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

Pud i.

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; с1_и - 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 =t_K~t₀    Здесь

t_H - 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.

К_п К_г,    “    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^!^7у^г^г^г 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 t_K * 235°С, наружная температура t₀ *-20°С, _at - 235-(-20) - 255°С.

2. Определяем величины Lu(X

+3-i+^ti-f.3+^li'i^;s27_JlM q = \Js² *-З^г+ I^я - 10,35м    &X~l_s*-6₇-£_z=5

лу4,4^з

3.    Ha номограмме производим построения (си. рис. 2).

4.    Ответ. Принятая схема трубопровода обеспечивает тем

at =I50-(-30).I80°C . 2. Определяем величины

L ■ Q

ьК*1А_л*ТОм

й a~tif - is. Ом a    Ом

а*\/7^тч&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,*CyK_t*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