Опыт применения П-образных компенсаторов для компенсации тепловых расширений на тепломагистралях и электростанциях. Методика расчета компенсационных напряжений на участке трубопровода ДУ-800 с П-образным компенсатором программным комплексом MSC/Nastran.
Аннотация к работе
Расчет П-образных компенсаторов к. т. н.Несмотря на свои многочисленные недостатки, среди которых можно выделить: сравнительно большие габариты (необходимость устройства компенсаторных ниш в теплосетях с канальной прокладкой), значительные гидравлические потери (по сравнению с сальниковыми и сильфонными); П-образные компенсаторы имеют и ряд достоинств. Типовой расчет компенсаторов (рис.1, а)), предлагаемый большинством авторов [1]?[4], предполагает процедуру, в основе которой лежит использование теоремы Кастилиано: ; (1) где: U - потенциальная энергия деформации компенсатора, Е - модуль упругости материала трубы, J - осевой момент инерции сечения компенсатора (трубы), ; Анализируя формулу (3), можно прийти к выводу, что наибольшее затруднение вызывает определение момента инерции Jxs, тем более, что предварительно необходимо определиться с центром тяжести компенсатора (с ys). Нормативный документ РД 10-400-01 [4] предусматривает следующую процедуру определения коэффициента гибкости Кр*: ; (9) где Кр - коэффициент гибкости без учета стесненности деформации концов изогнутого участка трубопровода; ? - коэффициент, учитывающий стесненность деформации на концах изогнутого участка. Момент инерции П-образного компенсатора (рис.1 б)) относительно новой оси ys Jxs определяем следующим образом [2]: ; (12) где: Lпр - приведенная длина оси компенсатора, ; (13) ys - координата центра тяжести компенсатора: .Анализируя результаты расчетов по двум разным методикам: справочной - [2] и нормативной - [4], можно прийти к выводу, что не смотря на то, что обе методики основываются на одной и той же теории, разница в результатах весьма значительная. Выбранные типоразмеры компенсаторов "проходят с запасом" если рассчитываются по [4] и не проходят по допускаемым напряжениям, если рассчитываются по [2]. Наиболее существенное влияние на результат по [2] производит коррекционный коэффициент m1, который увеличивает рассчитанное по формуле напряжение в 2 и более раз. В целом, не смотря на большую простоту, что связано с наличием меньшего количества коэффициентов и формул, методика [2] оказывается значительно более строгой, особенно в части трубопроводов большого диаметра. Коэффициент гибкости (Кармана) и допускаемое напряжение следует определять по нормативу [4], т. е: k=1/Кр* и далее по формулам (9)?(11); [?ск] - по формулам (34), (35) с учетом РД 10-249-88.