Qualsiasi materiale: solido, liquido, gassoso, secondo le leggi della fisica, cambia volume in proporzione al cambiamento di temperatura. Per gli oggetti la cui lunghezza supera significativamente la larghezza e la profondità, ad esempio i tubi, l'indicatore principale è l'espansione longitudinale lungo l'asse: allungamento termico (temperatura). Un tale fenomeno deve essere necessariamente preso in considerazione nel corso della realizzazione di alcune opere di ingegneria.

Ad esempio, durante un viaggio in treno, si sente un caratteristico picchiettio dovuto ai giunti termici delle rotaie (Fig. 1), oppure durante la posa di linee elettriche, i fili sono montati in modo che si pieghino tra i supporti (Fig. 2).

fig.4

La stessa cosa accade nell'ingegneria idraulica. Sotto influenza allungamenti di temperatura, quando si utilizzano materiali non corrispondenti al caso e l'assenza di misure di compensazione termica nell'impianto, i tubi si incurvano (Fig. 4 a destra), le forze sugli elementi di fissaggio dei supporti fissi e sugli elementi di installazione aumento, che riduce la durata del sistema nel suo insieme e, in casi estremi, può causare un incidente.

L'aumento della lunghezza della condotta è calcolato dalla formula:

ΔL - aumento della lunghezza dell'elemento [m]

α - coefficiente dilatazione termica Materiale

lo - lunghezza dell'elemento iniziale [m]

T2 - temperatura finale [K]

T1 - temperatura iniziale [K]

Compensazione delle dilatazioni termiche per condotte sistemi ingegneristici Si svolge principalmente in tre modi:

• compensazione naturale cambiando la direzione del tracciato del gasdotto;
• l'utilizzo di elementi di compensazione in grado di estinguere la dilatazione lineare delle tubazioni (compensatori);
• pretensionamento dei tubi ( questo metodo abbastanza pericoloso e dovrebbe essere usato con estrema cautela).

fig.5

La compensazione naturale viene utilizzata principalmente per il metodo di installazione "nascosto" ed è la posa di tubi con archi arbitrari (Fig. 5). Questo metodo è adatto per tubi polimerici bassa rigidità, come le tubazioni del sistema KAN-therm Push: PE-X o PE-RT. Questo requisito è dichiarato in SP 41-09-2005(Progettazione e installazione sistemi interni approvvigionamento idrico e riscaldamento degli edifici mediante tubi in polietilene “reticolato”) al punto 4.1.11 Nel caso di posa di tubi in PE-S nella struttura del solaio, non è consentito allungare in linea retta, ma devono essere posati in archi di piccola curvatura (serpente) (... )

Tale posa ha senso quando si installano tubazioni secondo il principio "pipe in pipe", ad es. in un tubo corrugato o nell'isolamento termico del tubo, che è indicato non solo in SP 41-09-2005, ma anche in SP 60.13330-2012 (Riscaldamento, ventilazione e condizionamento) al punto 6.3.3 ... La posa di tubazioni dai tubi polimerici dovrebbe essere previsto nascosto : nel pavimento (nel tubo corrugato) ...

L'allungamento termico delle tubazioni è compensato dai vuoti nel protettivo tubi corrugati o isolamento termico.

Quando si esegue una compensazione di questo tipo, è necessario prestare attenzione alla manutenzione dei raccordi. Una sollecitazione eccessiva dovuta alla curvatura del tubo può portare alla rottura del raccordo a T (fig. 6). Per evitare che ciò avvenga, il cambiamento nella direzione del percorso della tubazione dovrebbe avvenire a una distanza di almeno 10 diametri esterni dall'ugello del raccordo e il tubo accanto al raccordo dovrebbe essere fissato rigidamente, questo, a sua volta, riduce al minimo l'effetto dei carichi di flessione sugli ugelli di raccordo.

fig.6

Un altro tipo di compensazione naturale della temperatura è il cosiddetto fissaggio "duro" delle tubazioni. Si tratta di una suddivisione della tubazione in sezioni limitate di compensazione della temperatura in modo tale che l'aumento minimo della tubazione in modo significativo non ha influito sulla linearità della sua posa e sollecitazioni eccessive sono andate sui punti di fissaggio dei supporti fissi (Fig. 7).

fig.7

Questo tipo di compensazione funziona sull'instabilità. Per proteggere le tubazioni dai danni, è necessario dividere la tubazione da punti di supporto fissi in sezioni di compensazione non superiori a 5 m Va notato che con tale posa, non solo il peso dell'attrezzatura, ma anche le sollecitazioni dovute all'allungamento termico influenzare i fissaggi delle tubazioni. Ciò porta alla necessità di calcolare ogni volta il carico massimo consentito su ciascuno dei supporti.

Vengono calcolate le forze derivanti dagli allungamenti termici e agenti su punti di appoggio fissi seguente formula:

DZ - diametro esterno della tubazione [mm]

s - spessore della parete della tubazione [mm]

α - coefficiente di allungamento termico del tubo

E - modulo elastico (di Young) del materiale del tubo [N/mm]

ΔT - variazione (aumento) della temperatura [K]

Inoltre, il peso proprio del tratto di tubazione riempito di refrigerante agisce anche sul punto di appoggio fisso. In pratica, il problema principale è che nessun produttore di elementi di fissaggio fornisce dati sui carichi massimi consentiti sui propri elementi di fissaggio.

I compensatori naturali per l'allungamento termico sono compensatori a forma di G, P, Z. Questa soluzione viene utilizzata nei luoghi in cui è possibile reindirizzare le estensioni termiche libere delle tubazioni su un altro piano (Fig. 8).

fig.8

La dimensione del braccio di espansione per compensatori tipo "G", "P" e "Z" è determinata in funzione dell'allungamento termico ottenuto, del tipo di materiale e del diametro della tubazione. Il calcolo viene eseguito secondo la formula:

[m]

K - costante del materiale del tubo

Dz - diametro esterno della condotta [m]

∆L- allungamento termico sezione della condotta [m]

La costante del materiale K è correlata alle sollecitazioni che un determinato tipo di materiale della tubazione può sopportare. Per i singoli sistemi KAN-therm, i valori materiale costante K sono sotto:

Spingi PlatinumK = 33

Braccio di compensazione del compensatore di tipo "G":

A - lunghezza del braccio di compensazione

L - lunghezza iniziale della sezione della condotta

ΔL - allungamento della sezione della condotta

PP - supporto mobile

A - lunghezza del braccio di compensazione

PS - punto di supporto fisso (fissazione fissa) della tubazione

S - larghezza del compensatore

Per calcolare la spalla di compensazione A, è necessario prendere come lunghezza equivalente Le il maggiore tra i valori di L1 e L2. La larghezza S deve essere S = A/2, ma non inferiore a 150 mm.

