Расчёт П-образного компенсатора

Расчёт компенсирующей способности компенсатора заданных размеров.

Расчёт П-образного компенсатора заключается в определении минимальных размеров компенсатора, достаточных для компенсации температурных деформаций трубопровода. Заполнив выше приведенную форму, вы сможете рассчитать компенсирующую способность П-образного компенсатора заданных размеров.

В основе алгоритма данной online программы лежит методика расчёта П-образного компенсатора приведенная в — Справочнике проектировщика «Проектирование тепловых сетей» под редакцией А. А. Николаева.

Рекомендации к расчёту

1. Максимальное напряжение в спинке компенсатора рекомендуется принимать в диапазоне от 80 до 110 МПа.
2. Оптимальное отношение вылета компенсатора к наружному диаметру трубы рекомендуется принимать в диапазоне H/Dн = (10 — 40), при этом вылет компенсатора в 10DN соответствует трубопроводу DN350, а вылет в 40DN – трубопроводу DN15.
3. Оптимальное отношение ширины компенсатора к его вылету рекомендуется принимать в диапазоне L/H= (1 — 1,5), хотя могут быть приняты и другие значения.
4. Если для компенсации расчётных тепловых удлинений необходим компенсатор слишком больших размеров, возможна его замена двумя меньшими компенсаторами.
5. При расчёте тепловых удлинений трубопровода температуру теплоносителя следует принимать максимальной, а температуру окружающей трубопровод среды минимальной.

В расчёте приняты следующие ограничения:

• Трубопровод заполнен водой или паром
• Трубопровод выполнен из стальной трубы
• Максимальная температура рабочей среды не превышает 200 °С
• Максимальное давление в трубопроводе не превышает 1,6 МПа (16 бар)
• Компенсатор установлен на горизонтальном трубопроводе
• Компенсатор симметричен, а его плечи одинаковой длины
• Неподвижные опоры считаются абсолютно жёсткими
• Трубопровод не испытывает ветрового давления и других нагрузок
• Сопротивление сил трения подвижных опор при тепловом удлинении не учитывается
• Отводы гладкие

Рекомендации к монтажу

1. Не рекомендуется располагать неподвижные опоры на расстоянии менее 10DN от П–образного компенсатора, так как передача на него момента защемления опоры снижает гибкость.
2. Участки трубопровода от неподвижных опор до П-образного компенсатора рекомендуется принимать одинаковой длины. Если компенсатор располагают не посредине участка а смещают в сторону одной из неподвижных опор, то силы упругой деформации и напряжения увеличиваются примерно на 20-40%, по отношению к значениям полученным для компенсатора, расположенного посередине.
3. Для увеличения компенсирующей способности применяют предварительное растягивание компенсатора. При монтаже компенсатор испытывает изгибающую нагрузку, нагреваясь принимает ненапряжённое состояние, а при максимальной температуре приходит в напряжение. Предварительное растягивание компенсатора на величину равную половине теплового удлинения трубопровода, позволяет увеличить его компенсирующую способность вдвое.

Область применения

П-образные компенсаторы применяют для компенсации температурных удлинений труб на протяжённых прямых участках, если возможности самокомпенсации трубопровода за счёт поворотов тепловой сети — нет. Отсутствие компенсаторов на жёстко закреплённых трубопроводах с переменной температурой рабочей среды, приведёт к росту напряжений способных деформировать и разрушить трубопровод.

Гибкие компенсаторы применяют

1. При надземной прокладке для всех диаметров труб независимо от параметров теплоносителя.
2. При прокладке в каналах туннелях и общих коллекторах на трубопроводах от DN25 до DN200 при давлении теплоносителя до 16бар.
3. При бесканальной прокладке для труб диаметром от DN25 до DN100.
4. Если максимальная температура рабочей среды превышает 50°C

• Высокая компенсирующая способность
• Не требует обслуживания
• Прост в изготовлении
• Незначительные усилия передаваемые на неподвижные опоры

• Большой расход труб
• Большая занимаемая площадь
• Высокое гидравлическое сопротивление

Образец расчёта П-образного компенсатора

Онлайн-калькулятор компенсации тепловых удлинений ПП-труб

Изменение длины труб в зависимости от температуры их нагрева (тепловое линейное расширение) – явление, которое в обязательном порядке следует учитывать при проектировании трубопроводов инженерных систем. Для полимерных труб это особенно актуально. Отсутствие компенсирующих элементов или их недостаточная способность «гасить» увеличение либо уменьшение длины трубопроводов на практике оборачивается искривленными трубами, оторванными кронштейнами, опасными механическими напряжениями в конструкционном материале. Воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором компенсации тепловых удлинений полипропиленовых труб.

Расстояние между опорами в зависимости от температуры воды в трубопроводе

Номинальный наружный диаметр трубы, мм	Расстояние, мм
	20°С	30°С	40°С	50°С	60°С	70°С	80°С
16 20 25 32 40 50 63 75 90	500 600 750 900 1050 1200 1400 1500 1600	500 600 750 900 1000 1200 1400 1500 1600	500 600 700 800 900 1100 1300 1400 1500	500 600 700 800 900 1100 1300 1400 1500	500 550 650 750 850 1000 1150 1250 1400	500 500 600 700 800 950 1150 1150 1250	500 500 550 650 750 900 1000 1100 1200

При проектировании вертикальных трубопроводов опоры устанавливаются не реже чем через 1000 мм для труб наружным диаметром до 32 мм и не реже чем через 1500 мм для труб большого диаметра.

Своды правил по проектированию и строительству СП 40-101-96

Мир инженера

информация для инженеров и проектировщиков

П-образный компенсатор

П-образный компенсатор ППУ

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. В этой статье Вы узнаете, что такое П-образный компенсатор, а также по какой формуле рассчитать П-образный компенсатор. Узнаете, как выполнить расчет П-образного компенсатора и поймете, что такое растяжка П-образного компенсатора.

Широкое применение при монтаже тепловых сетей с трубопрово­дами нашли П-образные компенса­торы. П-образный компенсатор – это участок трассы тепловой сети, изготовленный из отводов и прямых участков труб, соединенных при помощи электродуговой сварки. Более простым языком, П-образные компенсаторы – это гибкие компенсаторы, которые при температурном расширении двигаются, тем самым совершая поглощение осевых нагрузок при его движении. Диаметр, толщина стенки, и марка стали труб для гибких компенсаторов должны быть такие же, как и для трубопроводов основных участков. Расположение П-образных компенсаторов при монтаже рекомендуется принимать горизон­тальное.

Для компенсации тепловых удлинений трубопроводов применяются сальниковые компенсаторы, сильфонные компенсаторы, гибкие П-образные компенсаторы, а также используются повороты трассы (самокомпенсация).

Применение П-образного компенсатора позволяет так же более живучей проектировать трассу тепловой сети, так как лишь на углах поворотах трассы тепловой сети можно менять уклоны трубопроводов при построении продольного профиля. Правило простое — чем больше углов поворотов, тем проще строить профиль тепловой сети и тем самым можно регулировать уровень заложения трубы. Допустим, если бы вся трасса была длиной 1 км без углов поворотов с применением сальниковых компенсаторов и неподвижных опор, и начальное заглубление трассы тепловой сети от поверхности земли было 1 метр, то на конце 1 км участка даже с минимальным уклоном в 0,002 вполне могла оказаться глубина заложения в 5 метров от поверхности земли. Все индивидуально от рельефа земной поверхности, а также от количества и глубины залегания пересекаемых тепловой сетью инженерных коммуникаций. В любом случае применение П-образного компенсатора намного эффективнее.

