供热管道热伸长及其补偿

浅议供热管道热伸长及其补偿

摘要本文介绍了集中热网中常用的补偿器，及通过几种补偿器下固定支座的受力分析，得出无推力套筒式补偿器能够消除主固定支架的盲板力，提高经济效益。

关键词补偿器固定支架热应力

1、引言

供热管道随着所输送的热媒温度升高，将出现热伸长现象，如果这个热伸长不能得到补偿，将会使供热管道承受巨大的应力，甚至使管道变形、破裂，为了使管道不会由于温度变化所引起的应力而受破坏，必须在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长量及减弱或消除因热膨胀而产生的应力。这对管道系统的安全运行起到重要作用。

管道的补偿方式有自然补偿和补偿器补偿。在不能使用自然补偿方式的时候，就必须设置补偿器来补偿管道的热伸长及消除应力。供热管道中常用的补偿器种类很多，下面就几种典型的补偿器在安装、使用方面做一下比较。

2、几种常见补偿器介绍

（1）方形补偿器

方形补偿器也叫做方胀力，是利用弯管的弹性变形来吸收热膨胀的。可使用于任何工作压力及任何温度的供热管道上。

方形补偿器的弹性力按下式计算：

p=σ·w/b （1）

采暖固定支架及补偿器

快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器 简介：对设计中经常遇到的热水(95/70℃)采暖系统的固定支架和管道补偿器的设计计算和设置问题进行了 归纳总结,给出了具体设计方法和实例。 关键字：热水采暖固定支架补偿器 1 引言 固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之 处，望各位指正。 2 设计计算 系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径 已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 (2 ) 2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补

蒸汽管道温度损失计算及分析

蒸汽管道温度损失计算 及分析 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式 温损计算公式为： 式中： g k —管道单位长度传热系数C m w ο?/ p t —管内热媒的平均温度 C ? k t —环境温度C ? G —热媒质量流量s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ??/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m .管道传热系数为 式中： n a ，w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο?2/ n d ，w d —分别为管道（含保温层）内外径m i λ—管道各层材料的导热系数 C m w ο?/（金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算 根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算： Pr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有： 式中： t λ—管道埋设处的导热系数。

t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取t h = E.保温材料为：聚氨酯，取λ= C m w ο?/ F. 保温层外包皮材料是：PVC ，取λ= C m w ο?/ G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。 4.电厂实测数据为： 管径为300mm 时，保温层厚度为：50mm ，保温外包皮厚度为：7mm ； 管径为400mm 时，保温层厚度为：51mm ，保温外包皮厚度为：； 管径为500mm 时，保温层厚度为：52mm ，保温外包皮厚度为：9mm ； 管径为600mm 时，保温层厚度为：54mm ，保温外包皮厚度为：12mm ； 蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q 1是相同的。 根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为： 2、总传热系数及其影响因素分析 总传热系数k 式中：h 1—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数 λ1—蒸汽管道各层材料的导热系数 1 1 1 1 1 1 ln 2 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? n i i n i i d d d d h k ?? ?? ?

热力管线补偿器的计算

采暖补偿器的经验计算2010-12-06 16:40 1 、固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。 2 、设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 、计算管道热伸长量 △X=0.012(t1-t2)L (1) 其中：△ X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得： △X=1.2L ……(2 ) 2.2 、确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。(管道伸长量分别为40mm和50mm)。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道;最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 2.3 、确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器 能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置;并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部;波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架;方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。 3 、例题[已知] 如图1所示，某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m，b-c 段长度为24m，c-d段长度为63m，d-e段长度为48m，管径如图所示。 [求] 计算管道热伸长量，设置补偿器和固定支架。 [解] 首先按照公式(2)计算可得 a-b段管道热伸长量=38.4mm