A - lunghezza del braccio di compensazione

L1, L2 - lunghezza iniziale dei segmenti

ΔLx - allungamento della sezione della condotta

PS - punto di supporto fisso (fissazione fissa) della tubazione

Per calcolare la spalla di compensazione è necessario prendere come lunghezza equivalente Le la somma delle lunghezze dei segmenti L1 e L2: Le = L1 + L2.

fig.9

Oltre ai compensatori di temperatura geometrici, ci sono un gran numero di soluzioni costruttive di questo tipo di elementi:

• giunti di dilatazione a soffietto,
• giunti di dilatazione elastomerici,
• compensatori tissutali,
• compensatori di loop.

Considerando relativamente alto prezzo di alcune varianti, tali giunti di dilatazione sono più spesso utilizzati in luoghi in cui lo spazio o le possibilità tecniche dei giunti di dilatazione geometrici o di compensazione naturale sono limitati. Questi giunti di dilatazione hanno una vita utile limitata calcolata in cicli operativi dalla piena espansione alla piena contrazione. Per questo motivo, per apparecchiature che funzionano in modo ciclico o con parametri variabili, è difficile determinare il tempo di funzionamento finale del dispositivo.

I giunti di dilatazione del soffietto sfruttano l'elasticità del materiale del soffietto per compensare gli allungamenti termici. I soffietti sono spesso fatti di di acciaio inossidabile. Questo design determina la vita dell'elemento - circa 1000 cicli.

La vita utile dei giunti di dilatazione assiali del tipo a soffietto è notevolmente ridotta in caso di disallineamento del giunto di dilatazione. Questa caratteristica richiede un'elevata precisione della loro installazione, così come la loro fissaggio corretto:

• è possibile montare non più di un compensatore nella zona di compensazione della temperatura tra 2 punti adiacenti di supporti fissi;
• i supporti mobili devono circondare completamente i tubi e non creare una grande resistenza di compensazione. La dimensione massima del gioco non è superiore a 1 mm;
• il compensatore assiale si consiglia, per una maggiore stabilità, di essere installato ad una distanza di 4Dn da uno dei supporti fissi;

In caso di domande sulla compensazione della temperatura delle tubazioni del sistema KAN-therm, è possibile contattare .

Il dispositivo contiene forma curva un corpo di curve e tratti rettilinei realizzati in materiale elastico, principalmente da un manicotto in tessuto di gomma (tubo flessibile), e alle estremità del corpo sono presenti diramazioni o diramazioni con flange per il collegamento con tubazioni della rete di riscaldamento, e il materiale del corpo elastico è rinforzato rete metallica.

L'invenzione riguarda i sistemi teleriscaldamento aree popolate, imprese industriali e locali caldaie.

IN sistemi centralizzati fornitura di calore, una fonte di calore (caldaia) fornisce calore a diversi consumatori situati a una certa distanza dalla fonte di calore e il calore viene trasferito dalla fonte ai consumatori attraverso speciali condutture di calore - reti di calore.

La rete termica è costituita da interconnessi mediante saldatura tubi di acciaio fili, isolamento termico, dispositivi per la compensazione degli allungamenti termici, valvole di intercettazione e regolazione, supporti mobili e fissi, ecc., p.253 o, p.17.

Quando il liquido di raffreddamento (acqua, vapore, ecc.) si muove attraverso le tubazioni, queste ultime si riscaldano e si allungano. Ad esempio, quando la temperatura aumenta di 100 gradi, l'allungamento delle tubazioni in acciaio è di 1,2 mm per metro di lunghezza.

I compensatori vengono utilizzati per percepire le deformazioni delle tubazioni quando la temperatura del liquido di raffreddamento cambia e per scaricarle dalle sollecitazioni termiche emergenti, nonché per proteggere dalla distruzione i raccordi installati sulle tubazioni.

Le tubazioni delle reti di riscaldamento sono disposte in modo tale da potersi allungare liberamente quando riscaldate e accorciarsi quando vengono raffreddate senza sovraccaricare il materiale e le connessioni delle tubazioni.

Sono noti dispositivi per la compensazione degli allungamenti di temperatura, che sono realizzati con le stesse tubazioni delle colonne montanti dell'acqua calda. Questi compensatori sono realizzati con tubi piegati a forma di semionde. Tali dispositivi sono di impiego limitato, poiché la capacità di compensazione delle semionde è piccola, molte volte inferiore a quella dei compensatori a forma di U. Pertanto, tali dispositivi non vengono utilizzati negli impianti di riscaldamento.

Conosciuto più vicino in termini di totalità delle caratteristiche del dispositivo per compensare l'allungamento termico delle reti termiche da 189, o p.34. I compensatori noti possono essere suddivisi in due gruppi: radiali flessibili (a forma di U) e assiali (pressacavo). I giunti di dilatazione a forma di U sono più spesso utilizzati, poiché non necessitano di manutenzione, ma è richiesto il loro allungamento. Gli svantaggi dei compensatori a forma di U includono: una maggiore resistenza idraulica delle sezioni delle reti di riscaldamento, un aumento del consumo di tubazioni, la necessità di nicchie e questo porta ad un aumento dei costi di capitale. I giunti di dilatazione a premistoppa richiedono una manutenzione costante, quindi possono essere installati solo in camere termiche, e questo comporta maggiori costi di costruzione. Per compensare l'allungamento termico, vengono utilizzate anche le spire delle reti di riscaldamento (compensazione a forma di G e Z, Fig. 10.10 e 10.11, p. 183).

