管道的热伸缩及其补偿课件

1、管道的热伸缩及其补偿 北京市建筑设计研究院张锡虎1精选ppt管道的热伸缩及其补偿 1精选ppt1.管道热伸缩及其补偿为什么是强制性条文？2.热伸缩引起位移的允许最大值?3.补偿器内压对固定支架作用力?4.其他问题2精选ppt1.管道热伸缩及其补偿为什么是强制性条文？2精选ppt1.采暖通风与空气调节设计规范4.8.17条: 采暖管道必须计算其热膨胀。当利用管段的自然补偿不能满足要求时,应设置补偿器。 为什么是强制性条文？3精选ppt1.采暖通风与空气调节设计规范4.8.17条: 采暖管道 两个典型工程事故的实例 工程事故以后设计积极的和消极的应对4精选ppt 两个典型工程事故的实例4精选ppt

2、2. 热伸缩引起位移的允许最大值? 北京市建筑设计研究院建筑设备专业技术措施的12.8.3条： 水平管或总立管固定点的布置，应保证分支管接点处的最大位移40mm。无分支接点的管段，间距应保证伸缩量不大于补偿器或自然补偿所能吸收的最大补偿量。5精选ppt2. 热伸缩引起位移的允许最大值? 5精选ppt 垂直双管系统、闭合管与立管同轴的垂直单管系统的连接散热器支管的立管，长度20m时，可在立管中间设固定卡；长度20m时，应采取补偿措施。立管穿楼板处，应加套管。固定卡以下长度10m的立管，应以三个弯头与干管连接。6精选ppt 垂直双管系统、闭合管与立管同轴的垂直单管系统的连接散热器全国民用建筑工程设

3、计技术措施暖通空调动力2.8.8条: “连接散热器的立管应保证管道分支接点由管道胀缩引起的最大位移不大于20mm。” 安全度似不够?7精选ppt全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力2.8.8条3.补偿器对固定支架作用力? 水平荷载包括： 活动支架因热伸缩引起的摩擦反力； 补偿器因热伸缩引起的的弹性反力； 因内压不平衡产生的推力。 8精选ppt3.补偿器对固定支架作用力? 8精选ppt1）力是矢量，有方向性。应在得到数值的同时，明确其方向。9精选ppt1）力是矢量，有方向性。应在得到数值的同时，明确其方向。9精2）应以每个固定支架为对象，分析来自补偿器弹性力、滑动支架摩擦力和内压不平衡推力作

4、用的方向和数值。方向相同叠加，方向相反抵消，判断哪些是“平衡”的固定支架，哪些是“受力”的固定支架？10精选ppt2）应以每个固定支架为对象，分析来自补偿器弹性力、滑动支架摩3）还应研究和比较哪些力是在热态运行时发生，哪些力是在冷态水压试验时发生？取“热态运行”或“冷态水压试验”时的较大值，作为固定支架强度设计的依据。11精选ppt3）还应研究和比较哪些力是在热态运行时发生，哪些力是在冷态水4）活动支架摩擦反力和补偿器弹性反力对于固定支架作用力的大小和方向，弯管补偿器或波纹补偿器是相同的，但内压不平衡产生的推力则有显著的区别。 这是后者常出现工程事故的主要原因。12精选ppt4）活动支架摩擦反

5、力和补偿器弹性反力对于固定支架作用力的大小弯管补偿器13精选ppt弯管补偿器13精选ppt 弯管补偿器的整体是弹性元件，依靠整体构件的变形以形成热伸缩的补偿量。 但弯管本身是刚性的，在允许承压条件下，内压作用不会引起弯管内腔的变形。14精选ppt 弯管补偿器的整体是弹性元件，依靠整体构件的变形以形成热伸对于弯管补偿器: 内压力 P 均匀作用于管内各表面。其中： 环向力作用于管壁，由管壁材料所承受,不会使管道内腔发生变形。15精选ppt对于弯管补偿器: 15精选ppt16精选ppt16精选ppt 轴向力（即“盲板力”）作用于固定支架左侧，大小为内压 P 乘以管断面积，方向为 。 轴向力也作用于固

6、定支架右侧，大小相同，方向为 。 由于两个力大小相等而方向相反，内压对固定支架的合力为零。17精选ppt 轴向力（即“盲板力”）作用于固定支架左侧，大小为内压 P波纹补偿器18精选ppt波纹补偿器18精选ppt 波纹补偿器是弹性元件，与弯管补偿器依靠整体构件的变形以形成补偿量不同，需要用波纹本身的变形以形成补偿量。 热伸缩和内压作用，都会引起波纹本身的变形。19精选ppt 波纹补偿器是弹性元件，与弯管补偿器依靠整体构件的变形以形20精选ppt20精选ppt 压力 P 均匀作用于管内各表面。其中： 环向力作用于管壁，由管壁材料所承受。 轴向力作用于波纹，引起波纹的变形，并通过管道作用于两端的固定

7、支架。21精选ppt 压力 P 均匀作用于管内各表面。其中：21精选ppt固定支架左侧承受轴向力，方向为，大小为P乘以波纹的断面积，即:22精选ppt固定支架左侧承受轴向力，方向为，大小为P乘以波纹的断面积， 固定支架右侧承受作用于弯管处的轴向力（盲板力），方向也为，大小为P乘以管断面积，即：23精选ppt 固定支架右侧承受作用于弯管处的轴向力（盲板力），方向也为由于两个力方向相同，内压对固定支架的作用力为两个力的合力。即:24精选ppt由于两个力方向相同，内压对固定支架的作用力为两个力的合力。即例如：D300mm管道上波纹补偿器的直径为350mm，管内压力为1.0MPa。内压对固定支架的作用

8、力为两个力的合力约96kN ：25精选ppt例如：D300mm管道上波纹补偿器的直径为350mm，管内压 如果水压试验压力为工作压力的1.5倍，则水压试验对固定支架的作用力将达到14424kgf（14.4t 140kN）。26精选ppt 如果水压试验压力为工作压力的1.5倍，则水压试验对固定支 而对于波纹补偿器左侧的固定支架，由于承受左侧另一个波纹补偿器的内压作用力，由于两个力大小相等而方向相反，合力为零，会是一个“平衡”固定支架。 但是，当采取分段试压或其间有阀门关闭时，仍会是“受力”固定支架。27精选ppt 而对于波纹补偿器左侧的固定支架，由于承受左侧另一个波 所以，第一，即使是相同的波纹

9、补偿器，对固定支架的作用力，也会因配置方式各异而不同。 可见，把设计责任推给波纹补偿器厂家是没有道理的。28精选ppt 所以，第一，即使是相同的波纹补偿器，对固定支架的作用力， 进行管系强度设计，是研究管系（包括补偿器）对固定支架的作用力，不是研究补偿器本身的刚度、承压、补偿量和工作寿命，许多设计手册或教科书已阐述得很清楚，设计人员应该具备正确设计的能力，完全不应该依赖补偿器厂家的技术支持 。29精选ppt 进行管系强度设计，是研究管系（包括补偿器）对固定支架的作 所以，第二，较大口径的室外管道当采取分段试压时，如果按照“平衡”固定支架设计，应设置临时止推支座, 以防试压时损坏。 对于一般室内

10、管道，则宜均按照“受力”固定支架设计。30精选ppt 所以，第二，较大口径的室外管道当采取分段试压时，如果按照 所以，第三，北京市建筑设计研究院建筑设备专业技术措施12.8.3条规定： D100mm的弯管补偿器， D50mm的波纹管或套筒补偿器，要进行固定支架生根结构的强度验算。 31精选ppt 所以，第三，北京市建筑设计研究院建筑设备专业技术措施4.其他问题：1) 由于水压试验压力大于工作压力（例如1.5倍），而活动支架摩擦反力和补偿器弹性反力只在热态运行时发生，波纹补偿器计算固定支架受力也可只按照冷态水压试验压力，而不计算活动支架摩擦反力和补偿器弹性反力。32精选ppt4.其他问题：32精

11、选ppt2) 由于直埋敷设管道应以管道保温层与土壤之间的轴向摩擦反力，取代“活动支架的摩擦反力”，而管道保温层与土壤之间的轴向摩擦反力较大，波纹补偿器宜成对布置，以使对固定支架两侧的作用力相近。33精选ppt2) 由于直埋敷设管道应以管道保温层与土壤之间的轴向摩擦反力3) 室内垂直管道上的波纹补偿器，宜布置在两个固定支架之间的上端，可以减小内压和固定支架的受力。34精选ppt3) 室内垂直管道上的波纹补偿器，宜布置在两个固定支架之间的35精选ppt35精选ppt4) 不要过多地设置补偿器。钢管线膨胀系数为0.012 mm/m K，水平干管或总立管保证分支管接点处的最大位移40mm，中间固定、不设补偿器的直段长度，一般散热器采暖系统，可达60m以上，空调水、