热力管道补偿器用途

在供暖供热管网敷设聚氨酯保温管道中经常会使用到各种不同的补偿器，那么补偿器对保温管道有什么作用?我们就以城市小区管的聚氨酯保温管铺设管道为例，来说一下管道补偿器的作用： 补偿器主要就是为了补偿热能，减少热损耗，根据管道铺设的图纸标准来规定段或者接口处安装，补偿器主要分为直波纹补偿器和外压波纹补偿器两种，城市小区的聚氨酯保温管主要是二次网热水管道，一般都是在接口处安装补偿器，主要使用的波纹器是直波纹补偿器。 直波纹补偿器具有良好的抗压能力，能够自导向，并且可以达到与直埋管同寿命，不需要经常维修和更换，并且具有很好的抗弯性能，可以直接做为刚性管道中的一部分直接安装在管道上。 在热水管道铺设中，直波纹补偿器可以代替支架，并且直波纹补偿器价格比外

压波纹补偿器便宜很多。所以总体来说更加节省成本。 安装完毕后的补偿器一定要对管道进行吹扫和系统测压，但在进行系统测压的时候，必须保护好波纹补偿器，当补偿器没有预拉杆结构时，必须在波纹补偿器上做些附件来保护波纹补偿器，以免管道测压是拉坏补偿器。 总体来说聚氨酯保温管道补偿器就是为了防止在管道热升温时热伸长或温度应力而引起管道变形或者损坏，来补偿管道的热伸长，减少管壁的应力作用的阀件或支架结构上的作用力。使用补偿器可以大大延长聚氨酯保温管的使用寿命。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN ≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN>200mm时，焊缝与轴线成45°角。

蒸汽管道损失理论计算及分析

1.计算基本公式 温损计算公式为： 式中：—管道单位长度传热系数 —管内热媒的平均温度 —环境温度 —热媒质量流量 —热水质量比热容 ——管道长度由于计算结果为每米温降，所以L取1m .管道传热系数为 式中： ，—分别为管道内外表面的换了系数 ，—分别为管道（含保温层）内外径 —管道各层材料的导热系数（金属的导热系数很高，自身热阻很 i 小，可以忽略不计）。 —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算 根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算：

Pr为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有： 式中： —管道埋设处的导热系数。 —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于 C.土壤的导热系数= D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取= E.保温材料为：聚氨酯，取= F. 保温层外包皮材料是：PVC，取= G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。 4.电厂实测数据为：

管径为300mm时，保温层厚度为：50mm，保温外包皮厚度为：7mm； 管径为400mm时，保温层厚度为：51mm，保温外包皮厚度为：； 管径为500mm时，保温层厚度为：52mm，保温外包皮厚度为：9mm； 管径为600mm时，保温层厚度为：54mm，保温外包皮厚度为：12mm； 蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的。 根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为： 2、总传热系数及其影响因素分析

快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器 (1)

快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器 摘要：对设计中经常遇到的热水(95/70℃)采暖系统的固定支架和管道补偿器的设计计算和设置问题进行了归纳总结,给出了具体设计方法和实例。 关键字：热水采暖固定支架补偿器 1 引言 固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。 2 设计计算 系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △ X——管道的热伸长量,mm; t ——热媒温度,℃, 1 t ——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. 2 L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 95℃简化得(2 ) 按t 1= 2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～

热力管道的补偿类型和方式

热力管道的补偿类型和方式 热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。 1．自然补偿 自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。 管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。 2．补偿器补偿 热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。 （1）方形补偿器。方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。 方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。 方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN ≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。（2）波纹管补偿器。波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维