Gli svantaggi di tali dispositivi di compensazione sono la complessità dell'installazione in presenza di giunti di dilatazione a forma di U e la complessità del funzionamento quando si utilizzano giunti di dilatazione del premistoppa, nonché la breve durata delle tubazioni in acciaio a causa della corrosione di questi ultimi. Inoltre, con l'allungamento della temperatura delle tubazioni, sorgono forze di deformazione elastica, momenti flettenti giunti di dilatazione flessibili, compresi i giri delle reti termiche. Ecco perché, quando si costruiscono reti di calore, le tubazioni in acciaio vengono utilizzate come le tubazioni più durevoli ed è necessario eseguire un calcolo della resistenza, p.169. Si noti che le tubazioni in acciaio delle reti di riscaldamento sono soggette a un'intensa corrosione, sia interna che esterna. Pertanto, la durata delle reti di riscaldamento, di norma, non supera i 6-8 anni.

I compensatori a forma di U sono costituiti da 4 rami e tre tratti rettilinei di tubazioni in acciaio collegate mediante saldatura. Come risultato della connessione di questi elementi, si forma un corpo curvo a forma di lettera "P".

L'autocompensazione delle tubazioni viene eseguita secondo lo schema a forma di Z e lo schema a forma di L, Fig. 10.10. e fig.10.11, p.183.

Lo schema a forma di Z comprende due rami e tre sezioni rettilinee di tubazioni in acciaio collegate mediante saldatura. Come risultato della connessione di questi elementi, si forma un corpo curvo a forma di lettera "Z".

Lo schema a forma di L comprende un ramo e due tratti rettilinei di tubazioni in acciaio collegate mediante saldatura. Come risultato della connessione di questi elementi, si forma un corpo curvo a forma di lettera "G".

L'obiettivo dell'invenzione è aumentare la durata delle tubazioni di alimentazione e ritorno delle reti di calore, semplificare l'installazione di reti di calore e creare condizioni in cui non vi saranno cause che portino a sollecitazioni nelle tubazioni dovute all'allungamento termico delle tubazioni.

Questo obiettivo è raggiunto dal fatto che il dispositivo per la compensazione dell'allungamento termico delle tubazioni di una rete di riscaldamento contenente un corpo curvo, costituito da curve e tratti rettilinei della condotta, differisce dal prototipo in quanto il corpo curvo di curve e tratti rettilinei è costituito da un materiale elastico, principalmente da un manicotto in tessuto di gomma (o un tubo realizzato, ad esempio, in gomma), e alle estremità del corpo sono presenti tubi di derivazione o diramazioni con flange per il collegamento con le tubazioni del riscaldamento Rete. Allo stesso tempo, il materiale elastico di cui è costituito il corpo (tubo flessibile) di forma curva può essere rinforzato principalmente con una rete metallica.

L'uso del dispositivo proposto porta a una riduzione del consumo di tubazioni, una diminuzione delle dimensioni delle nicchie per l'installazione dei giunti di dilatazione, non è necessario allungare i giunti di dilatazione, ovvero, di conseguenza, si riducono i costi di investimento. Inoltre, nelle tubazioni di mandata e ritorno delle reti di riscaldamento non ci saranno sollecitazioni da allungamento termico; pertanto, le tubazioni in materiale meno durevole dell'acciaio possono essere utilizzate per l'installazione di reti di calore, comprese quelle resistenti alla corrosione (ghisa, vetro, plastica, cemento-amianto, ecc.), e ciò comporta una diminuzione capitale e costi operativi. L'esecuzione di tubazioni di mandata e ritorno da un materiale resistente alla corrosione (ghisa, vetro, ecc.) Aumenta di 5-10 volte la durata delle reti di riscaldamento e ciò comporta una diminuzione dei costi operativi; infatti, se la vita utile delle tubazioni aumenta, significa che le tubazioni della rete di riscaldamento devono essere sostituite con minore frequenza, il che significa che è meno probabile che si debbano strappare una trincea, rimuovere lastre di canale per la posa di reti di riscaldamento, smantellare tubazioni che hanno hanno servito la loro vita utile, posare nuove tubazioni, coprire il loro nuovo isolamento termico, posare le lastre del pavimento in posizione, riempire la trincea di terra ed eseguire altri lavori.

Il dispositivo di giri delle reti di calore per l'implementazione della compensazione a forma di "G" e "Z" delle tubazioni porta ad una diminuzione del costo del metallo e alla semplificazione della compensazione degli allungamenti di temperatura. In questo caso, il manicotto in gomma-tessuto utilizzato per compensare gli allungamenti termici può essere realizzato in gomma o in tubo flessibile; in questo caso, il tubo può essere rinforzato (per resistenza), ad esempio, con filo d'acciaio.

Nella tecnologia, i manicotti in tessuto di gomma (tubi flessibili) sono ampiamente utilizzati. Ad esempio, vengono utilizzati tubi flessibili (smorzatori di vibrazioni) per impedire la trasmissione di vibrazioni pompa di circolazione all'impianto di riscaldamento p.107, fig.V9. Con l'aiuto di tubi flessibili, lavandini e lavelli sono collegati a tubazioni di approvvigionamento di acqua calda e fredda. Tuttavia, in questo caso, le maniche in tessuto di gomma (tubi flessibili) mostrano nuove proprietà, poiché svolgono il ruolo di dispositivi di compensazione, cioè compensatori.

La figura 1 mostra un dispositivo per la compensazione dell'allungamento termico delle tubazioni delle reti di riscaldamento e la figura 2 sezione 1-1 della figura 1

Il dispositivo è costituito da una tubazione di lunghezza 1 L, realizzata in materiale elastico; una tale conduttura può fungere da manicotto di gomma, tubo flessibile, tubo flessibile, tubo rinforzato con rete metallica, tubo in gomma, ecc. In ciascuna estremità 2 e 3 della tubazione 1 è inserito un tubo di derivazione 4 e 5, a cui sono fissate rigidamente le flange 6 e 7, ad esempio mediante saldatura, in cui sono presenti fori 8 e 9, di diametro pari a il diametro interno dei tubi 4 e 5. Per garantire la resistenza e la tenuta del collegamento della tubazione 1 e degli ugelli 4 e 5, sono installati i morsetti 10 e 11. Ciascun morsetto è unito con un bullone 12 e un dado 13. In sulle flange 6 e 7 sono presenti fori 14 per i bulloni 31, Fig.5 con i quali le flange 6 e 7 sono collegate alle controflange 19 e 20 fissate alle tubazioni 15 e 16 della rete termica (vedi FIGG. 5 e 6). Le controflange nelle figure 1 e 2 non sono mostrate. Per garantire la forza e la tenuta della connessione della tubazione 1 e degli ugelli 4 e 5, invece dei morsetti 10 e 11, è possibile utilizzare un'altra connessione, ad esempio utilizzando una crimpatura.

