevovodi toplote se testiraju na nepropusnost i čvrstoću pomoću stacionarnih tačaka za ispitivanje pritiska i mobilnih pumpnih presa. Svrha temperaturnog ispitivanja je ispitivanje čvrstoće opreme toplinske mreže u uvjetima temperaturnih deformacija i utvrđivanje stvarne kompenzacijske sposobnosti mrežnih kompenzatora. Tokom ispitivanja, temperatura vode u dovodnim cjevovodima održava se jednakom izračunatoj, u povratnim cjevovodima - ne višom od 90 ° C. Svi novopriključeni i rekonstruisani sistemi potrošnje toplotne energije moraju biti izvedeni u skladu sa važećim Pravilima za uređenje i siguran rad cevovoda za paru i toplu vodu, drugim pravilima Gosgortehnadzora Rusije, Pravilima za rad instalacija koje troše toplotu i toplote. Mreže potrošača, Sigurnosna pravila za rad instalacija koje troše toplotu i toplotne mreže potrošača, građevinski propisi i propisi (SNiP), ova Pravila, kao i priložena projektna i tehnička dokumentacija.

Prije puštanja u rad novih toplinskih mreža i sistema potrošnje toplinske energije moraju se izvršiti njihova prijemna ispitivanja i moraju biti prihvaćeni od strane kupca od instalaterske organizacije prema aktu u skladu sa važećim pravilima, nakon čega se moraju dati na uvid. i prijem u rad od strane državnog organa za energetiku, organizacija nadzora i toplotne energije. Istovremeno, potrebno je dostaviti projektnu i izvršnu dokumentaciju.

Prijem sistema potrošnje toplotne energije zgrada u izgradnji i toplotnih mreža u privremeni rad za završne radove dozvoljen je pod uslovom izvođenja radova prema odobrenoj shemi puštanja u rad i zaključenja ugovora o isporuci toplotne energije.

Prijem sistema potrošnje toplotne energije i toplotnih mreža u stalni i privremeni rad moguć je samo ako postoji obučeno osoblje koje je položilo proveru znanja na propisan način i imenovanje osobe odgovorne za toplotnu ekonomiju po nalogu preduzeća. (organizacija) koja je položila provjeru znanja na propisan način.

Spisak izvora informacija.

SNiP 2.01.01-82 Građevinska klimatologija i geofizika.1982.

SNiP 41-02-2003 Mreže grijanja 2003.

SNiP 2.04.01-85 * Unutrašnje vodosnabdijevanje i kanalizacija zgrada 1985.

SNiP 41-03-2003 Toplotna izolacija cevovodna oprema.2003

SNiP 23-01-99 Građevinska klimatologija.1999

GOST 21.605-82. Radni crteži toplotnih mreža (Termičko-mehanički dio). 1986

E.Ya.Sokolov., Grijanje i grejna mreža; M., Energoizdat, 2009., -472

B.N. Golubkov., Oprema za toplotnu tehniku ​​i snabdevanje toplotom industrijska preduzeća- M., Energija, 2008

Manyuk V.I., Kaplinsky Ya.I., Khizh E.B. I dr. Podešavanje i rad mreže za grijanje vode: Priručnik. Ed.4 ID: Lan., 2009, -432.

Borovkov V.M. Repair oprema za grijanje i termalne mreže (1. izd.) udžbenik., Eid: Lan., 2011, -208 (ranjivosti)

Termotehnički priručnik. Pod generalnim uredništvom V.N. Greneva i P.D. Lebedeva. M., "Energija", 1975.

Shchekin R.V. priručnik o snabdijevanju toplotom i ventilacijom, tom I, K., "Budivelnik", 1976

dr.sc. S. B. Gorunovich, vođa. projektna grupa Ust-Ilimskaya CHPP

Da bi se kompenzirala toplinska ekspanzija, dilatacije u obliku slova U najčešće se koriste u toplinskim mrežama i elektranama. Unatoč brojnim nedostacima, među kojima su: relativno velike dimenzije (potreba za kompenzacijskim nišama u sustavima grijanja sa zaptivkom kanala), značajni hidraulički gubici (u poređenju sa kutijom za punjenje i mijehom); Dilatacijski spojevi u obliku slova U imaju niz prednosti.

Od prednosti se prije svega može izdvojiti jednostavnost i pouzdanost. Osim toga, ova vrsta kompenzatora je najbolje proučena i opisana u nastavnom i metodičkom i referentna literatura. Unatoč tome, mladim inženjerima koji nemaju specijalizirane programe često je teško izračunati kompenzatore. To je prvenstveno zbog prilično složene teorije, uz prisustvo veliki broj faktore korekcije i, nažalost, uz prisustvo grešaka u kucanju i netačnosti u nekim izvorima.

