ГОССТРОЙ СССР Главпромстр ой проект CODXAHTEX11POEKT Государственный проектный институт САНТЕХПРОЕКТ
УТВЕНШ
ДИРЕКТОР
САНТЕХП1
РЕКОМЕНДАЦИИ по проверке графическим методом самокомпевсации трубопроводов пространственной конфигурации при температурных перепадах до 300°С
13-59
Москва 1973
РЕШАЯ ЧАСТЬ
Предлагаемый графический метод предназначен для проверки саиокомпевсации трубопроводов пространственной ков-фигурации при температурных перепадах до 300°С м минимально необходимом количестве аналитических расчетов 6es применения справочного материала.
Данный метод позволяет проверять самокомпенсацив трубопроводов ин сталей марок СТЗ, 10,20 при максимальных расчетных давлениях до 25 кгс/см2 ( для бесиовных труб) и до 16 кгс/см^ ( для электросварных труб). Проверка производится по одной номограмме ( рис. I). Основой номо -граммы является график, приведенный в "Указаниях конструкторам по применение критерия температурной самокомпенса-ции трубопроводов".
Номограмма соотоит из четырех квадрантов: А,Б,В,Г (см. рис. I). В квадранте А помещен график, на котором определяется положение точки, характеризующее наличие или отсутствие самокомпенсации трубопровода. Квадрант Б состоит на семейства кривых (гипербол), каждая из которых соответствует определенному наружному диаметру трубопровода. В квадранте В даны акады упругих длин трубопровода (в м), соответствующие определенному температурному перепаду. Квадрант Г состоит из семейства прямых, соответствующих расстоянию между неподвижными опорами по прямой а
( в •«).
Построения, выполняемые в квадрантах Б и В номограммы при решении конкретных задач, являются графическим решением выражения.
<L-C/h at-E
[<*1L ’
3
где $ - температурный параметр;
cL - коэффициент линейного расширения при рабочей температуре, си/°С; с1и - наружный диаметр трубопровода, см At- расчетная разность температур, °С В - модуль упругости при рабочей температуре, кгс/см2;
- допустимое напряжение на температурную самокомпенсацию при рабочей температуре,
кгс/см2;
1о “ упругая длина трубопровода, м;
л"Ь =tK~t0 Здесь
tH - расчетная температура компенсации, °С;
£ - температура монтажа (замыкания вва),°С
Построения в квадранте Г есть решение соотношения
(2)
где J0 - коэффициент;
CL ~ расстояние между неподвижными опорами по прямой, определяемое по формуле
Здесь дЦ “ разность координат .неподвижных
опор начала и конца трубопровода, ы
Упругая длина трубопровода определяется по формуле
• •• +
где " действительные последователь
ные д.-пн® всех прямых •: z.jгоз*х элементов.
Кп Кг, “ коэффициенты гибкости элементов.
Для прямых элементов трубопровода, имеющих ось в одной плоскости, К«1 (для плоских схем).
При определении упругой длины трубопровода с пространственной осью коэффициенты гибкости К*1 для прямых элементов , лежащих в плоскости проекции, которая совпадает с двумя наибольшими из координат и принимается иа основную плоскость проекции.
Коэффициент гибкости прямого элемента, перпендикулярного основной плоскости проекций, К*1,3.
Коэффициент гибкости дуговых ( гнутых) элементов рассчитывается по специальным формулам и в данной работе не рассматривается, так как при монтаже трубопроводов в настоящее время применяются крутоизогнутые, штампованные или сварные отводы, коэффициент гибкости К которых близок к I.
При определении упругой длины осевой линии трубопровода с крутоизогнутыми или сварными отводами трубопровод рассматривается как состоящий иа прямых отрезков. Радяуо отводов условно принимается равный нулю. Возникающая при этом погрешность идет в запас прочности.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОЛЬЗОВАНИЕ ШГОГРАЫИОЙ
Проверка самокомпенсацин трубопровода но номограмма выполняется в три этапа.
Первый этап. Подбор исходных данных
Для выполнения проверяя необходимо иметь следующие данные:
а) диаметр трубопровода Ду, ми;
б) параметры теплоносителя и температурный перепад
t„X°c
5
в) аксонометрическую схему трубопровода;
г) координаты неподвижных опор начала и конца участка трубопровода.
