4.1 Расчет п- образных компенсаторов

П- образные компенсаторы применяются при всех способах прокладки. К преимуществам этих компенсаторов следует отнести небольшие усилия, передаваемые на неподвижные опоры, и большую компенсирующую способность. К недостаткам - большие габариты и увеличенное гидравлическое сопротивление. Кроме того, увеличивается металлоёмкость и трудоемкость cстроительства.

Компенсирующая способность П-образного компенсатора определяется его размерами: вылетом , створом и радиусом отвода R. Для гибких компенсаторов применяются крутоизогнутые отводы с радиусом гиба, равным диаметру трубы, а также нормально изогнутые отводы с радиусом гиба не менее трёх диаметров трубы.

В целях снижения расчётного температурного удлинения рекомендуется устанавливать П-образные компенсаторы с предварительной 50% растяжкой.

В этом случае компенсатор рассчитывается на удлинение по формуле:

(4.2)

где - удлинение компенсатора, м.

П-образные компенсаторы устанавливаем на участках: 1— 12 и 1 — 13 (см. план сетей). Компенсирующая способность П-образного компенсатора при растяжке в холодном состоянии на половину ожидаемого удлинения определяется по формуле:

(4.3)

где - компенсирующая способность компенсатора, м;

- допустимое напряжение на изгиб; =120МПа для компенсаторов из стали 10, 20, Ст2сп;

A – расчетный параметр, м;

E - модуль упругости, МПа; для углеродистой стали

- участок трубы между неподвижными опорами, м;

m – коррекционный коэффициент на уменьшение жесткости трубы при увеличении диаметра.

(4.4)

где R – радиус отвода компенсатора, м;

- вылет компенсатора, м;

- створ компенсатора, м;

- коэффициент жесткости кармана.

Для расчета коэффициента жесткости кармана необходимо определить коэффициент трубы по формуле:

(4.5)

где h – коэффициент трубы;

- толщина стенки трубы, м;

- средний диаметр трубы (по середине толщины трубы), м;

- наружный диаметр трубы, м;

Коэффициент Кармана k и поправочный коэффициент m определяются: для нормально гнутых отводов с радиусом гиба

, при h>1; , при ; ;

Рассчитанная компенсирующая способность компенсатора должна быть больше удлинения трубы.

(4.6)

Для участка 1-12:

Для участка1-13:

Сила упругого отпора компенсатора (сила, действующая на неподвижную опору) определяется по формуле:

(4.7)

где

Р_x – сила упругого отпора компенсатора, Н;

d_н – наружный диаметр трубы, м;

d_в – внутренний диаметр трубы, м;

I_xs – момент инерции упругой линии оси компенсатора, м⁴.

Момент инерции упругой линии оси компенсатора

где n_в , n_с – отношение длины вылета и спинки компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора

L_пр – приведённая длина оси компенсатора, м;

y_s – координата упругого центра, м

Координата упругого центра:

(4.9)

Приведённая длина оси компенсатора:

(4,10)

где n_П – отношение длины плеча компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора.

Для участка 1-12:

Для участка 1-13: