Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Komputerowe wspomaganie obliczeń układów kompensacji rurociągów preizolowanych

W artykule zaprezentowano proste narzędzie do wymiarowania układów kompensacji wydłużenia cieplnego rurociągów preizolowanych ułożonych w gruncie w I technice układania (zwykły montaż). Arkusz kalkulacyjny pozwala na szybkie obliczenia układów geometrycznych, w szczególności układów kompensacji, w przypadku zagłębienia rurociągu innego niż podano w tablicach pomocy do projektowania.

Wymiarowanie schematów geometrycznych ciepłowniczych rurociągów preizolowanych jest zagadnieniem skomplikowanym. Model obliczeniowy, zwłaszcza w przypadku rurociągów o dużej średnicy, jest złożony. Obok prostego zestawu parametrów wejściowych (średnica rurociągu i płaszcza, zagłębienie osi rurociągu, gęstość gruntu, współczynnik tarcia płaszcza rury o grunt) ujmuje dodatkowo następujące zagadnienia [1, 2]:

  • sprężysto-plastyczny charakter gruntu (ośrodka),
  • sprężysto-plastyczny charakter naprężeń wewnętrznych w materiale rurociągu (poza granicą plastyczności),
  • zakrzywienie elementów (np. łuki),
  • nieregularny, nieciągły kształt elementów systemu (np. odgałęzienia),
  • wpływ ciśnienia wewnętrznego nośnika ciepła na naprężenia wewnętrzne,
  • wpływ nierównomiernego nacisku gruntu na powierzchnię zewnętrznego płaszcza rurociągu.

Rurociągi o średnicy nominalnej powyżej 200 mm [1] powinny być obliczane wytrzymałościowo przy uwzględnieniu wszystkich wymienionych czynników. Rurociągi o mniejszej średnicy w praktyce projektowej mogą być wymiarowane metodą uproszczoną, wynikającą najczęściej z zasad podanych w poradnikach technicznych projektowania [4]. Także wstępna koncepcja trasy sieci o większej średnicy może być sporządzona w oparciu o uproszczoną metodykę, podaną w katalogach producentów. Koncepcję należy zweryfikować przez wyznaczenie naprężeń w materiale przy założonym układzie geometrycznym sieci.

Podstawowe  zasady

Zasady uproszczonego wymiarowania układów geometrycznych sieci preizolowanych zostaną omówione na podstawie rozwiązań jednego z producentów, tj. Logstor Rør. Wytwórca rur jest członkiem Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Rur dla Ciepłownictwa (European District Heating Pipe Manufacturers). Katalog Logstor Rør [4] podaje 5 technik (metod) montażu rurociągów preizolowanych: metoda I – kompensacja pełna, przy nieprzekroczeniu naprężeń dopuszczalnych (150 MPa) w odcinkach prostych,

  • metoda II – podgrzew wstępny,
  • metoda III – podgrzew wstępny z kompensatorami rozruchowymi,
  • metoda IV – układanie z wykorzystaniem kompensatorów (relevier),
  • metoda V – zimny montaż.

Przedmiotem artykułu będzie zaprezentowanie pomocy do projektowania układów geometrycznych w metodzie I. Pomoce obejmują: odcinki proste (wyznaczanie maksymalnej długości montażowej), łagodne załamania (rury gięte elastycznie i trwale – wyznaczanie promieni gięcia), kompensację typu „L”, „Z” i „U”, kompensacja odgałęzień bocznych.

Pomoce pozwalają na wymiarowanie rurociągów zasilających i powrotnych, przy innej, maksymalnej różnicy temperatury. W praktyce projektowej zakłada się jednak pełną symetrię przewodu zasilającego i powrotnego, przy odpowiednio mniejszym poziomie naprężeń w rurociągu powrotnym. Obliczane są niezbędne wielkości w przypadku 3 serii przewodów, różniących się grubością izolacji cieplnej przy tej samej średnicy rurociągu stalowego.

Teoria, zwłaszcza wyprowadzenia wzorów zostały szczegółowo omówione w [1, 3, 4], stąd w artykule zostaną jedynie podane wzory z odpowiednimi oznaczeniami [4]. W materiałach do projektowania [4] są zamieszczone tablice i nomogramy podające niezbędne parametry, jednak korzystanie z prostego programu komputerowego (arkusz kalkulacyjny Excel®) jest szybsze.

Promień gięcia elastycznego przyjmuje się jako:

promień gięcia trwałego (na budowie):

gdzie:
dz – zewnętrzna średnica rury stalowej.

W tabeli 1. i 2. pokazano sposób obliczenia promienia gięcia.

      

oznaczenia: dn - średnica nominalna rury stalowej [mm], dz - średnica zewnętrzna rury stalowej [mm], α - kąt gięcia dwunastometrowego odcinka rury [o]     

 

Maksymalną długość prostego odcinka rurociągu, tzw. długość montażową, bez uwzględnienia naprężeń od ciśnienia w rurociągu i nierównomiernego nacisku gruntu na obwodzie płaszcza zewnętrznego, wyznacza się ze wzoru:

  gdzie:
Lmax – długość montażowa (odległość od umownego lub rzeczywistego punktu stałego do swobodnego końca rurociągu (załamanie w metodzie uproszczonej jest traktowane jako koniec swobodny) [m],
αadop – dopuszczalne naprężenia osiowe w rurze stalowej [N/mm2] przyjmowane jako 150 N/mm2 w przypadku stali St37,
A – pow. przekroju rury stalowej [mm2],
F – jednostkowa siła tarcia [N/m] obliczona ze wzoru:

gdzie:
Ko – współczynnik tarcia spoczynkowego, przyjmowany jako 0,5 [4],
D – zewnętrzna średnica płaszcza rury [m], o średnicy nominalnej 150 mm.
h – zagłębienie osi rurociągu [m],
γ – ciężar właściwy gruntu [N/m3],
μ – współczynnik tarcia płaszcza rury o grunt.

   20.06.2008

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl