热力管道的热补偿

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；

     [σ_bw]——管材的弯曲应力（MPa），通常采用[σ_bw]=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

推荐资料：

某热力管道支架全套cad结构大样图

https://ziliao.co188.com/d62596272.html  

康乐路直埋敷设热力管道施工设计图

https://ziliao.co188.com/d55378423.html