10. Механический расчёт

В данном разделе проводятся расчеты отдельных элементов тепловой сети. Участки, на которых осуществляется расчёт, студент выбирает самостоятельно.

1. Расчёт труб на прочность.

Проверка толщины стенки трубы, δ, мм, находящейся под внутренним давлением. Пример расчёта в [6,с.384-386 или 7]. Расчет ведут на рабочее состояние, при котором принимают внутреннее давление теплоносителя – равным наибольшему рабочему давлению по пьезометрическому графику, но не менее 1 МПа.

2. Выбор габаритов П-образного компенсатора.

Пример расчёта по [6, с. 401, листы VI.9-VI.13 или 7, с.212-222]. При определении расчетного теплового удлинения компенсатора учитывают его предварительную растяжку в размере 50% от полного теплового удлинения компенсируемого участка трубопровода. Конструктивно можно принять компенсатор, у которого отношение прямых участков длин спинки и вылета равно 0,5.

3. Проверить возможность использования для самокомпенсации угла поворота трассы.

Пример расчёта и номограммы приведены в [6, с.401, листы VI.14-VI.15].

4. Определить установочную и монтажную длину сальникового компенсатора.

Основные характеристики сальниковых компенсаторов и пример расчета приведены в [6, стр. 388].

5. Определить горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору.

На плане тепловой сети выбрать неподвижную опору и вычертить схему расчетного участка, на которой показывается выбранная опора и две соседние опоры справа и слева. Расчетные длины (L₁ и L₂) выбираются в зависимости от конфигурации участка. Пример расчёта [6, с.402-404, таблица VI.29 или 7, с.240 таблица 11.3].

По величине горизонтальной осевой нагрузки на опору подбирают тип и конструкцию неподвижной опоры по альбому [18].

11. Тепловой расчет теплопроводов

Задачей теплового расчета является определение тепловых потерь трубопроводами тепловой сети в окружающую среду и выбор вида и толщины тепловой изоляции.

Расчет ведется для любого участка тепловой сети.

Вид тепловой изоляции выбирается по [12, приложение А или приложение 8-11 данного учебного пособия].

Например, для теплоизоляционного материала – плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем, коэффициент теплопроводности определяется по формуле

, [ ]

где t_m – средняя температура изоляционного слоя, ⁰С, определяется по формуле

, [⁰C]

где t_w – среднегодовая температура сетевой воды, ⁰С, выписываем из [11, таблица 15 или 12, таблица 5], в зависимости от t теплоносителя.

Толщину теплоизоляционного слоя предварительно принимают для подающего и обратного трубопровода по [11, прил. Б].

Подбирают тип канала по приложению 14 данного учебного пособия или по альбомам [15-17]. Расстояния от поверхности теплоизоляции трубопроволов до внутренних стенок канала принимают по [9, прил. В]

.

Рис. 5. Пример конструкции канала

Тепловые потери трубопроводами определяются по формуле

, [ ]

где - суммарные термические сопротивления трубопроводов тепловой сети:

, [ ]

где - термическое сопротивление изоляции:

, [ ]

где D – наружный диаметр трубы с учетом изоляции;

D_н – наружный диаметр трубопровода без изоляции.

- термическое сопротивление теплоотдачи от наружной поверхности теплоизоляции к воздуху канала:

, [ ]

где - коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающую среду, , принимаем по [12, таблица 2]

- термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха канала к его внутренней поверхности:

, [ ]

где - эквивалентный диаметр внутреннего контура канала,

, [м]

где F – площадь канала, м

P - периметр канала, м

- термическое сопротивление стенок канала:

, [ ]

где - теплопроводность железобетонного канала, принять равной 2,04 Вт/м ⁰С

- эквивалентный диаметр наружного контура канала, с учётом приложения 14 таблицы 3 данного учебного пособия, м

- термическое сопротивление теплоотдачи от наружной поверхности канала к грунту:

, [ ]

где - теплопроводность грунта, по [12, таблица 6];

- расстояние от поверхности земли до оси канала, принять равной 1,1 – 1,5 м;

- температура воздуха в канале, ⁰С:

.

Температура воздуха в канале не должна превышать 40⁰С. Заданный уровень температуры обеспечивается выбором толщины изоляции и вентиляции воздуха в канале.

Проверкой правильности расчетов является сравнение расчетных удельных потерь с нормативными, которые принимаются по приложению 7 данного учебного пособия или по [11, прил. 8,9].

На основании данного расчета делается вывод, достаточна или нет выбранная толщина тепловой изоляции.

Методика расчёта тепловых потерь приведена в [1, раздел 9 или 12, раздел 2.3].