Согласно правилам Госгортехнадзора, в качестве компенса­торов допускается применение:

а) гибких П-образных, лирообразных и других нормально изогну­тых труб того же назначения и качества, что и на прямых участках, — для трубопроводов всех категорий;

б) нормально изогнутых отводов при условии, что радиус сгиба труб при изготовлении компенсаторов должен быть не менее 3, 5 номинального наружного диаметра труб; также допускается применение крутоизогнутых отводов;

в) сварных секторных отводов – для трубопроводов тепловых сетей диаметром свыше 450 мм.

Устройство П-образного компенсатора

Все части П-образных компенсаторов соединяются сваркой. Установка П-образных компенсаторов выполняется так, чтобы его ось симметрии была сдвинута от проектного положения на 1/4 компенсирующей способности ком­пенсатора в сторону той неподвижной опоры, между которой и компен­сатором все стыки должны быть сварены в первую очередь. У другой неподвижной опоры остается несваренным один стык с расстоянием между кромками в соответствии с проектной величиной растяжки компенсатора. Стяжка производится стяжными болтами или другими приспособлениями. Подвижные опоры устанавливаются на расстоя­нии, равном двум-трем диаметрам трубы, считая от качала гнутья отводов (посередине прямых участков П-образного компенсатора, но не под сварными стыками). Расчет П-образного компенсатора стальных труб онлайн и опре­деление напряжений в их опасных сечениях производятся по форму­лам и номограммам (см. рисунки и таблицы ниже).

Вспомогательные номограммы для расчета П-образных компенсаторов с гнутыми отводами

а – номограмма для расчета П-образного компенсатора для Ду = 50, 70, 80, 100 мм

б — номограмма для расчета П-образного компенсатора для Ду = 125, 150, 175, 200 мм

в — номограмма для расчета П-образного компенсатора для Ду = 250, 300, 350, 400 мм

Вспомогательные номограммы для расчета самокомпенсации тепловых удлинений

а – номограмма для определения напряжений изгиба в сечении А Г-образных компенсаторов;

б – номограмма для определения напряжений изгиба в сечении А Z-образных компенсаторов;

в – номограмма для определения размеров Z-образных компенсаторов.

Пример расчета П-образного компенсатора по номограммам

Пример 1. Определить напряжение в наиболее нагруженном сечении А при следующих данных: Dy = 200 мм; l1 = 10 м; l2 = 30 м; а = 0 0 ; Δt = 173 0 C.

Решение: n = 30/10 = 3.

По номограмме (рис. а) находим б_А 1 = 3,1 кгс/см 2 (0,3 МПа) при Δt = 1 0 C),

тогда б_А = 3,1 * 173 = 536 кгс/см 2 (53,6 МПа).

Пример 2. Определить длину плеча компенсатора l при следующих данных: воспринимаемое удлинение Δ = 14 см, наружный диаметр трубы Dн = 159 мм, длина короткого параллельного плеча компенсатора l1 = 15 м.

Ход решение по номограмме (рис. в) показан стрелками.

Примечание. Номограмма составлена при биз = 80 МПа (800 кгс/см 2 ).

Компенсирующие плечи Г-образных участков трубопроводов с разными плечами без учета влияние гнутого отвода

Минимальная длина l, м, компенсирующих плеч Г-образных участков трубопроводов с равными плечами (см. рисунок выше)

Компенсаторы для полипропиленовых труб: сильфонные, п образные, компенсатор Козлова

На сегодня практически любую инженерную коммуникацию легко соорудить собственноручно. Все необходимые комплектующие собираются очень легко (по принципу конструктора). Такими составными частями являются компенсаторы для полипропиленовых труб.

Компенсаторы для полипропиленовых труб являются неотъемлемой частью любой современной инженерной коммуникационной системы. Их не сложно купить в специализированном магазине, и самостоятельно установить на трубопровод. Компенсаторы представляют из себя обыкновенную конструкцию с гибкой формой.

Внешне они напоминают завернутую петлю. Эти, простые на первый взгляд, детали несут очень важную функцию. Об этом и пойдет разговор далее.

Что такое компенсаторы

Для прокладки отопления или водопроводной сети чаще всего берут полипропиленовые трубы. Они отлично зарекомендовали себя, потому, что обладают внушительным рядом положительных характеристик.

Но, при таком числе качественных показателей, они имеют существенный недостаток – при тепловом воздействии увеличиваются и провисают.

По этим причинам, при конструировании сети протяженностью выше 10 метров устанавливают гибкие компенсаторы.

Это простые состыковочные конструкции, отличающиеся гибкостью, и визуально напоминают петлю. Но, они играют очень важную роль.

Как правило, они стоят не много, а простота строения дает возможность легко поставить устройство в трубомагистраль. Так повышают надежность сети и продлевают длительность ее использования.

Насколько велика необходимость применения данных устройств

Рассматривать вопрос: «Нужен ли компенсатор для полипропиленовых труб» следует с такого ракурса, что специалисты рекомендуют ставить их в обязательном порядке.

И они мотивируют это такими причинами:

1. Нормализованное рабочее давление в магистрали на протяжении всего срока использования.
2. Сбережение прямолинейности на всей протяженности сети.
3. Комфортное проектирование и прокладка трубомагистрали.
4. Небольшие габариты.

ВАЖНО! Специалисты в один голос утверждают, что эти переходники очень важные. Иначе проложенный трубопровод отопления из пп заготовок не прослужит длительное время. Его повредит тепловая деформация.

Как грамотно выбрать приспособление

Чтобы узнать, какой компенсирующий элемент лучше установить на полипропилен, необходимо детально разобраться в устройстве данных приспособлений.

Полипропиленовый (ПП) трубопровод устанавливают очень часто. С его помощью обустраивают подачу горячей воды, где температура поднимается почти до ста градусов. Полипропилен во время использования проявил целый ряд характеристик, благодаря которым он идеально подходит для водопроводных систем и отопления. Он не боится влияния агрессивной химической среды, имеет небольшой вес и является достаточно прочным.

Но, не смотря на все преимущества, полипропилен имеет и существенный недостаток. При повышении температуры способность к линейному увеличению полипропилена заметно возрастает. Система после этого начинает провисать.

По этой причине на участках протяженностью более десяти метров рекомендуют установить гибкие компенсаторы. Они дают возможность снизить расширение от теплового воздействия.

Чтобы его правильно выбрать и установить, необходимо учесть диаметр. Он должен совпадать с диаметром самого трубопровода. Чаще всего диаметр, которые имеет компенсационный элемент, составляет от 20 до 40 мм. Для дома и квартиры достаточно будет устройства на 20 миллиметров.

Что касается производителя, то предпочтение лучше отдать известным мировым брендам. Они представляют товары для полипропиленовых сетей, отличающиеся высоким качеством, которые успешно применяют во многих сферах.

Разновидности

На практике лучше всего проявили себя следующие разновидности:

• Сильфонные компенсаторы для полипропилена (ППР). Их применяют при монтаже обогревательной и водоподающей сети из ППР материалов. Условный диметр сильфонных видов от 1,5 до 5см. Тип соединения сильфонных разновидностей – муфтовый, а кожух из алюминия. Внутренний экран у них сделан из нержавеющей стали. Температура рабочей среды до ста пятнадцати градусов, давление до 16 бар. Рабочая среда для сильфонного варианта это питьевая вода, воздух, пар.

• Сдвиговые. Они предназначаются для компенсирования передвижения в двух направлениях. Конструктивные особенности в данной ситуации – это одна или две сильфонные гофры. Ее производят из нержавейки и крепят арматурами-соединителями.

• Поворотные.Применяются для нивелирования линейного увеличения в области поворота магистрали и служат для фиксации поворота. Чаще всего их берут, чтобы поменять направление системы на девяносто градусов.

