6.2 Определение диаметров спускных и выпускных устройств

В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей, а также секционируемых участков предусматриваем штуцера с запорной арматурой для спуска воды (спускные устройства).

Спускные устройства водяных тепловых сетей предусматриваем, исходя из обеспечения продолжительности спуска воды и заполнения секционированного участка или одного трубопровода.

Диаметры спускных устройств водяных тепловых сетей определяем по формулам рекомендуемого приложения 9 [4] и принимаем не меньше указанных в таблице приложения.

Диаметр штуцера и запорной арматуры d, м, для спуска воды из секционируемого участка трубопровода водяных тепловых сетей, имеющего уклон в одном направлении, определяем по формуле

, (6.1)

где – соответственно приведенный диаметр, м, общаядлина, м, и приведенный уклон секционируемого участка трубопровода:

(6.2)

(6.3)

где - длины отдельных участков трубопровода, м, с диаметрами d₁, d₂,... d_n, м, при уклонах i₁, i₂,... i_n;

m – коэффициент расхода арматуры, принимаемый для вентилей m = 0,0144, для задвижек m = 0,011;

n – коэффициент, зависящий от времени спуска воды t:

Продольный профиль участка теплосети представлен на листе формата А2.

Рисунок 9 – Схема расчета спускных и выпускных устройств

1. Произведем расчет спускного устройства в УТ1.

Выполним расчет для левой стороны.

d = d₁= 0,4 м, l = l₁₀= 25 м,i = 0,002

Выполним расчет для правой стороны.

Определим приведенный диаметр по формуле (6.2)

Определим приведенный уклон по формуле (6.3)

Определим диаметр спускного устройства

Диаметр штуцера и запорной арматуры для обеих сторон

Поскольку расчетный диаметр спускного устройства d = 40 мм меньше рекомендованного dу = 100 мм, к установке принимаем штуцер с dу=100 мм.

2. Произведем расчет спускного устройства в УТ7.

Определим приведенный диаметр по формуле (6.2)

Определим приведенный уклон по формуле (6.3)

Определим диаметр спускного устройств

Поскольку расчетный диаметр спускного устройства d = 30 мм меньше рекомендованного dу = 80 мм, к установке принимаем штуцер с dу=80 мм.

Условный диаметр штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха принимаем по таблице 2.6 [4].

Диаметр штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха при D_y=250 мм [4]: dу = 25 мм –УТ4.

6.3 Расчет усилий на неподвижную опору

На неподвижные опоры в тепловой сети действуют вертикальные и горизонтальные усилия.

Вертикальная нагрузка равна весу одного пролета для подвижных опор и определяется по формуле:

, (6.4)

Горизонтальные усилия складываются из неуравновешенных сил внутреннего давления, горизонтальных реакций свободных опор, реакций компенсаторов. Эти усилия действуют с обеих сторон от опоры.

Результирующее усилие, действующее на опору может быть представлено в обобщенном виде:

N = a ∙ р ∙ F_в + ∙ G_h∙l + S, (6.5)

где а – коэффициент, зависящий от возможного действия сил внутреннего давления (а принимаем равным 1);

р – внутреннее давление теплоносителя, Па;

F_в – площадь внутреннего сечения трубы, м²;

 - коэффициент трения на свободных опорах;

G_h – вес погонного метра теплопровода, принимаем по приложению 25 [13] ;

l – разность расстояний от опоры до компенсаторов, м;

S – разность реакций компенсаторов с обеих сторон опоры.

Рисунок 10 – Расчетная схема усилий на неподвижную опору

Наружный диаметр трубопроводов 273 мм. На участке есть два сальниковых компенсатора.

Вес погонного метра теплопровода равен согласно [13] 1241 Н/м.

Площадь внутреннего сечения трубы равна 0,0527 м²; внутреннее давление теплоносителя равно 1,117 МПа; коэффициент трения на скользящих опорах при трении о сталь принимаем равным 0,3 (согласно [14]); l₁= 75 м; l₂ = 75 м.

Для данной схемы усилия на неподвижную опору можно определить по формуле

± N = ± 0,5 R_к + р ( - ) (6.6)

где р – давление теплоносителя;

и - наружные диаметры труб на смежных участках;

R_к – сила трения сальникового компенсатора;

Знаки « + » и « - » соответствуют режимам нагрева или охлаждения.

Приняв наружный диаметр стакана сальникова компенсатора равным наружному диаметру трубы d_ст=0,273 м, отношение высоты сальниковой набивки к наружному диаметру стакана b=0,3, отношение давления сальниковой набивки на поверхность стакана к рабочему давлению α_с=1,5 и коэффициент трения набивки по стакану μ_с= 0,15, находим силу трения в сальниковом компенсаторе по формуле

R_к=π·d²_ст·b·p· α_с·μ_с, (6.7)

R_к=3,14·0,273²·0,3·1,117·10⁶·1,5·0,15=17613 Н

N=0,5 ·17613+1,117·10⁶· ·(0,273^{2 -} 0,273² ) =8806,5 Н.

Вертикальная нагрузка для скользящей опоры:

F_y = 1241 ∙ 7 = 8687H,

где L – пролет между подвижными опорами, согласно [14] равен 7 м.