管道的热应力计算课件.ppt

《管道的热应力计算课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章管道的热应力计算热能工程学院主讲：刘学来1供热管网的组成城市供热管网是由管道、活动支架、固定支架、补偿器、阀门、排水和放气装置等所组成管道应力：内压力、管道自重、外部荷载、温度变化等因素的作用下会产生拉伸、弯曲等应力26.1管道热伸长量计算管道受热膨胀的伸长量：一般钢管可取=1.2×10-5m/m·℃6.2供热管道的强度计算任务：计算热力管道因热胀和冷缩、内压和外部荷载作用所引起的力、力矩和应力，从而判断所设计的管道是否安全、经济包括：选定管壁厚度；确定管道支架间距；补偿器选型及应力验算；校核固定支架、管道附件所受应力是否超出

2、许用应力等36.2供热管道的强度计算主要包括的应力有：⑴由于管道内的流体压力（简称内压力）作用所产生的应力；⑵管道在外部荷载作用下所产生的应力。⑶供热管道由于热胀和冷缩所产生的应力。应力验算：计算供热管道在各种负荷的作用下所产生的应力，校核其是否超过管材的许用应力4许用应力分类：许用应力分为：额定许用应力；外载许用综合应力；许用合成应力和许用补偿弯曲应力等。⑴额定许用应力。它取决于管材的强度特性，它是应力验算中最基本的一个许用应力值。常用钢管额定许用应力见表6-2⑵许用外载综合应力。在热力管道强度计算中，如只考虑外部荷载引起的综合应

3、力，则不应大于规定的许用外载综合应力值。5许用应力分类：⑶许用合成应力。在热力管道强度计算中，如果只考虑外部荷载和热补偿同时作用所产生的应力，则不应大于规定的许用合成应力值。6许用应力分类：⑷许用补偿弯曲应力。在补偿器的强度计算中，如果只考虑补偿器弹性力所产生的应力，则不应大于规定的许用补偿弯曲应力值。当采用方型或自然补偿器时，热态和冷态的验算值是不同的具体见表6-476.3管壁厚度及活动支架间距的确定6.3.1管道壁厚的确定理论计算壁厚：计算壁厚：当焊接钢管产品标准中未提供壁厚允许负偏差百分数时，管子壁厚附加值可采用下列数据：理论

4、计算壁厚为5.5mm者，c=0.5mm；理论计算壁厚为6.0~7.0mm者，c=0.6mm；理论计算壁厚为8.0~25.0mm者，c=0.8mm。管子壁厚的附加值不得小于0.5mm。86.3.2管道活动支架的确定6.3.2.1按强度条件确定活动支架的允许间距6.3.2.2按刚度条件确定活动支架的允许间距活动支架间管道变形示意图1—管道按最大角变不大于管道坡度条件下的变形线；2—管道按允许最大挠度条件下的变形线；3—支点。9热水管道按挠度：不通行地沟内管道活动支架的最大允许间距（m）公称直径2532405065801001251502

5、00250300350400蒸汽、热水管1.72.02.02.53.03.54.04.55.06.57.58.08.59.5不保温凝结水管3.04.04.55.06.06.07.07.58.09.510.511.511.513.0106.4管道热补偿补偿器的选用原则是：首先考虑利用管道弯曲的自然补偿，当自然补偿不能满足要求时，再考虑设置方型补偿器、套管补偿器、波形补偿器、波纹管补偿器等进行补偿。6.4.1方型补偿器116.4.1方型补偿器方型补偿器需要确定如下参数：⑴方型补偿器所补偿的管道热伸长量，按式6-1计算确定；⑵选择方型补偿

6、器的型式和几何尺寸；⑶根据方型补偿器的几何尺寸和热伸长量，计算方型补偿器的弹性力，确定对固定支架产生的水平推力的大小；⑷对方型补偿器进行应力验算。126.4.1方型补偿器6.4.1.1减刚系数：弯管刚度降低的系数6.4.1.2方型补偿器值的确定方法（当h≤1）（当h＞1）弯管尺寸系数136.4.1方型补偿器光滑弯管方型补偿器的折算长度：146.4.1方型补偿器方型补偿器弹性力和管段形变的关系：冷紧：156.4.1方型补偿器6.4.1.3方型补偿器的应力验算管道某一截面上的最大弹性弯曲应力最大弹性弯曲力矩：当时，位于C点当时，位于D点

7、（<0.85）166.4.1方型补偿器6.4.1.4方型补偿器的尺寸计算方型补偿器的类型Ⅰ型：B=2HⅡ型：B=HⅢ型：B=0.5HⅣ型：B=0176.4.1方型补偿器例题6-1已知φ108×4mm碳钢无缝钢管，管内热媒为1.3MPa的饱和蒸汽（t≈194℃），周围环境温度为-10℃，固定支架间距离为65m。计划选用Ⅱ型方型补偿器，求方型补偿器的尺寸、所产生的弹性力及补偿弯曲应力值的大小。186.4.2套管补偿器适用范围：内压产生的摩擦力公称直径DN(mm)最大热伸长量(mm)热媒参数100～150250Pg≤1.6MPat≤300

8、℃200～250300300～350350400～700400当DN=150~400mm时当DN=400~800mm时螺栓产生的摩擦力分别计算取大值套管补偿器的选用原则为：一般用于公称直径大于100mm，安装方型补偿器受限制的热力管道