• Универсальные. Они наделены тремя вариантами рабочих ходов. Ставят их там, где нужно проложить короткую сеть, или в месте, ограниченном для установки сильфонного вида.
• Фланцевые. Эти резиновые детали ставят в таком месте, где есть необходимость пригасить волну удара от резкого увеличения среднего рабочего давления. Также ими сглаживают осевые неточности трубопровода.
• Устройство в форме петли.
• Змеевики
• Осевые сильфонные механизмы
• Фланцевые устройства, изготавливаемые из мягкого материала
• Сильфонные
• Универсальные, которые эффективны для смещения в осевом, угловом и поперечном направлениях. Их рекомендуют для установки на небольшой ветке магистрали, имеющей ответвления

Производители предлагают различные устройства, которые отличаются отменным качеством. Но, компенсационная петля в системе отопления, выполненная своими руками, так же прекрасно справляется с возложенными на нее функциями.

Своими руками выполнить такое устройство не сложно. Компенсационную петлю можно сделать за короткий срок. Эта важная деталь, скрепленная грамотно, становиться гарантией безупречной работы отопления или горячего водоснабжения.

Несложное оснащение компенсационной петлей, выполненное своими руками, увеличит рабочий ресурс коммуникационных сетей до полувека.

Какой вариант лучше установить на полипропилен

При проверке на практике все перечисленные устройства дают ожидаемый результат. Высокую эффективность показывают Т – образные устройства, сильфонные, и другие. Это проявляется одинаково во всех системах водоснабжения и отопления.

Технический анализ подтверждает, что компенсаторы на стояках отопления из полипропилена работают безотказно, только их рекомендуют применять для конструкции из гибкого полипропилена.

Перед тем, как ставить компенсатор на полипропиленовой трубе, необходимо сделать следующий расчет. Нужно рассчитать нагрузку, давление и сопоставить схемы каждой разводки и стояков отопления.

При этом будет понятно, где необходимо поставить дополнительные узлы – компенсирующие приспособления. Выполняя расчет компенсаторов для ПП магистрали, необходимо учесть многие показатели, включая сечение трубного сортамента, диаметр внутри и снаружи, виды отводов, стояки отопления, и тип устанавливаемых и уже стоящих механизмов.

Особенности крепления

Основные способы крепежа в данном случае это:

Для того чтобы грамотно смонтировать компенсационное устройство, необходимо знать, что большинство типов данных приспособлений требуют жесткой фиксации с использованием сварки.

Перед, тем, как ставить компенсатор для полипропиленовых труб отопления, необходимо сделать проверку совпадения диаметра трубного изделия и устанавливаемого элемента. Только таким образом можно сделать конструкцию отопления с высокой герметичностью.

Монтаж фланцевого стыка лучше возложить на профессиональных мастеров. Для такого стыка потребуется установка встречного фланца. Это позволяет создать разъемный стык, что очень удобно при проведении ремонтных работ на трубопроводе отопления или водоснабжения.

Сильфонный механизм ставиться на линейный короткий промежуток магистрали, и отлично работает для помещения, где часто происходят перепады температуры теплоносителя.

Важно! Перед началом монтажных работ рекомендуют проверять устанавливаемую деталь на предмет наличия повреждений. Если таковые обнаруживаются, ставить данное устройство нельзя.

Как выполняют расчет

Расчет компенсаторов для полипропиленовых труб выполнить не сложно, но в такой ситуации потребуется понимание принципа их работы, и знать их разновидности.

Есть определенные нормы, по которым проводят расчет скользящих, неподвижных креплений. На любом участке между неподвижными опорами нужно вставлять один такой механизм (как минимум).

Чтобы определить их точное количество, рекомендуют нарисовать точный план трубопровода и пометить все неподвижные крепления. Так легко произвести расчет требуемого количества на каждый участок магистрали.

