本科毕设论文-—供热外网

毕业设计（论文）

本设计采用开封市郊区天元管道补偿设备厂生产的RJK型架空式系列波纹管补偿器,其外形图如图8-1所示,具体尺寸可参见产品样本.

图8-1 波纹管补偿器外形图

在补偿器的神缩端设置多个导向支座,以保证补偿器只吸收管道轴向的位移.导向制作的间距:第一个导向支座与补偿器间距应为4倍的管道直径,第一个与第二个导向支座的间距应为14倍的管道直径.最大间距可按照式8-1求出.

Lmax?1.57EI (8-1) 2PNAP?EXX10式中 E?管道材料的弹性模量，N/mm2；

I?管道惯性矩,mm4;

PN?设计压力,MPa;AP?波纹管补偿器有效面积，cm;2

X?波纹管补偿器额定轴向位移,mm; KX?膨胀节刚度,N/mm.

受压缩时取(?)KXX（+）;受拉伸时取(?)KXX。

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选取波纹管补偿器时应首先计算热伸长量，可根据式（8-2）进行计算， ?x??(t1?t2)L （8-2）

式中 ?x—管道的热伸长量，m；

?—管的线膨胀系数，可由参１附录14-1查得，一般可取

?=12?10-6m/m?C；

t1—管壁的最高温度，取热媒的最高温度，?C；

t2—管道安装时的温度，本设计拟在夏季施工，故可取t2?20?C； L—计算管段的长度，m。

得出管道的热伸长量后，根据产品样本中提供的不同管径补偿器的最大补偿量可确定该管段的补偿器使用数量，也就可以粗略定出固定支架的使用数量。

波纹管补偿器受热膨涨时，由于位移产生的弹性力Pt，可按式（8-3）计算

Pt?K?x （8-3）

式中 ?x—波纹管补偿器的轴向位移，cm； K—波纹管补偿器的轴向刚度，N/cm。

通常，在安装时将补偿器进行预拉伸一半，以减少其弹性力。

此外，管道内压力作用在波纹管环面上产生的推力Ph，可近似按式（8-4）计算

Ph?PA （8-4） 式中 P—管道内压力，Pa；

A—有效面积，m2。

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8.1.3 管道支座

管道支座是直接支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支撑管道和限制管道位移。它承受从管道传来的内压力，外载力和变形力产生的弹性力，并将这些力传到支承结构或地上去。

根据支座对管道位移的限制情况，分为活动支座和固定支座。本设计中的活动支座主要采用曲面槽滑动支座和丁字托式滑动支座。而固定支座主要采用焊接角钢固定支座。具体见横剖面图和《室外热力管道支座》。

8.2 管壁厚度及活动支座间距的确定

8.2.1 管壁厚度的选定与校核

8.2.1.1 承受内压力的理论计算壁厚

S1?PjsDw2???j??Pjs （8-5）

t?式中 S1— 管子理论计算壁厚，mm； Pjs— 计算压力，MPa； Dw— 管子外径，mm； Dn— 管子内径，mm；

???j—钢材在计算温度下的基本许用应力，MPa；

?—纵向焊缝减弱系数。对无缝的钢管?=1.0，对单面焊接的螺旋缝

焊接钢管，取?=0.6。本设计采用单面焊接的螺旋缝焊接钢管。 8.2.1.2 管子的计算壁厚和取用壁厚

计算壁厚 Sjs=S1+C （8-6） 取用壁厚 S?Sjs

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t

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式中 Sjs—管子的计算壁厚，mm；

C—管子壁厚的附加值，对无缝钢管C=A1S1，其中A1称作管子壁厚

负偏差系数。在任何情况下，计算采用的管子壁厚附加值C不得小于0.5 mm。对于本次设计使用的焊接钢管，当管壁厚度在5.5mm以下时，C=0.5mm，6～7mm时，取C=0.6mm。

8.2.1.3 计算内压折算应力?zs ?Pjs?Dw?(S?C1)?zs?2?(S?C MPa (8-7)

1)

式中 C1—验算时的管壁厚附加值，对无缝钢管和产品技术条件提供有壁

厚允许负偏差百分数的焊接钢管，按C1?SA1/(1?A1)计算。

C11?SA1?A?0.235S0.235?0.19S (8-8) 11?热水热力网供回水管道的计算压力均取用循环水泵最高出口压力加上循环水泵与管道最低点地形高差产生的水压力。本设计准备首先选用一定厚度的管道，而后进行校核。 8.2.1.4 校核示例

以Dw=159mm(DN150)管子为例进行壁厚校核，本设计中循环水泵即为最低点，故

Pjs==72mH2O

=9.807?103?72=0.706MPa ???t

j=124.3 MPa (查自参I附录14-1) ?=0.6

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