Правильне визначення сил, які діють на нерухомі опори, є основою при розробленні бетонного блока для конкретних умов. У таблиці В.1 наведені найбільш розповсюджені випадки влаштування фізичних нерухомих опор з формулами для визначення діючих сил. При складанні таблиці враховані наступні припущення:
Приклади 4 і 5 таблиці В.1 доцільно використовувати для променевих схем. Для кільцевих схем сили тертя з обох сторін сумуються. Слід також відзначити, що нерухома опора заводського виготовлення (елемент теплової мережі) розрахована на умови сприйняття сили від довжини ділянки, яка не перевищує . У випадку, коли сила F1 перевищує силу, яку може витримати опора заводського виготовлення, слід змінити проектне рішення за конфігурацією трубопроводу.
Таблиця В.1 – Приклади обчислення сил, які діють на нерухомі опори
|
Геометрія трубопроводу |
Складові сил |
1 |
|
Fx = Fтр1 · L1 – 0,7(Fтр2 · L2) Fх = 0,7(Fтр1 · L1) – Fтр2 · L2 Fy = 0 |
2 |
|
Fx = Fк + Fтр1· L1 – 0,7(Fтр2· L2) Fх = 0,7(Fк + Fтр1 · L1) – Fтр2 · L2 Fy = 0 |
3 |
|
Fx = Fтp · L Fy = 0 |
Закінчення таблиці В.1
|
Геометрія трубопроводу |
Складові сил |
4 |
|
Fx = Fтр1 · L1 Fx = Fтр2 · L2 Fy = Fтр1 · L3 |
5 |
|
Fx =Fк + Fтр1 · L1 Fx = Fтр2 · L2 Fy = Fтр3 · L3 |
B.3 Стартові компенсатори
|
|
Рисунок В.9 – Стартовий компенсатор (Е-компенсатор) |
Трубопровід повністю монтується в траншеї й засипається ґрунтом (за винятком місць встановлення стартових компенсаторів). Потім система нагрівається до температури, за якої всі стартові компенсатори замикаються. Після цього здійснюється їх заварювання. Таким чином, стартові компенсатори спрацьовують один раз, після чого система перетворюється в нерозрізну й компенсації температурних розширень надалі здійснюється за рахунок знакозмінних осьових напружень стиску розтягу.
Матеріали для виготовлення стартових компенсаторів повинні відповідати вимогам ГОСТ 55 (ГОСТ 3262, ГОСТ 8731, ГОСТ 8732, ГОСТ 8733, ГОСТ 8734, ГОСТ 10704, ГОСТ 10705, ГОСТ 20295 СНиП 2.04.07 та НПАОП 0.00-1.11.
Конструкція Е-компенсатора повинна відповідати документації заводу-виробника. Компенсатор мають поставлятися з комплектами ізоляції. Ізоляція стартових компенсаторів проводиться згідно додатком А до цього стандарту.
Зусилля, які сприймає стартовий компенсатор при нагріванні, мають відповідати зазначеним у конструкторській документації заводу-виробника.
Додаток Г
(довідковий)
ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ ТРУБОПРОВОДІВ ПТПУ
Г.1Теплові розрахунки трубопроводів СТ/ПЕ та СТ/НМ
Термічний опір r, м°С/Вт, одного метра одиничного попередньо ізольованого трубопроводу, який прокладено безканально, визначається за формулою:
r = rк + rгр,(Г.1)
де rк і rгр – відповідно термічні опори конструкції трубопроводу і ґрунту.
Оскільки опір стінки сталевої провідної труби настільки малий, що не впливає на розрахунки, то опір конструкції трубопроводу СТ/ПЕ rк, м°С/Вт, можна звести тільки до опору шару ізоляції і опору стінки поліетиленової захисної труби:
rк = rіз +rПЕ.(Г.2)
Для трубопроводу СТ/НМ формула (Г.2) набуває вигляду:
rк = rіз,(Г.3)
де rіз і rПЕ – відповідно термічні опори шару ізоляції і стінки захисної труби.