Ispod je a detaljna analiza proračunske procedure za kompenzator u obliku slova U koristeći dva glavna izvora, , čija je svrha bila identifikacija mogućih grešaka u kucanju i netačnosti, kao i poređenje rezultata.

Tipičan proračun kompenzatora (slika 1, a)), koji predlaže većina autora ÷, uključuje proceduru zasnovanu na korišćenju Castiliano teoreme:

gdje: U- potencijalna energija deformacije kompenzatora, E- modul elastičnosti materijala cijevi, J- aksijalni moment inercije presjeka kompenzatora (cijevi),

;

gdje: s- debljina izlaznog zida,

D n- spoljni prečnik izlaza;

M- moment savijanja u kompenzatorskom dijelu. Ovde (iz uslova ravnoteže, slika 1 a)):

M = P y x - P x y + M 0 ; (2)

L- puna dužina kompenzatora, J x- aksijalni moment inercije kompenzatora, Jxy- centrifugalni moment inercije kompenzatora, S x- statički moment kompenzatora.

Radi pojednostavljenja rješenja, koordinatne ose se prenose u elastični centar gravitacije (nove ose Xs, Ys), zatim:

S x = 0, J xy = 0.

Iz (1) dobijamo elastičnu silu odbijanja P x:

Pomak se može tumačiti kao kompenzacijska sposobnost kompenzatora:

; (4)

gdje: a t- koeficijent linearnog termičkog širenja, (1,2x10 -5 1/deg za ugljične čelike);

t n- početna temperatura ( prosječna temperatura najhladniji petodnevni period u posljednjih 20 godina);

t to- konačna temperatura ( Maksimalna temperatura rashladna tečnost);

L račun- dužina kompenziranog dijela.

Analizirajući formulu (3) možemo zaključiti da je najveća poteškoća određivanje momenta inercije Jxs, pogotovo jer je prvo potrebno odrediti težište kompenzatora (s y s). Autor razumno predlaže korištenje približne, grafičke metode za određivanje Jxs, uzimajući u obzir koeficijent krutosti (Karman) k:

Prvi integral je određen u odnosu na osu y, drugi u odnosu na osu y s(Sl. 1). Osa kompenzatora je nacrtana na milimetarskom papiru u mjerilu. Kompenzator svih zakrivljenih osovina L podijeliti na mnogo dijelova ∆s i. Udaljenost od centra segmenta do ose y i mereno lenjirom.

Koeficijent krutosti (Karman) je dizajniran tako da odražava eksperimentalno dokazan učinak lokalnog spljoštenja poprečnog presjeka krivina tijekom savijanja, čime se povećava njihova kompenzacijska sposobnost. AT normativni dokument Karmanov koeficijent je određen empirijskim formulama različitim od onih danih u , .

Faktor krutosti k koristi se za određivanje smanjene dužine L prd lučni element, koji je uvijek veći od njegove stvarne dužine l g. U izvoru, Karmanov koeficijent za savijene krivine:

; (6)

gdje je: - karakteristika krivine.

ovdje: R- radijus savijanja.

; (7)

gdje: α - ugao povlačenja (u stepenima).

Za zavarene i kratko zakrivljene žigosane krivine, izvor predlaže korištenje drugih ovisnosti za određivanje k:

gdje je: - karakteristika savijanja za zavarene i štancane krivine.

ovdje: - ekvivalentni radijus zavarene krivine.

Za grane iz tri i četiri sektora α=15 stepeni, za pravougaone dvosektorske grane predlaže se α = 11 stepeni.

Treba napomenuti da u , koeficijent k ≤ 1.

Regulatorni dokument RD 10-400-01 predviđa sljedeću proceduru za određivanje koeficijenta fleksibilnosti K r *:

gdje K r- koeficijent fleksibilnosti bez uzimanja u obzir ograničenja deformacije krajeva savijenog dijela cjevovoda;

U ovom slučaju, ako je , tada se koeficijent fleksibilnosti uzima jednak 1,0.

Vrijednost K p određuje se formulom:

, (10)

gdje .

Evo P- višak unutrašnjeg pritiska, MPa; E t- modul elastičnosti materijala pri Radna temperatura, MPa.

, (11)

Može se dokazati da je koeficijent fleksibilnosti K r *će biti veći od jedan, stoga je pri određivanju reducirane dužine slavine prema (7) potrebno uzeti njenu recipročnu vrijednost.

Za poređenje, odredimo fleksibilnost nekih standardnih slavina prema OST 34-42-699-85, pri nadpritisku R=2,2 MPa i modul E t\u003d 2x10 5 MPa. Rezultati su sažeti u tabeli ispod (Tabela br. 1).

Analizirajući dobijene rezultate, možemo zaključiti da postupak određivanja koeficijenta fleksibilnosti prema RD 10-400-01 daje „rigorozniji“ rezultat (manja fleksibilnost savijanja), uz dodatno uzimanje u obzir nadpritisak u cjevovodu i modul elastičnosti materijala.

Moment inercije kompenzatora u obliku slova U (slika 1b)) u odnosu na novu osu y s J xs definirati kako slijedi:

gdje: L pr- smanjena dužina ose kompenzatora,

; (13)

y s- koordinata težišta kompenzatora:

Maksimalni moment savijanja M max(važi na vrhu kompenzatora):

; (15)

gdje H- pomak kompenzatora, prema sl. 1 b):

H=(m + 2)R.

Maksimalni napon u presjeku zida cijevi određuje se formulom:

; (16)

gdje: m 1- faktor korekcije (faktor sigurnosti), uzimajući u obzir povećanje naprezanja na savijenim dijelovima.

Kompenzatori toplotnih mreža. U ovom članku razgovaraćemo o izboru i proračunu kompenzatora za toplotne mreže.

Čemu služe kompenzatori? Počnimo s činjenicom da se pri zagrijavanju bilo koji materijal širi, što znači da se cjevovodi grijaćih mreža produžuju s povećanjem temperature rashladne tekućine koja prolazi kroz njih. Za nesmetani rad toplinske mreže koriste se kompenzatori koji kompenziraju izduženje cjevovoda prilikom njihovog pritiska i zatezanja, kako bi se izbjeglo priklještenje cjevovoda i njihovo naknadno smanjenje pritiska.

Treba napomenuti da su za mogućnost širenja i skupljanja cjevovoda dizajnirani ne samo kompenzatori, već i sistem nosača, koji zauzvrat može biti i "klizni" i "mrtvi". U pravilu, u Rusiji je regulacija toplinskog opterećenja kvalitetna - to jest, kada se temperatura okoline promijeni, mijenja se temperatura na izlazu iz izvora topline. Due regulacija kvaliteta opskrba toplinom - povećava se broj ciklusa ekspanzije-kompresije cjevovoda. Resurs cjevovoda se smanjuje, povećava se rizik od priklještenja. Kvantitativna regulacija opterećenje je kako slijedi - temperatura na izlazu izvora topline je konstantna. Ako je potrebno promijeniti toplinsko opterećenje, brzina protoka rashladne tekućine se mijenja. U ovom slučaju, metal cjevovoda toplinske mreže radi u lakšim uvjetima, minimalnom broju ciklusa ekspanzije-kompresije, čime se povećava resurs cjevovoda toplinske mreže. Stoga, prije odabira dilatacijskih spojeva, njihove karakteristike i količina moraju se odrediti sa veličinom proširenja cjevovoda.

Formula 1:

δL=L1*a*(T2-T1) gdje

δL - izduženje cjevovoda,

mL1 - dužina pravi deo cjevovod (razmak između fiksnih nosača),

ma - koeficijent linearne ekspanzije (za gvožđe je jednak 0,000012), m/deg.

T1 - maksimalna temperatura cjevovoda (uzima se maksimalna temperatura rashladne tekućine),

T2 - minimalna temperatura cjevovod (možete uzeti minimalnu temperaturu okoline), ° C

Na primjer, razmotrimo rješenje elementarnog problema određivanja veličine izduženja cjevovoda.

Zadatak 1. Odredite za koliko će se povećati dužina pravog dijela cjevovoda dužine 150 metara, pod uslovom da je temperatura rashladne tekućine 150 °C, a temperatura okoline grejne sezone-40 °S.

δL=L1*a*(T2-T1)=150*0,000012*(150-(-40))=150*0,000012*190=150*0,00228=0,342 metara

Odgovor: dužina cjevovoda će se povećati za 0,342 metra.

Nakon određivanja iznosa istezanja, treba jasno razumjeti kada je kompenzator potreban, a kada nije potreban. Da biste dobili nedvosmislen odgovor na ovo pitanje, morate imati jasan dijagram cjevovoda, s njegovim linearnim dimenzijama i osloncima koji su primijenjeni na njega. Treba jasno shvatiti da promjena smjera cjevovoda može kompenzirati proširenja, drugim riječima, rotaciju sa ukupne dimenzije ne manje od dimenzija kompenzatora, sa ispravan raspored oslonaca, može kompenzirati isto izduženje kao i kompenzator.

I tako, nakon što odredimo količinu izduženja cjevovoda, možemo pristupiti odabiru kompenzatora, morate znati da svaki kompenzator ima glavnu karakteristiku - to je iznos kompenzacije. Zapravo, izbor broja kompenzatora svodi se na izbor tipa i karakteristike dizajna Za odabir tipa kompenzatora potrebno je odrediti prečnik cijevi toplotne mreže na osnovu propusni opseg truba potrebna snaga potrošač toplote.

Tablica 1. Omjer kompenzatora u obliku slova U izrađenih od krivina.

Tabela 2. Izbor broja kompenzatora u obliku slova U na osnovu njihovog kompenzacijskog kapaciteta.

Zadatak 2 Određivanje broja i veličine kompenzatora.

Za cjevovod prečnika DN 100 dužine pravog dijela od 150 metara, pod uslovom da je temperatura nosača 150 °C, a temperatura okoline tokom perioda grijanja -40 °C, odredite broj kompenzatora. bL = 0,342 m (vidi Zadatak 1) Prema tabeli 1 i tabeli 2 odredimo dimenzije dilatacija n-oblika (sa dimenzijama 2x2 m može nadoknaditi 0,134 m produžetka cevovoda), potrebno je nadoknaditi 0,342 metara, dakle Ncomp = bL / ∂x = 0,342 / 0,134 = 2,55, zaokruženo na najbliži cijeli broj u smjeru povećanja i to - potrebna su 3 kompenzatora dimenzija 2x4 metra.

Trenutno, kompenzatori sočiva postaju sve rašireniji, mnogo su kompaktniji od U-oblika, međutim, brojna ograničenja ne dopuštaju uvijek njihovu upotrebu. Resurs kompenzatora u obliku slova U mnogo je veći od resursa sočiva, zbog loše kvalitete rashladna tečnost. Donji dio kompenzatora sočiva obično je "začepljen" muljem, što doprinosi razvoju parkirne korozije metala kompenzatora.

U toplinskim mrežama široko se koriste kutija za punjenje, dilatacijski spojevi u obliku slova U i mehovi (valoviti). Kompenzatori moraju imati dovoljan kompenzatorski kapacitet da apsorbuju toplinsko širenje dijela cjevovoda između fiksnih nosača, dok maksimalni naponi u radijalnim kompenzatorima ne smiju prelaziti dozvoljene (obično 110 MPa).

Termičko izduženje projektnog dijela cjevovoda
, mm, određeno formulom

(81)

gdje
- prosječni koeficijent linearne ekspanzije čelika,

(za tipične proračune možete uzeti
),

- procijenjena temperaturna razlika, određena formulom

(82)

gdje - projektovana temperatura rashladna tečnost, o C;

- procijenjena temperatura vanjskog zraka za projektiranje grijanja, o C;

L - rastojanje između fiksnih nosača, m (vidi Dodatak br. 17).

Kompenzacijski kapacitet dilatacijskih spojeva kutije za punjenje smanjen je za 50 mm.

Reakcija kompenzatora sabirnice- sila trenja u pakovanju kutije za punjenje određuje se formulom

gdje - radni pritisak rashladna tečnost, MPa;

- dužina sloja pakovanja duž ose kompenzatora žlijezda, mm;

- vanjski prečnik grane kompenzatora sabirnice, m;

- koeficijent trenja pakovanja o metal, uzima se jednakim 0,15.

Prilikom odabira kompenzatora, njihov kompenzacijski kapacitet i tehnički parametri se mogu odrediti prema primjeni.

Aksijalna reakcija dilatacijskih spojeva mehovasastoji se od dva termina:

(84)

gdje - aksijalna reakcija uzrokovana deformacijom vala, određena formulom

(85)

ovdje l - termičko izduženje presjek cjevovoda, m;

 - krutost talasa, N/m, uzeto prema pasošu kompenzatora;

n je broj talasa (sočiva).

- aksijalna reakcija od unutrašnjeg pritiska, određena formulom

(86)

ovdje - koeficijent u zavisnosti od geometrijskih dimenzija i debljine zida talasa, u proseku je 0,5 - 0,6;

D i d su vanjski i unutrašnji promjer valova, m;

- višak pritiska rashladne tečnosti, Pa.

Prilikom obračuna samonadoknade glavni zadatak je određivanje maksimalnog naprezanjau podnožju kratkog kraka ugla zaokreta staze, koji je određen za uglove skretanja od 90° duž formula

(87)

za uglove veće od 90o, tj. 90+, prema formuli

(88)

gdje je l - izduženje kratkog kraka, m;

l je dužina kratkog kraka, m;

E - modul uzdužne elastičnosti, jednak prosjeku za čelik 2 10 5 MPa;

d - vanjski prečnik cijevi, m;

- odnos dužine duge ruke i dužine kratke ruke.

Prilikom proračuna uglova za samokompenzaciju vrijednost maksimalnog naprezanja  ne smije prelaziti [] = 80 MPa.

Prilikom postavljanja fiksnih nosača pod uglovima rotacije koji se koriste za samokompenzaciju, mora se uzeti u obzir da zbir dužina ugaonih krakova između nosača ne smije prelaziti 60% maksimalnog razmaka za ravne dionice. Također treba uzeti u obzir da maksimalni ugao rotacije koji se koristi za samokompenzaciju ne smije prelaziti 130°.