IN questo dispositivo i tubi 4 e 5 e le flange 6 e 7 possono essere in acciaio e collegati ad esempio mediante saldatura. Tuttavia, è più opportuno realizzare i tubi 4 e 5 e le flange 6 e 7 come un unico prodotto integrale, ad esempio mediante colata o stampaggio ad iniezione da un materiale resistente alla corrosione, ad esempio ghisa. In questo caso, la durata del dispositivo proposto sarà molto più lunga.

Le figure 3 e 4 mostrano un'altra versione del dispositivo proposto. La differenza sta nel fatto che le flange 6 e 7 non sono fissate ai tubi 4 e 5 e il collegamento dei tubi 4 e 5 con le tubazioni della rete di riscaldamento viene effettuato mediante saldatura, ovvero viene fornita una connessione permanente. In presenza di flange 6 e 7 (vedi figura 1) il collegamento del dispositivo proposto con la tubazione della rete di riscaldamento viene effettuato utilizzando una connessione staccabile, più conveniente durante l'installazione di tubazioni.

Prima dell'installazione, il dispositivo per la compensazione dell'allungamento termico delle tubazioni delle reti di riscaldamento viene modellato in un corpo curvo. Ad esempio, la figura 5 mostra un corpo a forma di U. Questa forma viene data al dispositivo proposto piegando la tubazione 1, vedere Fig.1. Quando è necessario compensare allungamenti termici dovuti alle rotazioni, al dispositivo proposto viene data una forma a L oa Z. Si noti che la forma a Z è composta da due forme a L.

la figura 5 mostra una sezione della condotta 15 di lunghezza L 1 e una sezione della condotta 16 di lunghezza L 3; tali tratti sono posti tra i supporti fissi 17 e 18. Tra le tubazioni 15 e 16 è proposto il dispositivo di compensazione dell'allungamento termico L 2 . La posizione di tutti gli elementi nella figura 5 è mostrata in assenza di refrigerante nelle tubazioni 15 e 16 e nel dispositivo proposto.

Una controflangia 19 è fissata rigidamente (mediante saldatura) alla tubazione 15 (vedi Fig.5) e una controflangia 20 è similmente fissata alla tubazione 16.

Dopo aver installato il dispositivo proposto in posizione, esso viene collegato alle tubazioni 15 e 16 con l'ausilio di bulloni 32 e dadi, flange 6 e 7 e controflange 19 e 20; le guarnizioni sono installate tra le flange. Nella figura 5, i morsetti 10 e 11 ei bulloni 12 non sono convenzionalmente mostrati.

La figura 5 mostra il dispositivo proposto per compensare l'allungamento termico realizzando la tubazione 1 (vedi figura 1) a forma di U, ovvero, in questo caso, il dispositivo proposto - un corpo curvo - è composto da 4 rubinetti e 3 trame rettilinee.

Il dispositivo funziona come segue. Quando il dispositivo proposto e le tubazioni 15 e 16 vengono alimentate con un refrigerante, ad esempio acqua calda, le tubazioni 15 e 16 vengono riscaldate e allungate (vedere Fig.6). La condotta 15 è estesa del valore L 1 ; la lunghezza della condotta 15 sarà pari a . Quando la tubazione 15 è estesa, si sposta a destra e, allo stesso tempo, le flange 19, il tubo 4 e parte della tubazione 1, che sono collegate tra loro, si spostano a destra (fascette 10 e 11 in le figure 5 e 6 non sono convenzionalmente mostrate). Contestualmente, la condotta 16 viene prolungata dell'importo L 3 , la lunghezza della condotta 16 sarà pari a . In questo caso, le flange 7 e 20, la diramazione 5 e parte della tubazione 1 collegata alla diramazione 5 si sposteranno a sinistra del valore L 3 La distanza tra le flange 6 e 7 è diminuita ed è diventata uguale a . In questo caso, la tubazione 1 che collega gli ugelli 4 e 5 (e le tubazioni 15 e 16) si piega e, per questo motivo, non interferisce con il movimento delle tubazioni 15 e 16, pertanto nelle tubazioni 15 e 16 non vi è alcuna sollecitazione da allungamento delle condotte.

Ovviamente la lunghezza della tubazione 1 deve essere maggiore della distanza L 2 tra le flange 6 e 7 per potersi piegare. In questo caso non si verificano sollecitazioni nelle tubazioni 1, 15 e 16 dovute all'allungamento termico delle tubazioni 15, 16 e 1.

Si consiglia di installare il dispositivo proposto per la compensazione degli allungamenti termici al centro di tratti rettilinei tra supporti fissi.

Il dispositivo proposto, mostrato in Fig.3 e 4, funziona in modo simile; l'unica differenza è che il dispositivo non ha le flange 6 e 7 (figura 5) e il collegamento di entrambi gli ugelli 4 e 5 con le tubazioni 15 e 16 viene effettuato mediante saldatura, ovvero, in questo caso, è previsto un collegamento permanente utilizzato (mostrato in fig. 7).

La figura 7 mostra la sezione ad L della tubazione, posta tra i supporti fissi 21 e 22. Lunghezza tratto rettilineo la condotta 23 è uguale a L 4 e la condotta 24 è uguale a L 5 . Tubo 1 (vedi figura 1), piegato lungo un raggio R. Il dispositivo presentato è leggermente diverso dal dispositivo mostrato in figura 1, ovvero: in figura 7 non ci sono ugelli 4 e 5 con flange 6 e 7. La funzione del l'ugello viene eseguito dalle tubazioni 23 e 24, ovvero i tubi vengono inseriti nelle estremità 2 e 3 della tubazione 1 (figura 1), i morsetti 10 e 11 garantiscono la forza e la tenuta del collegamento delle tubazioni 1 con le tubazioni 23 e 24. Tale progetto semplifica in qualche modo la fabbricazione del dispositivo proposto, ma complica l'installazione delle reti termiche, pertanto ha un'applicazione limitata. La posizione di tutti gli elementi mostrati in Fig.7 è mostrata in assenza di refrigerante nelle tubazioni 23, 24 e 1.

Quando viene fornito un refrigerante alle tubazioni 1, 23 e 24, le tubazioni 23 e 24 si riscaldano e si allungano (vedere Fig.8). Il condotto 23 è prolungato di L 4 e il condotto 24 è prolungato di L 5 . Quando questa estremità 25 della condotta 23 si sposta verso l'alto, e l'estremità 26 della condotta 24 si sposta a sinistra (vedi Fig.8). In questo caso, la tubazione 1 (di materiale elastico) che collega le estremità 25 e 26 delle tubazioni 23 e 24, a causa della sua flessione, non impedisce alla tubazione 23 di spostarsi verso l'alto e la tubazione 24 a sinistra. In questo caso, non si verificano sollecitazioni da allungamenti termici nelle tubazioni 1, 23 e 24.

La figura 9 mostra una variante del dispositivo proposto quando viene utilizzato per la compensazione a Z di allungamenti termici. La sezione a Z della tubazione si trova tra i supporti fissi 26 e 27. la lunghezza della tubazione 28 è pari a L 6 e della tubazione 29 - L 8; la lunghezza del dispositivo per la compensazione degli allungamenti di temperatura è L 7 La tubazione 1 è piegata a forma di lettera Z. I tubi di derivazione 4 e 5 con le flange 6 e 7 sono inseriti in ciascuna estremità 2 e 3 della tubazione 1. Tubazione 28, la diramazione 4, le flange 6 e 30 sono collegate saldamente e saldamente, ad esempio, mediante bulloni e fascette (vedi figura 1). La tubazione 29, la tubazione 5, le flange 7 e 31 sono collegate in modo simile La posizione di tutti gli elementi in Fig.9 è mostrata in assenza di refrigerante nelle tubazioni (Fig.9). Il principio di funzionamento del dispositivo proposto è simile al dispositivo discusso in precedenza, vedere Fig.1-8.

Quando un refrigerante viene fornito ai condotti 28, 1 e 29 (vedere FIG. 10), i condotti 28, 1 e 29 si riscaldano e si allungano. La condotta 28 è prolungata verso destra del valore L 6 ; contemporaneamente le flange 6 e 30, la tubazione di diramazione 4 e l'estremità 2 della tubazione 1 si spostano a destra (ovvero, la parte della tubazione 1 collegata alla tubazione di diramazione 4 si sposta, poiché questi elementi sono collegati tra loro e la tubazione 28. Allo stesso modo, la tubazione 29 si allunga a sinistra del valore L 8 ; contemporaneamente, le flange 7 e 31, il tubo 5 e l'estremità 3 della tubazione 1 si spostano a sinistra (ovvero, parte della tubazione 1 collegata alla tubazione 5 si sposta, poiché questi elementi sono collegati tra loro e la tubazione 29. In questo caso, la tubazione 1 a causa della sua flessione non impedisce il movimento delle tubazioni 28 e 29. In questo caso, non si verificano sollecitazioni dovute all'allungamento termico nelle tubazioni 28, 29 e 1.

In tutte le opzioni considerate prestazione costruttiva dispositivo proposto, la lunghezza della tubazione L (vedi figura 1) dipende dal diametro delle tubazioni della rete di riscaldamento, dal materiale di cui è composta la tubazione 1 e da altri fattori ed è determinata dal calcolo.

La tubazione 1 (vedi figura 1) può essere costituita da un manicotto corrugato in gomma-tessuto (tubo flessibile), tuttavia le corrugazioni aumentano la resistenza idraulica della rete termica, si intasano con particelle solide che possono essere presenti nel liquido di raffreddamento, e nel presenza di particelle solide, la capacità di compensazione di tale manicotto diminuisce, pertanto tale manicotto ha un'applicazione limitata; utilizzato quando non ci sono particelle solide nel liquido di raffreddamento.

Sulla base di quanto sopra, si può concludere che il dispositivo proposto è durevole, più facile da installare e più economico del dispositivo noto.

Fonti di informazione

1. Ingegneria di rete. Equipaggiamento di edifici e strutture: libro di testo / E.N. Bukharkin e altri; ed. Yu.P. Sosnina. - M.: Scuola superiore 2001. - 415 pag.

2. Guida del designer. Progettazione di reti termiche. ed. Ing. AA Nikolaev. M.: Stroyizdat, 1965. - 360 pag.

3. Descrizione dell'invenzione al brevetto RU 2147104 CL F24D 17/00.

190. Si consiglia di compensare le deformazioni termiche mediante curve e curve del percorso della tubazione. Se è impossibile limitarsi all'autocompensazione (in tratti completamente rettilinei di notevole lunghezza, ecc.), Sulle tubazioni vengono installati compensatori a forma di U, lenti, ondulati e altri.

Nei casi in cui in documentazione del progetto spurgo a vapore o acqua calda, si raccomanda di fare affidamento su queste condizioni per la capacità di compensazione.

192. Si raccomanda di utilizzare compensatori a forma di U per le tubazioni di processo di tutte le categorie. Si consiglia di essere realizzati piegati da tubi pieni o utilizzando curve piegate, piegate bruscamente o saldate.

In caso di allungamento preliminare (compressione) del compensatore, si raccomanda di indicarne il valore nella documentazione di progetto.

193. Per i compensatori a forma di U, per motivi di sicurezza si raccomandano curve piegate da realizzare con tubi senza saldatura e curve saldate da tubi senza saldatura e saldati ad aggraffatura dritta.

194. Non è consigliabile utilizzare tubi dell'acqua e del gas per la fabbricazione di giunti di dilatazione a forma di U e sono consentiti tubi elettrosaldati con cucitura a spirale per sezioni rettilinee di giunti di dilatazione.

195. Per motivi di sicurezza, si consiglia di installare i compensatori ad U orizzontalmente rispettando la pendenza generale. In casi giustificati (se area limitata) possono essere posizionati in verticale con un'ansa in alto o in basso con apposito scarico nel punto più basso e prese d'aria.

196. Si consiglia di installare i compensatori a forma di U sulle tubazioni prima dell'installazione insieme ai distanziatori, che vengono rimossi dopo che le tubazioni sono state fissate su supporti fissi.

197. Si raccomanda l'uso di compensatori di lenti, assiali e compensatori di lenti articolati per le condutture tecnologiche in conformità con la NTD.

198. Quando si installano compensatori di lenti su gasdotti orizzontali con gas condensanti, si raccomanda di prevedere lo scarico della condensa per ciascuna lente per motivi di sicurezza. rubinetto per tubo di drenaggio si consiglia per motivi di sicurezza di essere realizzato con un tubo senza saldatura. Quando si installano compensatori di lenti con un manicotto interno su tubazioni orizzontali, per motivi di sicurezza si consiglia di installare supporti di guida a una distanza non superiore a 1,5 DN del compensatore su ciascun lato del compensatore.

199. Quando si installano tubazioni, si raccomanda di prestirare o comprimere i dispositivi di compensazione per motivi di sicurezza. Si raccomanda di indicare il valore dell'allungamento preliminare (compressione) del dispositivo di compensazione nella documentazione del progetto e nel passaporto per la condotta. La quantità di allungamento può essere modificata in base alla quantità di correzione, tenendo conto della temperatura durante l'installazione.

200. Si raccomanda che la qualità dei compensatori da installare sulle condotte di processo sia confermata da passaporti o certificati.

201. Quando si installa un compensatore, si consiglia di inserire i seguenti dati nel passaporto del gasdotto:

Caratteristiche tecniche, produttore e anno di fabbricazione del compensatore;

Distanza tra i supporti fissi, compensazione, quantità di prestiro;

Temperatura dell'aria ambiente durante l'installazione del compensatore e data di installazione.

202. Si raccomanda di eseguire il calcolo dei compensatori a forma di U, a L ea Z in conformità con i requisiti della NTD.

Tubi e loro collegamenti.

La tecnologia di trasporto del calore impone i seguenti requisiti di base sui tubi utilizzati per le condutture di calore:

Sufficiente resistenza meccanica e tenuta alle pressioni del refrigerante esistenti;

Elasticità e resistenza alle sollecitazioni termiche in condizioni termiche variabili;

la costanza delle proprietà meccaniche;

resistenza alla corrosione esterna ed interna;

piccola rugosità superfici interne;

assenza di erosione delle superfici interne;

piccolo coefficiente deformazioni di temperatura;

elevate proprietà termoisolanti delle pareti del tubo;

Semplicità, affidabilità e tenuta di connessione singoli elementi;

Facilità di stoccaggio, trasporto e installazione.

Tutti i tipi di tubi finora conosciuti non soddisfano contemporaneamente tutti i requisiti elencati. In particolare, tubi in acciaio utilizzati per il trasporto di vapore e acqua calda. Tuttavia, alto proprietà meccaniche e l'elasticità dei tubi in acciaio, nonché la semplicità, l'affidabilità e la tenuta dei collegamenti (saldature) hanno assicurato l'utilizzo quasi al cento per cento di questi tubi negli impianti di teleriscaldamento.

I principali tipi di tubi in acciaio utilizzati per le reti di riscaldamento:

Diametro fino a 400 mm compreso - senza saldatura, laminato a caldo;

Con un diametro superiore a 400 mm - elettrosaldato con cucitura longitudinale ed elettrosaldato con cucitura a spirale.

Le condutture delle reti di riscaldamento sono interconnesse mediante saldatura elettrica o a gas. Per le reti di riscaldamento dell'acqua, la preferenza è data ai gradi di acciaio St2sp e St3sp.

Lo schema delle tubazioni, il posizionamento dei supporti e dei dispositivi di compensazione devono essere scelti in modo che la sollecitazione totale di tutti i carichi che agiscono simultaneamente in qualsiasi sezione della tubazione non superi quella consentita. Più Punto debole le tubazioni in acciaio, lungo le quali devono essere eseguite le prove di stress, sono saldature.

Supporta.

I supporti sono parti critiche della conduttura di calore. Percepiscono le forze dalle tubazioni e le trasferiscono a strutture portanti o al suolo. Quando si costruiscono condotte di calore, vengono utilizzati due tipi di supporti: liberi e fissi.





Supporti gratuiti percepire il peso della tubazione e garantirne il libero movimento durante le deformazioni termiche. Supporti fissi fissare la posizione della tubazione in determinati punti e percepire le forze che sorgono nei punti di fissaggio sotto l'influenza delle deformazioni termiche e pressione interna.

Con la posa senza canale, di solito si rifiutano di installare supporti liberi sotto le tubazioni per evitare atterraggi irregolari e ulteriori sollecitazioni di flessione. In queste condutture di calore, i tubi vengono posati su terreno incontaminato o uno strato di sabbia accuratamente compattato. Quando si calcolano le sollecitazioni di flessione e le deformazioni, una tubazione che giace su supporti liberi è considerata una trave a più campate.

Secondo il principio di funzionamento, i supporti liberi sono suddivisi in scorrevoli, a rulli, a rulli e sospesi.

Quando si sceglie il tipo di supporto, non solo si dovrebbe essere guidati dal valore delle forze calcolate, ma anche tenere conto del funzionamento dei supporti in condizioni operative. Con l'aumento dei diametri delle tubazioni, le forze di attrito sui supporti aumentano notevolmente.

Riso. A Supporto scorrevole: 1 - isolamento termico; 2 - semicilindro di supporto; 3 - staffa in acciaio; 4 - pietra di cemento; 5 – malta cemento-sabbia

Fig. B Supporto a rulli. Fig. B Supporto a rulli. Fig. D Supporto sospensione.

In alcuni casi, quando, in base alle condizioni per il posizionamento delle tubazioni, relativo strutture portanti non è possibile installare supporti scorrevoli e rotolanti, vengono utilizzati supporti sospesi. Lo svantaggio dei semplici supporti di sospensione è la deformazione dei tubi dovuta alla diversa ampiezza delle sospensioni poste a diverse distanze dal supporto fisso, a causa di angoli diversi giro. All'aumentare della distanza dal supporto fisso, aumentano la deformazione termica della tubazione e l'angolo di rotazione dei pendini.

Compensazione delle deformazioni termiche.

Viene effettuata la compensazione per le deformazioni della temperatura dispositivi speciali- compensatori.

Secondo il principio di funzionamento, i compensatori sono divisi in radiali e assiali.

Giunti di dilatazione radiali consentire il movimento della tubazione sia in direzione assiale che radiale. Con la compensazione radiale si percepisce la deformazione termica della condotta dovuta alla flessione degli inserti elastici o di singole sezioni della condotta stessa.



Fig. Compensatori. a) a forma di U; b) a forma di Ω; c) a forma di S.

Vantaggi: semplicità del dispositivo, affidabilità, scarico di supporti fissi dalle forze di pressione interna. Lo svantaggio è il movimento trasversale delle sezioni deformabili. Ciò richiede un aumento della sezione trasversale dei canali impraticabili e complica l'uso dell'isolamento di riempimento e la posa senza canali.

Giunti di dilatazione assiali consentire il movimento della tubazione solo nella direzione dell'asse. Sono di tipo scorrevole - premistoppa ed elastico - lente (a soffietto).

I compensatori delle lenti sono installati sulle tubazioni bassa pressione- fino a 0,5 MPa.



Riso. Compensatore. a) ghiandola unilaterale: b) compensatore di lenti a tre onde

1 - vetro; 2 - corpo; 3 - ripieno; 4 - anello di spinta; 5 - grundbuksa.

• 3. Principali parametri di progettazione. Temperatura, pressione, sollecitazione ammissibile.
• 4. Requisiti di base per la progettazione di macchine saldate (fornire documenti normativi). Dispositivi di prova per resistenza e tenuta.
• 5. Piastre a conchiglia. Concetti e definizioni di base. Stato di stress dei gusci di rivoluzione sotto l'influenza della pressione interna.
• 10. Oscillazioni meccaniche degli alberi. Velocità critica dell'albero con un carico (analisi della formula di deflessione dinamica). Condizione di vibrazione. Il fenomeno dell'egocentrismo.
• 11. Caratteristiche del calcolo di alberi con più masse. Il concetto del metodo esatto per calcolare le velocità critiche. Metodi approssimativi.
• 12. Vibrazioni dell'albero. Effetto giroscopico. L'influenza di vari fattori sulla velocità critica
• 15. Calcolo dell'apparato a colonna per l'azione dei carichi del vento. Schema di progettazione, stati di progettazione. Determinazione del carico assiale.
• 16. Determinazione del carico del vento e del momento flettente. Controllo della resistenza dell'involucro dell'apparato a colonna.
• 17. Calcolo dell'apparato a colonna per l'azione dei carichi del vento. Tipologie e progetto dei supporti per apparati verticali. Selezione del tipo di supporto.
• 18. Calcolo dell'apparato a colonna per l'azione dei carichi del vento. Verifica della forza e della stabilità del guscio di supporto e dei suoi nodi.
• 19. Scambiatori di calore. Determinazione delle forze termiche e delle sollecitazioni nel corpo e nei tubi del tipo TN (Dare uno schema progettuale, formule senza derivazione. Analisi delle formule).
• 20. Scambiatori di calore. Determinazione delle forze termiche e delle sollecitazioni nel corpo e nei tubi del tipo TK (Dare uno schema di calcolo, formule senza derivazione. Analisi delle formule).
• 21) Lo scopo e il ruolo di macchine e dispositivi. Le principali tendenze nello sviluppo della strumentazione per i processi di lavorazione del petrolio e del gas
• 24. Il ruolo e il posto degli apparati a colonna nel processo tecnologico. Il contenuto del passaporto per il dispositivo.
• 25. Dispositivi interni degli apparati a colonna. Tipi di piastre, loro classificazione e requisiti per esse. Il design del fissaggio dei dispositivi interni. Interruttori.
• 26. Dispositivi di contatto collegati. Tipi e classificazione degli ugelli. Principi di selezione degli ugelli.
• 27. Colonne sottovuoto. Caratteristiche di progettazione e funzionamento. Sistemi di generazione del vuoto, strutture.
• 28. Forni tubolari. Scopo, loro posto e ruolo nel sistema tecnologico e nell'ambito di applicazione. Classificazione dei forni tubolari e loro tipologie.
• 30. Bobina tubolare, sua progettazione, metodi di montaggio. Selezione delle dimensioni e dei materiali di tubi e curve, requisiti tecnici.
• 31. Dispositivi bruciatori utilizzati nei forni tubolari. Classificazione, dispositivo e principio di funzionamento.
• 32. Modi per creare trazione nei forni. Metodi per utilizzare il calore dei gas di scarico.
• 33. Scambiatori di calore. Informazioni generali sul processo di trasferimento del calore. Requisiti per i dispositivi. Classificazione delle apparecchiature di scambio termico.
• 34. Scambiatori di calore a fascio tubiero. Scambiatori di calore di tipo rigido. Vantaggi e svantaggi. Modi per attaccare la piastra tubiera al corpo. Scambiatori di calore con compensatore.
• 35. Scambiatori di calore non rigidi. Design dello scambiatore di calore a tubo a U.
• 36. Scambiatori di calore a testa flottante. Caratteristiche del dispositivo e design delle teste mobili. Scambiatore di calore tipo "tubo in tubo".
• 37. Raffreddatori d'aria. Classificazione e ambito. Il design del velivolo.
• 38. Classificazione dei gasdotti tecnologici. Categorie di condotte. Appuntamento e candidatura.
• 39. Deformazioni termiche delle tubazioni e modalità della loro compensazione.
• 40. Raccordi per tubi. Classificazione. Caratteristiche di esecuzione costruttiva e materiale.
• 41. Fondamenti di trasferimento di massa. Classificazione dei processi di trasferimento di massa. Trasferimento di massa, trasferimento di massa, trasferimento di massa. Diffusione e meccanismi convettivi di trasferimento di massa. Equilibrio e forza motrice del trasferimento di massa.
• 42. Equazione del trasferimento di massa, coefficiente di trasferimento di massa. Equazione di trasferimento di massa, coefficiente di trasferimento di massa. Bilancio materiale del trasferimento di massa. Equazione della linea di lavoro.
• 43 Forza motrice media del trasferimento di massa. Calcolo della forza motrice media del trasferimento di massa. Il numero di unità di trasferimento. L'altezza dell'unità di trasferimento. Equazione differenziale della diffusione convettiva.
• 45 Calcolo dell'altezza dell'apparato di trasferimento di massa. Il numero di gradini di concentrazione teorici e l'altezza equivalente al gradino teorico. Metodo grafico per il calcolo del numero di piastre teoriche.
• 48. Processi di distillazione. Basi fisiche e chimiche. La legge di Raul. Equazione della retta di equilibrio, volatilità relativa. Immagine dei processi di distillazione sui diagrammi y-x e t-X-y.
• 49 Distillazione semplice, bilancio materiale della distillazione semplice. Schemi di distillazione frazionata e graduale, distillazione a riflusso parziale.
• 51. Colonne confezionate e a vassoio, tipi di imballi e vassoi. Torri di spruzzatura cave utilizzate per l'assorbimento e l'estrazione. assorbitori di film.
• 54 Scopo e principi di base del processo di cristallizzazione. Metodi tecnici del processo di cristallizzazione nell'industria. Quali tipi di apparecchiature vengono utilizzate per eseguire il processo di cristallizzazione.
• 56. Informazioni generali sul processo di liquidazione. Design della coppa. Determinazione della superficie di deposizione.
• 57. Separazione di sistemi disomogenei nel campo delle forze centrifughe. Descrizione del processo di centrifugazione. Dispositivo per centrifuga. Separazione in un ciclone.
• 58. Trattamento delle acque reflue mediante flottazione. Tipi e metodi di flottazione. Strutture di impianti di flottazione.
• 59. Basi fisiche e metodi di purificazione dei gas. Tipi di dispositivi di pulizia del gas.
• 1. Pulizia del gas gravitazionale.
• 2. Sotto l'influenza di forze inerziali e forze centrifughe.
• 4. Pulizia a umido dei gas
• 60. Il concetto di strato limite. strato limite laminare. Strato limite turbolento. Profilo di velocità e attrito nei tubi.
• 61. Requisiti generali per i mezzi di rilevamento dei difetti
• 63. Classificazione dei metodi di controllo non distruttivo.
• 64. Classificazione degli strumenti ottici per il controllo visivo-ottico.
• 65 Essenza e classificazione dei metodi di rilevamento dei difetti capillari.
• 66. Campo di applicazione e classificazione dei metodi di controllo magnetico.
• 67. Metodo di controllo Ferrosonda