Термічний опір ізоляції визначається як термічний опір однорідного циліндричного шару rіз, м°С/Вт, за формулою:
,(Г.4)
де λіз – теплопровідність матеріалу шару ізоляції, Вт/(м °С);
d1із і d2із – внутрішній і зовнішній діаметри шару ізоляції, м.
Термічний опір ґрунту rгр, м °С/Вт, для трубопроводів СТ/ПЕ визначається за формулою:
,(Г.5)
де λгр – теплопровідність ґрунту, Вт/(м °С).
Термічний опір повітря rп, м °С/Вт, для трубопроводів СТ/НМ визначається за формулою:
,(Г.6)
де λп – теплопровідність повітря, Вт/(м °С).
Умовний додатковий термічний опір, який враховує взаємний вплив сусідніх труб при двох-трубному прокладанні трубопроводів СТ/ПЕ, визначається за формулою:
,(Г.7)
де А – відстань між осями труб, м.
Питомі втрати подавального і зворотного трубопроводів q1 і q2, м°С/Вт, при двохтрубному прокладанні трубопроводів СТ/ПЕ визначаються за формулами:
,(Г.8)
,(Г.9)
де t1 і t2 – температури теплоносія в подавальному і зворотному трубопроводах, °С;
tГР – температура ґрунту на глибині залягання осі трубопроводу, °С;
r1 і r2 – термічні опори (ізоляція і ґрунт або ізоляція і повітря) подавального і зворотного трубопроводу, м°С/Вт.
Термічний опір конструкцій трубопроводів СТ/ПЕ, що були розраховані при теплопровідності ізоляції λіз = 0,035 Вт/м°С та теплопровідності поліетилену оболонки λПЕ = 0,43 Вт/м°С, наведено у таблиці Г.1.
Таблиця Г.1 – Термічний опір конструкцій трубопроводів СТ/ПЕ
dу, мм |
d3, мм |
dпе, мм |
ЕтiпПЕ, мм |
DBН, мм |
rпе , м°С/Вт |
rіз , м°С/Вт |
rк , м°С/Вт |
25 |
32 |
90 |
2,2 |
85,6 |
0,01855 |
4,476970 |
4,496 |
32 |
38 |
110 |
2,5 |
105,0 |
0,01721 |
4,624503 |
4,642 |
40 |
45 |
110 |
2,5 |
105,0 |
0,01721 |
3,855205 |
3,872 |
50 |
57 |
125 |
2,5 |
120,0 |
0,01510 |
3,387204 |
3,402 |
65 |
76 |
140 |
3,0 |
134,0 |
0,01621 |
2,580334 |
2,597 |
80 |
89 |
160 |
3,1 |
154,0 |
0,01414 |
2,494839 |
2,509 |
100 |
108 |
200 |
3,2 |
193,6 |
0,01203 |
2,655666 |
2,668 |
125 |
133 |
225 |
3,5 |
218,0 |
0,01169 |
2,248364 |
2,260 |
150 |
159 |
250 |
3,9 |
242,2 |
0,01173 |
1,914911 |
1,927 |
200 |
219 |
315 |
4,9 |
305,2 |
0,01169 |
1,510125 |
1,522 |
250 |
273 |
400 |
6,3 |
387,4 |
0,01184 |
1 ,592436 |
1,604 |
300 |
325 |
450 |
7,0 |
436,0 |
0,01169 |
1 ,336868 |
1,349 |
350 |
377 |
500 |
7,8 |
484,4 |
0,01173 |
1,140530 |
1,152 |
400 |
426 |
560 |
8,8 |
542,4 |
0,01182 |
1,099118 |
1,111 |
500 |
530 |
710 |
11,1 |
687,8 |
0,01175 |
1,185826 |
1,198 |
600 |
630 |
800 |
12,5 |
775,0 |
0,01175 |
0,942502 |
0,954 |
700 |
720 |
900 |
13,5 |
873,0 |
0,01127 |
0,876714 |
0,888 |
800 |
820 |
1000 |
15,5 |
969,0 |
0,01165 |
0,759669 |
0,771 |
У таблиці Г.2 наведено результати розрахунків втрат тепла для трубопроводів СТ/ПЕ з наступними характеристиками:
Примітка. Глибина залягання для розрахунків була прийнята саме такою, щоб була можливість порівняти отримані тепловтрати з нормами. При визначенні тепловтрат на глибині залягання до верху труби і менше необхідно замість температури ґрунту враховувати середньорічну або середню за опалювальний період температуру зовнішнього повітря.
