Опорный конспект дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий», страница 65

Выбор ТИК теплопроводов заводской готовности проще вести прямым расчётом фактического значения q по каталогам и прайс-листам заводов-изготовителей и проверкой его соответствия нормативному уровню.

В обоих случаях необходимо сопоставление альтернативных вариантов ТИК с оценкой эффективности инвестиций в строительство ТС.

4.5. РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ НА ПРОЧНОСТЬ

4.5.1. Задачи и расчёт на прочность

Основные задачи расчёта трубопроводов тепловых сетей на прочность:

·  Выбор толщины стенки трубопровода.

·  Выбор пролёта между подвижными опорами по условиям прочности.

·  Определение нагрузок на неподвижные опоры и расчёт гибких компенсаторов.

·  Расчёт трубопроводов при самокомпесации температурных расширений и др.

При этом должны быть учтены следующие нагрузки: 1) внутреннее давление теплоносителя; 2) собственный вес трубопроводов с теплоносителем и изоляцией; 3) ветровая нагрузка на надземные трубопроводы; 4) нагрузки вследствие тепловых удлинений трубопроводов; 5) силы трения в подвижных опорах и бесканального теплопровода о грунт и др.

Выбор толщины стенки трубопровода

Расчёт необходимой толщины стенки трубопровода δ (м) с наружным диаметром d_и (м) производится по формуле

δ = р_рабd_и/(2φ σ_доп + р_раб),                                      (4.100)

где р_раб = ε р_у - рабочее давление (наибольшее давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и трубопроводов с заданной температурой теплоносителя), МПа; р_у  - условное давление – наибольшее давление при температуре теплоносителя 20 °С, равное для стальных трубопроводов 1,6 или 2,5 МПа (изб.), при котором допустима длительная эксплуатация арматуры и трубопроводов;  ε = f(τ) – коэффициент, зависящий от температуры теплоносителя τ (табл. 4.7); φ – коэффициент прочности сварного стыкового шва (табл. 4.7); σ_доп – допускаемое напряжение, МПа (табл. 4.7).

Таблица 4.7

Характеристики стальных трубопроводов для расчёта δ

1. Зависимость ε = f(τ)

2. Зависимость φ от способа сварки стыковых швов

3. σ_доп в стальных трубопроводах, МПа

Результаты расчёта по формуле (4.100) носят оценочный характер и требуют проверки по суммарному напряжению растяжения в стенке трубы от внутреннего давления, МПа

σ_р = (σ₁² + σ₂² - σ₁ σ₂)^0,5 = р_рабd_в/(2,3 δ) ≤ φ σ_доп,                   (4.101)

где σ₁– напряжение растяжения в осевом направлении, МПа

σ₁ = р_рабd_в/(4 δ),                                                        (4.102)

σ₂ - напряжение растяжения в поперечном направлении, МПа

σ₂ = р_рабd_в/(2 δ),                                                        (4.103)

аd_в - внутренний диаметр трубы, м.

Выбор пролёта между свободными опорами