• ∆l=α l ∆t

  dove α è il coefficiente di dilatazione lineare del tubo metallico; per acciaio a=12-10-6 m/(m °C);

  l è la lunghezza della condotta;

  ∆t è la differenza assoluta di temperatura della tubazione prima e dopo il riscaldamento (raffreddamento);

  Se il gasdotto non può essere liberamente esteso o appaltato (e condutture tecnologiche proprio questi), quindi le deformazioni termiche provocano nella tubazione sollecitazioni di compressione (durante l'allungamento) o di trazione (durante la contrazione), che sono determinate dalla formula:

  δ=E ξ=E ∆l/l

  dove E è il modulo elastico del materiale del tubo

  ∆l - allungamento relativo (accorciamento) del tubo

  Se prendiamo E = 2,1 * 105 MN / m2 per l'acciaio, secondo la formula (13) risulta che quando riscaldato (raffreddato) di 1 ° C, lo stress termico raggiunge 2,5 MN / m2, a = 300 ° C valore = 750 MN/m2. Ne consegue che le tubazioni operanti a temperature variabili in un ampio intervallo, al fine di evitarne la distruzione, devono essere dotate di dispositivi di compensazione che percepiscano facilmente le sollecitazioni termiche.

  A causa della differenza di temperatura tra i prodotti trasportati e ambiente le tubazioni sono soggette a deformazioni termiche. Tipicamente, le tubazioni sono di lunghezza considerevole, quindi la loro deformazione termica complessiva può essere abbastanza grande da causare una rottura o un rigonfiamento della tubazione. A questo proposito, è necessario garantire la capacità della condotta di compensare queste deformazioni.

  Per compensare le deformazioni della temperatura sulle tubazioni tecnologiche vengono utilizzati compensatori a forma di U, a lente, ondulati e premistoppa.

  I giunti di dilatazione a forma di U (Fig. 5.1) sono ampiamente utilizzati per le tubazioni di processo a terra, indipendentemente dal loro diametro. Tali compensatori hanno una grande capacità di compensazione, possono essere utilizzati a qualsiasi pressione, tuttavia

  ingombranti e richiedono l'installazione di appositi supporti. Solitamente sono posizionati orizzontalmente e provvisti di dispositivi di drenaggio.

  I giunti di dilatazione della lente sono utilizzati per i gasdotti a pressioni di esercizio fino a 1,6 MPa. In base alla progettazione, sono simili ai giunti di dilatazione degli scambiatori di calore a fascio tubiero.

  I giunti di dilatazione ondulati (Fig. 5.2) sono utilizzati per tubazioni con fluidi non aggressivi e medio-aggressivi a pressioni fino a 6,4 MPa. Tale compensatore è costituito da un elemento flessibile corrugato 4, le cui estremità sono saldate agli ugelli 1. Gli anelli restrittivi 3 impediscono la deformazione dell'elemento e limitano la flessione della sua parete. Fuori da elemento flessibile protetto da un involucro 2, presenta all'interno un vetro 5 per ridurre la resistenza idraulica del compensatore.

  Sulle tubazioni in ghisa e materiali non metallici sono installati compensatori di premistoppa (Fig. 5.3), costituiti da un corpo 3 fissato su un supporto 1, una baderna 2 e un fondo cassa 4. La compensazione delle deformazioni termiche avviene a causa della movimento reciproco del corpo 3 e del tubo interno 5. I giunti di dilatazione a premistoppa hanno tuttavia un'elevata capacità compensativa, a causa della difficoltà di garantire la tenuta durante il trasporto di combustibili, tossici e gas liquefatti non vengono utilizzati.

  Le tubazioni sono posate su supporti, la cui distanza è determinata dal diametro e dal materiale dei tubi. Per tubi in acciaio con un diametro fino a 250 mm, questa distanza è generalmente di 3-6 M. Ganci, morsetti e staffe vengono utilizzati per fissare le tubazioni. Le tubazioni realizzate con materiali fragili (vetro, composizioni di grafite, ecc.) Sono posate in vassoi solidi e basi solide.