Таблиця Г.2 – Розрахункові втрати тепла трубопроводами ПТПУ
dy, мм |
d3, мм |
dпе, мм |
r, м°С/Вт |
r0, м°С/Вт |
q1, Вт/м |
q2, Вт/м |
25 |
32 |
90 |
4,90 |
0,06 |
17,24 |
8,97 |
32 |
38 |
110 |
5,02 |
0,06 |
16,81 |
8,75 |
40 |
45 |
110 |
4,25 |
0,06 |
19,84 |
10,29 |
50 |
57 |
125 |
3,77 |
0,06 |
22,36 |
11,57 |
65 |
76 |
140 |
2,95 |
0,06 |
28,48 |
14,63 |
80 |
89 |
160 |
2,85 |
0,06 |
29,49 |
15,13 |
100 |
108 |
200 |
2,99 |
0,07 |
28,16 |
14,6 |
125 |
133 |
225 |
2,56 |
0,07 |
32,71 |
16,70 |
150 |
159 |
250 |
2,22 |
0,07 |
37,70 |
19,13 |
200 |
219 |
315 |
1,79 |
0,07 |
46,57 |
23,33 |
250 |
273 |
400 |
1,85 |
0,07 |
45,14 |
22,61 |
300 |
325 |
450 |
1,58 |
0,07 |
52,61 |
26,05 |
350 |
377 |
500 |
1,37 |
0,06 |
60,39 |
29,52 |
400 |
426 |
560 |
1,32 |
0,08 |
62,74 |
30,49 |
500 |
530 |
710 |
1,39 |
0,09 |
59,41 |
28,86 |
600 |
630 |
800 |
1,13 |
0,09 |
72,44 |
34,00 |
700 |
720 |
900 |
1,06 |
0,10 |
76,80 |
35,25 |
800 |
820 |
1000 |
0,93 |
0,11 |
86,78 |
38,34 |
Г.2Теплові розрахунки трубопроводів РЕ-Х/ПЕ та ПП/ ПЕ (ПП/НМ)
Розрахункові втрати тепла з одного погонного метра Ω, Вт/м, при двотрубному прокладанні трубопроводів РЕ-Х/ПЕ та ПП/ПЕ визначаються за формулою:
,(Г.10)
де t1 – температура води в подавальному трубопроводі, °С;
t2 – температура води в зворотному трубопроводі, °С;
tгр – температура грунту, °С;
v – коефіцієнт теплопередачі для двох трубопроводів, Вт/м °С, що визначається за формулою:
,(Г.11)
де rРЕ – Х(ПП) – термічний опір провідної труби, м °С/Вт;
rіз – термічний опір теплової ізоляції, м °С/Вт;
rгр – термічний опір ґрунту для двох трубопроводів, м °С/Вт;
r1,2 – термічний опір взаємного впливу зворотного трубопроводу та подавальному трубопроводі, м °С/Вт.
Термічні опори rРЕ – Х(ПП), м °С/Вт, визначаються за формулами (Г.12) – (Г.16):
,(Г.12)
де λРЕ – Х(ПП) – коефіцієнт теплопровідності провідної труби зі структурованого поліетилену, λРЕ – Х = 0,38 Вт/м °С або труби із ПП-80, тип 3, λПП = 0,24Вт/м °С;
dnРЕ – Х(ПП) – номінальний зовнішній діаметр провідної труби, мм;