ar-net.ru Sэф – эффективная площадь поперечного сечения СК.
Системы компенсации группы II не требуют установки постоянно действующих компенсирующих устройств.
Компенсация температурных деформаций происходит за счет изменения осевого напряжения в защемленной трубе. Поэтому область применения тепловых сетей без постоянно действующих компенсирующих устройств ограничена допустимым перепадом температур ?t.
Системы группы II применяют в случаях, когда трасса состоит из длинных прямолинейных участков с зонами защемления Lз.
Максимально допустимый перепад температур ?t с учетом предварительного нагрева, обычно принимаемого равным 0,5?t, не должен превышать:
(Е.13) Вычисляют максимальную температуру теплоносителя t1 по формуле
t1 = ?t +tэ, (Е.14)
где sдоп – допускаемое осевое напряжение в трубе, Н/мм2;
a – коэффициент линейного расширения стали, мм/(м·°С);
E – модуль упругости материала трубы, Н/мм2;
?t – приращение температуры, °С, определяемое по формуле
?t = t1 – tэ.
Пример
Необходимо определить максимальную температуру теплоносителя для прямого участка при sдоп= 137 Н/мм2 и (tэ –tмонт) = 10 °С.
Согласно формуле (Е.5) допускаемые осевые напряжения составляют sдоп = 1,25·137 = 171 Н/мм2.
Таким образом, максимальная температура теплоносителя:
t1 = ?t + tмонт = 128 + 10 = 138 °C.
Системы, относящиеся к группе IIа, – предварительный нагрев до засыпки грунтом:
- монтируют и до засыпки грунтом нагревают до температуры
предварительного нагрева [tп.н]:
(Е.15)теплопроводы засыпают. Температуру нагрева следует поддерживать до полной засыпки их грунтом. Затем теплопроводы охлаждают до температуры монтажа. В защемленной зоне Lз уровень напряжений, Н/мм2, будет приблизительно равен:
sос = E a ?t ? 10-3 , (Е.16)
где t1 = ?t +tп.н , °С.
Затем теплопровод нагревают до рабочей температуры.
В системах, относящихся к группе IIб, предусматривают применение стартовых сильфонных компенсаторов.
Систему полностью монтируют в траншее и засыпают грунтом (за исключением мест установки стартовых компенсаторов). Затем систему нагревают до температуры, при которой все стартовые сильфонные компенсаторы замыкаются, после чего осуществляется их заварка. Таким образом, стартовые сильфонные компенсаторы срабатывают один раз, после чего система превращается в неразрезную и компенсация температурных расширений в дальнейшем осуществляется за счет знакопеременных осевых напряжений сжатия– растяжения.
Максимально допустимое расстояние, м, между стартовыми сильфонными компенсаторами составляет
 | |
| 293 × 42 пикс. Открыть в новом окне | |
Где Fст – площадь поперечного сечения трубы, мм2;
fтр – удельная сила трения на единицу длины трубы, Н/м;
a– коэффициент линейного расширения стали, мм/(м·°С);
E– модуль упругости материала трубы, Н/мм2.
Диапазон температур предварительного нагрева, при которых может быть осуществлена заварка:
 | |
| 223 × 45 пикс. Открыть в новом окне | |
 | |
| 218 × 37 пикс. Открыть в новом окне | |
Формула (Е.18) определяет минимальную температуру предварительного нагрева, исходя из достижения допустимых осевых напряжений в холодном состоянии теплопровода после выполнения растяжки, а формула (В.19) – из достижения таких же напряжений в рабочем состоянии. В интервале от tпн.max до tпн.min. любая tпн. будет удовлетворять условиям прочности;
tэ – температура, при которой монтируются стартовые сильфонные компенсаторы.
При проектировании следует учитывать, что tэ может изменяться в пределах от нуля (при длительной остановке нагрева сетевой воды) до расчетной температуры наружного воздуха, принимаемой для расчета отопления (при глубине прокладки менее 0,7 м). Поэтому рекомендуется принимать tп.н близко к средней, определенной по формуле (Е.15).
С помощью нагрева до температуры tп.н и заварки стартового сильфонного компенсатора осуществляется растяжка теплопровода на значение ?L, определяемое по формуле
 | |
| 211 × 44 пикс. Открыть в новом окне | |
где ?tп.н =tп.н -tэ.
Если по конструктивным соображениям расстояние между стартовыми сильфонными компенсаторами требуется уменьшить, в формулу (Е.20) вместо максимально допустимого значения Lст.к подставляют реальное.
Пример
Необходимо определить предельно допустимое расстояние между стартовыми сильфонными компенсаторами, температуру предварительного нагрева и значение растяжки при следующих исходных данных: теплопровод диаметром 426 мм с толщиной стенки 7 мм с изоляцией, наружный диаметр кожуха изоляции 560 мм, площадь поперечного сечения трубы 92 см2, материал – сталь марки 20, давление в рабочем состоянии 1,6 МПа, наибольшая температура теплоносителя 130 °С, при монтаже компенсаторов – 10 °С, вес теплопровода с изоляцией и водой с учетом коэффициентов перегрузки 2122 Н/м. Теплопровод имеет глубину заложения в грунте Z = 1,1 м, окружающий грунт – песок.
Определяют допускаемое осевое напряжение по формуле (Е.4):
 | |
| 548 × 60 пикс. Открыть в новом окне | |
Удельная сила трения по формуле (Е.3) составляет: