知识点:热补偿 来源:网络,如有侵权,请联系删除 热力管道的补偿方式有两种:自然补偿和补偿器补偿。 (1)自然补偿 自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性,来吸收管道的热变形。管道弹性,是指管道在应力作用下产生弹性变形,几何形状发生改变,应力消失后,又能恢复原状的能力。实践证明,当弯管角度大于30°时,能用作自然补偿,管子弯曲角度小于30°时,不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15~25m,弯曲应力
知识点:热补偿
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热力管道的补偿方式有两种:自然补偿和补偿器补偿。
(1)自然补偿
自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性,来吸收管道的热变形。管道弹性,是指管道在应力作用下产生弹性变形,几何形状发生改变,应力消失后,又能恢复原状的能力。实践证明,当弯管角度大于30°时,能用作自然补偿,管子弯曲角度小于30°时,不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15~25m,弯曲应力不应超过80MPa。
管道工程中常用的自然补偿有:L形补偿和Z形补偿。
1)L形补偿。L形直角弯自然补偿简称为L形自然补偿,其短臂长度按式(8-8)计算。
(8-8)
式中 l——L形自然补偿短臂长度,m;
△L——长臂L的热伸长量(mm);;L——管道长度(m);
α——管材的线胀系数[mm/(m?℃)],碳钢管常温时α取0.012[mm/(m?℃)]; t2—管
道的最高温度,取系统运行时介质的最高温度(℃);t1——管道安装时温度(℃),设计计算时,安装温度无法确定,按设计时的冷态计算温度确定;
D——管道外径,mm。
例8-2 如图所示的L形自然补偿器,采用10钢无缝钢管,管子规格为D159×4.5,输送介质为220℃的蒸汽,管道安装时的环境温度为20℃,长臂L=20m,求短臂的最小长度l(已知钢管的线胀系数α=1.26×10-2mm/(m?℃))。
解 1.计算热伸长量△L
根据公式(8-4) △L=Lα(t2-t1) 得:
△L=20×1.26×10-2×(220-20)=50.4mm
2.计算短臂长l
根据公式(8-8) 得:
=5.69m
2)Z形折角自然补偿。Z形折角自然补偿又称Z形补偿,其短臂长度l可按式(8-9)计算。
(8-9)
式中 l——Z形自然补偿短臂长度,m;
△L——(L1 L2)的总热伸长量,mm;
E——管材的弹性模量(MPa),碳钢管在常温状态下,可取E=2.0×105MPa;
[σbw]——管材的弯曲应力(MPa),通常采用[σbw]=80MPa;
D——管子外径,mm;
n——系数,,且L1<L2。
例8-3 如图8-21所示的Z形自然补偿器,采用20钢无缝钢管,管子规格为D273×11,已知Z形自然补偿器的L1=15m, L2 =20m,管子输送介质温度为235℃的蒸汽。管道安装时的环境温度为15℃,求Z形补偿器的短臂长度l(已知钢管的线胀系数α=1.26×10-2mm/(m?℃),弹性模量为E=1.84×105MPa)
解 1.计算参数
(1) 线胀系数α=1.26×10-2mm/(m?℃);
(2)弹性模量E=1.84×105MPa;
(3)系数n =2.33
(4)管材弯曲应力=80MPa
2.计算热变形量△L
根据公式(8-4) △L=Lα(t2-t1) 得:
(1)△L1=15×1.26×10-2×(235-15)=41.58mm
(2) △L2=20×1.26×10-2×(235-15)=55.44mm
(3) △L=△L1 △ L2=41.58 55.44=97.02mm
3.计算短臂长l
根据公式(8-9)得:
=3.1m
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