При расчете используют такую формулу: Q = L/ΔLk. В ней первый показатель – это требуемое количество компенсирующих элементов, L – это протяженность участка. ΔLk – это величина компенсирующих возможностей, ее выражают в миллиметрах.

Детальную информацию для расчета можно получить у изготовителей трубопрокатного сортамента.

Как рассчитать нужный размер

Размеры компенсатора для полипропиленовых труб можно рассчитать, опираясь на пример. Для примера взята заготовка, которая имеет размер 90 мм.

Она будет расширяться на 4,2 см и сжиматься на 2,1 см. Учет проводится для самого большого увеличения, ΔL/2 = 21 мм.

Нужно провести горизонтальную прямую от вертикального сечения до пересекания с градиентной прямой 9 см заготовки. Затем необходимо опустить перпендикуляр из места пересекания на горизонтально размещенную шкалу.

Получившаяся величина покажет размер свободной величины колена для петлевого механизма. Исходя из этого, компенсатор длиною в 12 см и шириной на 6 см позволит свободно двигаться с амплитудой 2,1 см. Следовательно, изделие сможет свободно сжиматься и расширяться.

Рассчитывать расстояние между компенсаторами во время прокладки полипропиленовых труб рекомендуют с запасом.

При этом нужно рассчитывать, что это расстояние нужно подбирать исходя из того, что армированное изделие расширяется на 1мм на каждый погонный метр, а не армированное на 3 мм.

Точные значения удлинения для каждого изделия зависят от перепадов температуры, объема и марки, а также от изготовителя. Их необходимо уточнять на сайтах изготовителей.

П – образные элементы

Высокопараметровые паромагистрали конструируют таким образом, чтобы температурная деформация нивелировалась за счет конфигурации трубопровода естественным образом.

В местах, где такого достичь нельзя, ставят П-образные элементы. Они бывают трех вариантов, которые различимы между собою соотношением плечевой длины и прямых вставок.

П-образный компенсатор полипропиленовых труб точно так, как аналоги другого типа, нуждается в расчете размеров, нужных для компенсирования термоизменения магистрали.

Для точных определений можно использовать предложенные онлайн формы. По ним очень удобно выполнять все расчеты.

Расчет п-образного компенсатора полипропиленовых труб производится с учетом таких рекомендаций:

• Наиболее высокий уровень напряжения в спинках советую брать в промежутке от 80 до 110 МПа.
• Оптимальное соотношение вылета элемента к внешнему объему заготовки следует брать следующее – Н/Dн = (10-40). При таком подсчете вылет элемента на 10 DN отвечает трубомагистрали DN 350. А вылет на 40 DN отвечает магистрали на DN 15.
• Оптимальный показатель ширины п-образного соединения к его вылету советуют брать в пределах L/Н= (1-1,5).
• Если для установки необходим вариант очень больших размеров, то его можно заменить двумя менее габаритными конструкциями.
• При расчете теплового увеличения магистрали температуру носителя тепла учитывают самую высокую, а окружения – самую низкую.

Выполняя расчеты п-образного вида, необходимо взять во внимание такие параметры:

1. Труба наполнена жидкостью или парообразным веществом.
2. Из какого материала изготовлена труба (металл, пластик).
3. Самая высокая температура среды не больше 200 градусов по Цельсию.
4. Сетевое давление не должно быть больше 16 бар.
5. Конструкция стоит на горизонтальной магистрали.
6. Соединение отличается симметрией, и его плечи одинаковой величины.
7. Недвижимые опоры должны быть очень жесткими.
8. Магистраль не подвергается воздействию ветра и иным нагрузочным влияниям.
9. Сопротивление силового трения движимых опор при деформации не берется в учет.
10. Отводы гладкие.

Ставить п-образные механизмы рекомендуют на прямых протяженных зонах.

Смотреть видео
[sociallocker]