Для плоских участков аксонометрическая схема не требуется.
Второй этап. Определение величин ^ и Q,
Величины L я й определяются по данным аксонометрической схемы по формулам
л‘4л м
а= Их!^7уг^гг м.
Значения и правила подсчета входящих в формулы величин были описаны выие.
Третий этап. Построение на номограмме
Проверка трубопровода на саиокомпенсацию производится по величинам Lad в следующем порядке.
1. В квадранте В находится икала, соответствуюпая веданному температурному перепаду ( или близкому к нему). На вей откладывается величина L в метрах.
Из найденной точки восстанавливается перпендикуляр в квадрант Б до пересечения с кривой, соответствующей веданному диаметру. Из точки пересечения проводится горизонталь в квадрант А, где эта линия будет пересекаться с линией, выходящей ив квадранта Г.
2. На икаде L квадранта Г откладывается найденное L в проводится горизонталь до пересечения с прямой, расстояние Q которое равно найденному выие (или близкое к нему).
Из точки пересечения восстанавливаем перпевдикудяр в квадрант А до пересечения с линией, выходящей ив квадранта Б. Положение точки пересечения этих двух линий
б
на графике характеризует наличие или отсутствие самоком-пенсации трубопровода или указывает на необходимость выполнения расчетов на ЭВМ*
Решение примеров № 1,2,3 с использованием номограммы дано на ряс. 2.
Примеры проверяя самокомпенсааим Пример К I
I. Дано: паропровод ф 273x7 мм, рабо
чая температура tK * 235°С, наружная температура t0 *-20°С, at - 235-(-20) - 255°С.
2. Определяем величины Lu(X
+3-i+ti-f.3+li'i;s27JlM q = \Js2 *-Зг+ Iя - 10,35м &X~ls*-67-£z=5
лу4,4^з
3. Ha номограмме производим построения (си. рис. 2).
пературную самокомпенсацию, так как точка I пересечения линий построения попала в зону самокомпенсации. |
|
4. Ответ. Принятая схема трубопровода обеспечивает тем
at =I50-(-30).I80°C . 2. Определяем величины
L ■ Q
ьК*1Ал*ТОм
й a~tif - is. Ом a Ом
а*\/7тч&Tjr* i3,s
* * *Э' 1.3*3 *18 =2(},3 Основой плоскостью проекции является плоскость Х-у, , поэтому
8
Kj | Hg t s4 равны I у 8
3. Построения указаны на номограмме (см.ряс.2) 4» Ответ. Точка попала в зон; необходимости выполнения поверочных расчетов. Самокомпеясация не обеспечивается. Требуется провести детальные расчеты трубопровода на ЭВ11 или изменить схему трубопроводе с повторной проверкой самокомпеноа-ции.
Пример н 3.
I. Дано. Паропровод fi 325 х 8 мм,
рабочая температура =300°С. наружная температура =0°С,
У at =300° - 0 « 300°С.
2. Определяем величины L и at
лХ-Oi л BdstflZMbL'-tyi
а-\ПР*Т = -12,05м
L =t,- K,*CyKt*C3'H3* = =2*54*7= 15м
так как фигура плоская, то
Kj *
3. Построения показаны на номограмме (рис. 2).
4. Ответ. Точка попала в зону
9
отсутствия самокомпенсацин. Самокомпенсация трубопровода не обеспечивается . Требуется изменение схемы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Указания конструкторам по применению критерия температурной самокомпенсации трубопроводов. Изд-во Московского отделения института "Теплоэлектропроект", И 1139-ОМ,
1967.
Руководящие указания по проектированию станционных*! трубопроводов. Вып. П. Расчеты трубопроводов на прочность с учетом напряжений компенсации. Изд-во Ленинградского отделения института "Теплоэлектропроект", t 27477, 1965.
Справочник по проектированию электрических станций и тепловых сетей. Раз. IX, том I. Механические расчеты трубопроводов. Изд-во Московского отделения института "Теплоэлектропроект”, М 179, 1959.
Нормы расчета элементов паровых котлов на прочность Сборник материалов Госгортехнадзора, М., 1971 г.
Справочник проектировщика. "Тепловые сети”. Под ред. Николаева, М. "Энергия", 1962.
10