精品專業(yè)論文文獻 管溝敷設(shè)熱網(wǎng)管道固定支架的選擇與計算

1、管溝敷設(shè)熱網(wǎng)管道固定支架的選擇與計算管溝敷設(shè)熱網(wǎng)管道固定支架的選擇與計算 摘要：供熱管網(wǎng)中的管道在運行的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計時，應(yīng)該綜合考慮管道伸縮位移等不同情況，在管道上進行補償器的安裝以及固定支架的設(shè)置，而在選擇計算固定支架時應(yīng)該結(jié)合其受力情況。本文筆者在力學公式的前提上，根據(jù)自身多年的設(shè)計經(jīng)驗，將不同的固定支架與補償器的安裝方式進行比較，針對固定支架受的水平推力，對不同固定支架在安裝時的缺點以及優(yōu)點進行歸納。 關(guān)鍵詞：固定支架；管溝敷設(shè)；熱網(wǎng)管道；選擇和計算 中圖分類號：u175.5文獻標識碼：a 文章編號： 隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市集中供熱的快速發(fā)展，其熱

2、網(wǎng)的規(guī)模也在不斷地擴大，室外的供熱管道敷設(shè)技術(shù)水平也取得了突飛猛進的發(fā)展。地下敷設(shè)過程中，由于管溝敷設(shè)敷設(shè)形式具有很多的優(yōu)點，已經(jīng)成為了城鎮(zhèn)集中供熱管道最常用的一種敷設(shè)方式。但是因供熱管道存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，很容易使管道出現(xiàn)軸向位移，在這種情況下必須要在管道上進行補償器的安裝以及固定支架的設(shè)置，在這其中就涉及到了選擇和計算固定支架等問題。本文筆者管溝敷設(shè)熱網(wǎng)管道固定支架的選擇和計算進行研究和分析。 1.固定支架的受力 固定支架所受力主要有以下幾種：第一，介質(zhì)內(nèi)壓力所產(chǎn)生的軸向應(yīng)力和徑向應(yīng)力；第二，因熱膨脹所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力以及彈性力所產(chǎn)生的軸向應(yīng)力；第三，風力作用所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力；第四，冷緊或者

3、冷縮所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力；第五，因套筒補償器摩擦力與管道水平位移所產(chǎn)生的軸向應(yīng)力。而本文筆者主要從彈性力所產(chǎn)生的軸向應(yīng)力、熱膨脹所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力以及冷緊或者冷縮所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力等不同方面進行研究和分析，主要從設(shè)備相同的條件下，固定支架的位置和數(shù)量的不同也會造成支架的受力不同來進行詳細地闡述。 2.管溝敷設(shè)熱網(wǎng)管道的固定支架受力計算 將固定支架設(shè)置在供熱管道上就是為了限制管道的軸向位移，把管道分為若干的補償管段，分別實施補償，以此確保各補償器能夠正常的工作。固定支架作為供熱管道中一個關(guān)鍵的受力構(gòu)件，在進行計算和選擇的時候，必須要在節(jié)約投資的前提上，盡量將固定支架的間距加大，其間距必須要滿足以下幾個方

4、面的內(nèi)容：第一，管段的熱伸長量不能大于補償器所允許的補償量。第二，管道由于膨脹或者其他作用所產(chǎn)生的推力，不能大于固定支架所能承受的允許推力范圍內(nèi)。第三，管道不能產(chǎn)生縱向彎曲。 固定支架所承受的水平推力主要是由以下幾個方面產(chǎn)生的：第一，因活動支座上的摩擦力所產(chǎn)生的一種水平推力為p8m，可以按照以下公式來進行計算：p8m=ql，其中q為計算管道單位長度自體荷載，其單位為n/m；是摩擦系數(shù)，鋼對鋼為0.3；l為管段的計算長度，其單位為m。第二，因波紋管補償器或者方形補償器的彈性力pt，以及套筒補償器的摩擦力所產(chǎn)生的水平推力，在供熱管道上，其軸向的波紋管補償器在受到熱膨脹的時候，因熱伸長而產(chǎn)生的彈性力

5、pt，可以按照以下公式來進行計算：pt=k，其中為波紋管補償器軸向位移，k為波紋管補償器軸向剛度，其單位為n/m。第三，因波紋管補償器內(nèi)的壓力產(chǎn)生的水平推力p，其中p=pb+pof或者p=pb+posi，其中pb為波紋管補償器的波壁所承受的內(nèi)壓軸向力，po為波紋管補償器工作壓力，si為波紋管補償器的有效面積，f為管道內(nèi)截面積。第四，在套管補償器中因管道內(nèi)的壓力所產(chǎn)生的摩擦力pm：其公式為pm=a pndtwb，其中a為系數(shù)，若dn小于等于400mm，其a為0.2，如果大于450mm，其a為0.175，pn為管道內(nèi)的壓力，dtw為管道補償器中套管的外徑，為管道和填料的摩擦系數(shù)，若采用的是橡膠填料

6、，為0.15，若是涂石墨圈和油浸，為0.1；b為沿著補償器向上填料長度。第五，因不平衡內(nèi)壓力所產(chǎn)生的水平推力，若在固定支座的兩端管段設(shè)置享用的波紋管補償器或者套管補償器，但是其管徑的不同；或者在固定支座的兩端管段中一端，設(shè)置堵板、閥門以及彎管，而在管段另一端設(shè)置波紋管補償器或者套管補償器，當在進行管道水壓運行和試驗的時候，就會出現(xiàn)不同的軸向力，其具體的計算方式主要見表一。 3.在實例中的選擇和計算 通過上述的相關(guān)情況以及計算方式，本文筆者就一典型的計算實例來進行詳細地研究和分析，其計算條件主要如下：第一，敷設(shè)的方式為管溝敷設(shè)，其管徑為dn200，管道的壓力為0.064mpa；第二，管段長為16

7、0m，熱媒為130，其管道的單位長度重量q=772.75kg/m，補償器的型號為rz10-200-41，屬于內(nèi)壓軸向型，軸向剛度為271n/mm；波紋管的有效截面積s1=480cm2；其軸向的總補償量為41mm。下面針對不同固定支架以及補償器的設(shè)置方式來計算支架的水平推力。 其方案一主要如圖一所示。該方案的特點就是，從前3個管段獲取固定支架最大的間距，在本方案其間距取50m，支架4、5間距為10m，前兩個補償器主要集中設(shè)置在固定支架2的兩邊，固定支架的水平推力計算主要如下： 第一，因1#和5#的受力是由兩側(cè)的實際情況所決定的，由于其條件的不明朗，因此在本文中不予研究和分析。而4#支架的水平推力

8、計算：f=pt+ql+p，pt為波紋補償器彈性力，通過pt=k這個公式來進行居易的計算，其pt=k=27141=11111n，p為波紋管內(nèi)壓產(chǎn)生的水平推力，根據(jù)p=pb+pof或者p=pb+posi計算其p=posi=4800.64=30720n；tql=50777.750.3=11591.25n；f1=1591.25+30720+11111=530422.25n。 第二，2#支架的水平推力計算，f= pt1+ql1+ pb0.7，通過計算可以得出pt1= pt= pt2=1111n，pb=10624 n，ql1=11591.25n，2#支架的水平推力f2=9997.875n。根據(jù)這種方法來計

9、算3#支架的水平推力，其f3=45308.38n。 方案二，本方案的特點和方案一類似，其不同的是前兩個補償器分別設(shè)置在固定支架上的1和2的右邊（如圖二所示），利用上述的計算方法，2#和3#支架的水平推力為45308.25n，4#支架的水平推力為53422.25n。 方案三（如圖三所示），本方案的特點是把管段在支架的最大間距范圍內(nèi)進行平均分配，該方案的一個優(yōu)點就是所選用的補償器和支架的型號是相同的，便于采購以及維修，但是其缺點就是因支架間距縮短，導致支架的數(shù)量增多。 通過對這些不同方案的比較，可以得出以下兩點結(jié)論：第一，根據(jù)管道長度在設(shè)置補償器和固定支架的時候，可以進行均勻設(shè)置，以此延長固定支架的使用壽命。第二，當在進行補償器設(shè)置的時候，補償器的位置對于固定支架受力有著很大的影響，因此，在設(shè)置固定支架和補償器的時候，二者盡量一一對應(yīng)設(shè)置。 參考文獻： 1 匡余華.熱水器水桶固定支架成形分析與成形模具設(shè)計j.熱加工工藝,2011,40(19):118-119. 2 房笑麗.可調(diào)式呼吸機管道固定支架的研制與應(yīng)用j.齊魯護理雜志,2010,16(24):15. 3 谷亞軍,彭文祥,唐玉平等.熱水直埋管道主固定支架位置的確定及受力計算j.中