Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
10.37 Mб
Скачать

ПРИЛОЖЕНИЕ V

Данные для расчета прочности газопровода при сейсмических воздействиях

Т а б л и ц а V 1

Значения коэффициентов, для расчета дополнительных напряжений, вызванных сейсмическими воздействиями [4]

Грунты

Коэффициентза­

Скорость распростране­

щемления газопро­

ния продольной сейсми­

 

водав грушет0

ческой волны Vc,км/с

Насыпные, рыхлые пески, супеси, суг­

0,50

0,12

линкиидругие, кромеводонасыщенных

Песчаные маловлажные

0,50

0,15

Песчаные средней влажности

0,45

0,25

Песчаные водонасыщенные

0,45

0,35

Супеси исуглинки

0,60

0,30

Глинистые влажные, пластичные

0,35

0,50

Глинистые, полутвердые и твердые

0,70

2,00

Лесс и лессовидные

0,50

0,40

Торф

0,20

0,10

Низкотемпературные мерзлые (песча­

1,00

2,20

ные, глинистые, насыпные)

Высокотемпературные мерзлые (песча­

1,00

1,50

ные, глинистые, насыпные)

Гравий, щебень игалечник

**

1,10

Известняки, сланцы, песчаники (слабо-

**

 

выветренные и сильновыветренные)

1.50

Скальные породы(монолиты)

**

2,20

‘Приведенынаименьшиезначения vc, которыеуточняют при изысканиях. ‘‘Значения коэффициента защемления принимаютпофунтузасыпки.

 

 

 

Т а б л и ц а

V .2

Значения сейсмического ускорения

 

Силаземлетрясения, баллы

7

8

9

10

Сейсмическое ускорение ас, см/с2

100

200

400

800

121

ПРИЛОЖЕНИЕ VI

Определение температурного поля грунта при бесканальной прокладке тепловых сетей

Температура грунта вокруг однотрубного бесканально проло­ женного теплопровода рассчитывается по формуле

t = t0 + т-* 0

1

X2 + (y + h)

•In

(VI.1)

До

2-я-Х

- O ' - * ) ’

 

ф 1

где х — расстояние по горизонтали от оси трубопровода до рас­ сматриваемой точки, м;

у — расстояние по вертикали от рассматриваемой точки до по­ верхности грунта, м;

А — глубина заложения оси теплопровода, м; t — температура в рассматриваемой точке, °С;

t0 — среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, °С;

т — температура теплоносителя, °С;

Xгр — коэффициент теплопроводности грунта (табл. VI. 1), Вт/(м-°С);

Д0 — общее термическое сопротивление изоляции и грунта,

(м-°С)/Вт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а V I. 1

 

Теплопроводность грунтов

 

 

 

 

 

Характеристика

Плотность

Порис­

Теплопровод­

Теплопроводностьвлажных

ностьсухого

1рунтов

,Вт/(м°С), при мас­

грунтов

сухого грун­

 

 

совой долевлажности wM,%

таPcyxj КГ/М3 тостье

грунта^,

 

 

 

 

 

 

 

 

0,54

Вт/(м°С)

Wm

 

 

^•гр

>VM Л-гр

Пески и супеси

1200

0,20

12

0,94

24

1,31

36

1,55

 

1600

0,38

0,31

16

1,24

32

1,76

48

2,15

 

2000

0,23

0,56

20

2,03

40

3,08

 

 

 

1600

0,38

0,31

8

U0

22

1,92

38

2,44

 

2000

0,23

0,56

10

2,03

23

3,31

 

 

122

Характеристика

грунтов

 

 

О к о н ч а н и е т а б л . V I . 1

Плотность

 

Теплопровод­

Теплопроводность влажных

Порис­

ность сухого

грунтов Х.“, Вт/(м*°С), при мас­

сухого грун­

 

грунта

совой доле влажности wM>%

таРсух,кг/м3 тостье

лп> WV4

 

 

Вт/(м°С)

Песок для строи­

1600

 

0,35

2

0,58

 

 

 

 

тельных работ

 

 

 

 

 

Глины и суглинки

800

0,68

0,12

8

0,45

16 0,64

24

0,74

 

 

1200

0,54

0,20

12

0,62

24

0,86

36

1,00

 

 

1600

0,38

0,33

16

0,96

32

1,33

48

1,63

 

 

2000

0,23

0,58

20

2,00

40

2,60

 

 

 

 

1600

0,38

0,33

8

0,87

32

1,74

38

1,86

 

 

2000

0,23

0,58

10

1,74

20

2,56

23

2,67

Гравий,

дресва,

 

 

 

10

 

 

 

 

 

щебень

 

2000

 

 

2,3

16

2,73

23

•3,37

Известняк

 

1400

 

0,49

3

0,58

 

 

 

 

 

 

1600

 

0,58

3

0,81

 

 

 

 

 

 

1800

 

0,70

3

1,05

 

 

 

 

 

 

2000

 

0,93

3

1,28

 

 

 

 

Мрамор

 

2800

 

2,91

 

 

 

 

 

 

Гранит, гнейс, ба­

2800

 

3,49

 

 

 

 

 

 

зальт

 

 

 

 

 

 

 

 

При двухтрубной бесканальной прокладке тепловой трассы учитывается взаимное влияние тепловых потоков от каждой трубы. Тогда температура грунта вокруг двухтрубного бесканально проло­ женного теплопровода рассчитывается по формуле

t

h +

Ч\

-In

х2 + (у + А )2

 

 

 

 

 

 

 

2-п-Х ф

х2 - ( у - h f

 

,

Яг

b 1(Х-

ЬУ + {y + hT

(VL2)

 

2-п-Хгр

 

у (jc —б)2 —(у —А)2

 

 

 

где Ъ — расстояние между осями трубопроводов, м;

123

qb qi — удельные тепловые потери соответственно подающего и обратного теплопроводов, Вт/м.

Общее термическое сопротивление определяется по формуле

Д. — Дю +Дп.с +Дгр» (VI.3)

где Rm — термическое сопротивление слоя изоляции, (м,0С)/Вт;

R„ с — термическое сопротивление покровного слоя, (м °С)/Вт;

Лгр — термическое сопротивление грунта, (м-°С)/Вт.

Термическое сопротивление слоя изоляции определяется по

формуле

1

RИЗ —

(VIA)

 

2-%-Хю

где de, dm — наружный диаметр трубопровода и слоя изоляции, м;

Хю — коэффициент теплопроводности

слоя изоляции

(табл. VI.2), Вт/(м-°С).

 

 

 

Термическое сопротивление покровного слоя изоляции опреде­

ляется по формуле

 

 

 

Д„.с = ----- ------ l n

^

,

(VL5)

2 -к -Х пл

d

j

 

где dn c — наружный диаметр покровного слоя изоляции, м;

Хпх — коэффициент теплопроводности покровного слоя изоля­ ции (табл. VI.2), Вт/(м-°С).

Термическое сопротивление грунта при h/de > 2 определяется

по формуле

 

 

 

Дп> —■

1

-In 4 -h

(VI.6)

2% -Х ,

dux

 

Если указанное условие не соблюдено, то

 

1 -In

2h

+

(VI.7)

Дгр = '2-%-Хг

dnx

 

Удельные потери тепла подающим трубопроводом определя­ ются по формуле

124

Т а б л и ц а V I .2

Характеристики материалов, применяемых для изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке

 

Услов­

Средняя

 

ный про­

Материал

ходтеп­

плот­

ность,

 

лопрово­

кг/м3

 

дов, мм

 

Изоляционныематериалы

Армопенобетон

150-800 350-450

Битумоперлит

50-400

450-550

Битумокерамзит

До 500

600

Битумовермикулит

До 500

600

Пенополимербетон

100-400

400

Пенополиуретан

100-400

60-80

Фенольный поропласт ФЛ монолитный До 1000

100

Материалы длязащитного покрытия

Полиэтилен

 

919-929

Изол

 

600

Бризол

 

600-800

Асбестоцементная штукатурка

 

1700

ДТ|

R2 - Дг2

 

Ч\

 

 

Я. Я2 - R h

 

Теплопровод­

Макси­

ность сухого

материала при

мальная

20°С Я,4*,

темпера-

тура, “С

Вт/(м*°С)

 

0,105-0,13

150

0,11-0,13

130

0,13

130

0,13

130

0,07

150

0,05

120

0,05

150

0,23

80

0,23

140

0,175

50

0,33

100

(VI.8)

Удельные потери тепла обратным трубопроводом определяют­ ся по формуле

Дт2 -Л) —ДТ[ -ifi>2

(VI-9)

Rl 'R-2 ~R\,2

где Ri,R2 — общее термическое сопротивление соответственно для подающего и обратного трубопроводов, (м-°С)/Вт (определяется по формуле (VI.3));

Ri,i — термическое сопротивление, учитывающее взаим­ ное влияние тепловых потоков от подающего и об­ ратного трубопроводов, (м°С)/Вт,

125

(VI. 10)

b — расстояние между осями подающего и обратного те­ плопроводов, м;

Ax,, Дт2 — разность температур сетевой воды и грунта для подающего и обратного теплопроводов, °С,

Ат,

= т, —Т0,

(V1.П)

Дт2

— т2 —to,

(VI. 12)

где ть т2 — температура сетевой воды подающего и обратного теплопроводов, °С.

Пример I. Диаметр теплопроводов d9 = 0,377 м. Изоляция вы­ полнена из фенольного поропласта толщиной биз = 0,15 м. Покров­ ный слой выполнен из бризола в два слоя. Толщина покровного слоя 5п.е = 0,006 м. Максимальная температура теплоносителя подающе­ го трубопровода т, = 150 'С, обратного трубопровода т2 = 70 °С. Глу­ бина заложения оси трубопровода h = 1,6 м. Грунты — пески и супе­ си маловлажные, р = 1600 кг/м3. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода t0 = 5 °С.

Наружный диаметр слоя изоляции dm = 0,677 м, диаметр трубо­ провода с изоляционной конструкцией с учетом покровного слоя d„c = 0,689 м.

Схема расположения тепловой трассы и газопровода показана на рисунке.

Расстояние по горизонтали от оси трубопровода до точки А х = 0 м, расстояние по вертикали от точки А до поверхности грунта у = 2,444 м.

Определить температуру грунта в точке А пересечения газопро­ водом трассы тепловой сети двухтрубной бесканальной прокладки.

Коэффициент теплопроводности фенольного поропласта при­ нимается по табл. VI.2 с учетом коэффициента увлажнения:

= 0,05 1,1 = 0,055 Вт/(м °С).

Термическое сопротивление слоя изоляции определяется по

формуле (VI.4):

 

 

1

. 0,677

= 1,69(м-°С)/Вт.

---------In—■—-

2-3,14-0,055

0,377

 

126

Коэффициент теплопроводности покровного слоя из бризола принимается по табл. VI.2: Vc = 0,175 Вт/(м°С).

Термическое сопротивление покровного слоя изоляции опреде­ ляется по формуле (VI.5):

Rn, = ■

1

-In0,689

0,16(м-°С)/Вт.

2 -3,14

0,175 0,677

 

Коэффициент

теплопроводности

грунта принимается по

табл. VI.1:

= 1.24 Вт/(м °С).

 

 

Термическое сопротивление грунта определяется по формуле

(VI.6), так как соблюдается условие hlde = 1,6/0,377 = 4,24 > 2:

 

Rm = ------ ------- h

± * -

0286 (м-°С)/Вт.

 

ф 2-3,14-124

0,689

'

Общее термическое сопротивление каждого теплопровода оп­ ределяется по формуле (VI.3):

R, = R2 = 1,69 + 0,016 + 0286 = 1997 (м°С)/Вт.

Термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние тепловых потоков от подающего и обратного трубопроводов, опре­ деляется по формуле (VI.10):

127

____ 1_

:ln,

2_t6

0,17(m°C)/Bt.

R\Z —

+ 1

2-3,14-124

, 0,88

 

Вычисляются разности температур воды и грунта:

Ат, = 150 - 5 = 145 °С,

Дт2 = 70 - 5 = 65 °С.

Удельные потери тепла подающим и обратным трубопроводом определяются по формулам (VI.8) и (VI.9):

<* = 145-1,997 - 65 0,17 = 70,3 Вт/м, 19972 -0.172

<7г = 65-1,997-145 0,17 = 26,6 Вт/м. 1.9972 —0,172

При пресечении газопроводом трассы двухтрубной бесканальной тепловой сети температура грунта в точке А определяется по формуле (VI.2):

,

5 |

70,3

(2,444 + 16)2

 

 

2

-3,14 -124 ^ (2,444 - 1.6)2

 

.

26,6

|(0 - 0,88)2 + (2,444

-f 1,6)2 2

 

2 -3,14 -124

\ ( 0 - 0,88)2 - (2444

- 1.6)2

Таким образом, при рассмотренных условиях температура стенки полиэтиленового газопровода при максимальных температурах теп­ лоносителя тепловой сети не превышает допустимых значений 40 вС.

ПРИЛОЖЕНИЕ VII

Нормы расхода газа на коммунально-бытовые нужды (извлечение из ГОСТ Р 51617)

Потребители газа

Показатель

Нормы расхода

потребле­

теплоты, МДж

 

ния газа

(тыс.ккал)

1.Население

 

 

При наличии в квартире газовой плиты и централизо­

 

 

ванного горячего водоснабжения при газоснабжении:

 

 

природным газом

На 1чел.

4100 (970)

 

вгод

 

СУГ

То же

3850(920)

Приналичиивквартирегазовойплитыигазовоговодо­

 

 

нагревателя (при отсутствии централизованного горя­

 

 

чего водоснабжения) при газоснабжении:

 

 

природным газом

 

10000(2400)

СУГ

»

9400 (2250)

При наличии в квартире газовой плиты и отсутствии

 

 

централизованногогорячеговодоснабженияигазового

 

 

водонагревателя при газоснабжении:

 

 

природным газом

»

6000(1430)

СУГ

»

5800(1380)

2. Предприятиябытового обслуживания населения

 

Фабрики-прачечные:

 

 

на стирку белья в механизированных прачечных

На 1т

8800(2100)

 

сухого

 

 

белья

 

на стирку белья в немеханизированных прачечных с

То же

12600(3000)

сушильными шкафами

 

 

на стирку белья в механизированных прачечных,

 

18800(4500)

включая сушку и глажение

 

 

Дезкамеры:

 

 

надезинфекцию белья и одеждыв паровых камерах

 

2240 (535)

надезинфекциюбелья и одеждывгорячевоздушных

»

1260(300)

камерах

 

 

129

Потребители газа

Показатель

Нормы расхода

потребле­

теплоты, МДж

 

ния газа

(тыс. ккал)

Бани:

 

 

мытье без ванн

На 1по­

40(9,5)

 

мывку

 

мытье в ваннах

То же

50(12)

3. Предприятияобщественного питания

 

Столовые, рестораны, кафе:

 

 

наприготовлениеобедов(внезависимостиотпропу­

На 1 обед

4,2(1)

скной способности предприятия)

 

 

на приготовление завтраков илиужинов

На 1зав­

2,1 (0,5)

 

трак или

 

 

ужин

 

4. Учреждения здравоохранения

 

 

Больницы, родильныедома:

 

 

на приготовление пищи

На 1 кой­

3200 (760)

 

ку вгод

 

на приготовление горячей воды для хозяйствен­

То же

9200 (2200)

но-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки

 

 

белья)

 

 

5. Предприятияпо производству хлебаи кондитерских изделий

Хлебозаводы, комбинаты, пекарни:

 

 

на выпечкухлеба формового

На 1т

2500 (600)

 

изделий

 

на выпечку хлеба подового, батонов, булок, сдобы

То же

5450(1300)

на выпечку кондитерских изделий (тортов, пирож­

»

7750(1850)

ных, печенья, пряников ит. п.)

 

 

Примечания:

1.Нормырасходатеплотынажилыедома, приведенные втаблице, учитывают расходтеплотына стирку белья в домашнихусловиях.

2.При применении газа для лабораторных нужд школ, вузов, техникумов

идругих специальных учебных заведений норму расхода теплоты следует прини­ мать вразмере 50 МДж (12тыс. ккал) вгод на одного учащегося.