供热管道直埋式补偿器安装要求

有图有真相！供热管道直埋式补偿器安装要求

固定点，一是在直管段的端部，二是在管道的分支处。长的无分支的直线管道两补偿器之间可以不设固定点，靠管道自然形成的“驻点”即可发挥固定点的作用。驻点是两补偿器之间管道的那个不动点，在管径相同，埋深一致时，驻点与两补偿器间的距离相等。褡补偿器（包括转角处自然补偿器）至固定点之间的距离不得超过管道的最大安装长度Lmax，管道最大安装长度的定义是固定点至自由端（补偿器）的长度，在此长度下产生的摩擦力不得超过管道许用应力下相应的弹性力。Lmax按下式计算：常用管道的最大安装长度Lmax。应考虑16kgf/cm2内压力所产生的环向应力的综合影响。3.2固定支座的设计计算具有2个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面，补偿器的布置应满足Ln ＜Lmax的条件。驻点G1、G2的推力为零，所以，此点处不必设置固定支座，但为了防止回填土的不均匀，埋深的不一致和预制保温管外壳粗糙度的不规则等可能会造成驻点的漂移，所以，对处于驻点位置的管道分支处G1、G2需设置支座，以G1为例其轴向推力可按下式计算：F1=Pb2+L2f-0.8(Pb3+L2f)式中F1-固定支座G1的水平推力，kgf；f-管道单位长度摩擦力，Kgf/mPb2-B2膨胀节的弹性力，Kg；Pb3-B3膨胀节的弹性力，Kgfk2-B2膨胀节的刚度，Kgf/mm；△L2-B2膨胀节的补偿量，mm；L2-膨胀节至G1的距离，m；假如某一分支如自G2接出的分支带有补偿器B。那么，G2还受到一侧向推力的作用，如图中的F2（y），当L5很短（实际布置时L5也应很短），那么，侧向力F2（y）的大小为：F2(y)=Pn*A5+Pb5式中Pn-管道工作压力，Kgf/cm2A5-B5膨胀节的有效面积，cm2；Pb5-B5膨胀节的弹性力kgf。固定支座G3也驻点位置，从管道和土壤的摩擦力来讲，该点也受到大小相等，方向相反的两个时作用，但应注意到该点同时又受到转角处的盲板力的作用，考虑驻点漂移的影响，固定支座G3的推力F3=1.2Pn*A4式中F3-作用在固定支座G3的水平推力，Kgf；Pn-管道工作压力，Kgf/cm2；A4-B4膨胀节的有效面积，cm2。3.3补偿器的选用计算直埋管道由于土壤摩擦力的影响,实际热伸长量要比架空和地沟敷设的管道热热伸长量要小。架空和地沟敷设时的伸长量：α·△t·L直埋敷设时，因土壤摩擦力影响的热伸长减少量：实际热伸长量为：式中E-钢管弹性模理，kgf/cm2；α-钢管的线膨胀系数，取0.0133mm/m℃；△t-管道温差；A、f-同公式①；L-两固定点之间的距离（最大安装长度）m。 在实际工作中，直埋管道的热伸长量，采用丹麦摩勒公司的简化算法。 式中符号同以上公式相同。按②或③式计算出实际热伸长量后，按系列表选用相应的补偿器。3.4安装直埋式膨胀节（不包括一次性直埋式）安装时应有两个后年度护圈（如下图），且护圈的壁厚不应小于管道的壁厚，设置护圈1的目的是为管道受热膨胀时，A尺寸范围内有土、砂等进入，图中的各尺寸为：直埋式波纹补偿器出厂时，所有外露表面已刷防锈漆两遍，直埋式波纹补偿器及其直埋管道的其它要求为：（1）保温管埋于地下时，四周需用粒度小于20毫米的砂子填充，然后再覆盖原土，填充砂子的厚度不小于200毫米。（2）保温管顶的埋深一般不超过1.2米，但也尽量不要小于0.7米，，保温管可直接埋在各种管道下面。（3）如图，除A处外，其余均保温，因管道膨胀时A 处不保温并不会造成显著的热损失。也是由于护圈的作用，直埋补偿器可以直埋处于车行道下面。（4）直埋式补偿器安装不必冷紧，也不必按全线钢管接好后再割下和膨胀节等长管道之后再焊接的方法。使用直埋型膨胀节，不必设导向支架。（5）安装时要注意保证导流套筒的方向与流动方向的一致。（6）

热力管线补偿器的计算

热力管线补偿器的计算 Final approval draft on November 22, 2020

2010-12-0616:40 1 、固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般 由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨 胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱 对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热 水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。 2 、设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成， 系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 、计算管道热伸长量 △X=(t1-t2)L (1) 其中：△ X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; ——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得： △X= ……(2 ) 、确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑 为42m。(管道伸长量分别为40mm和50mm)。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。 在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道;最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 、确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器 能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量， 如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置;并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部;波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架;方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。 3 、例题[已知] 如图1所示，某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m，b-c段长 度为24m，c-d段长度为63m，d-e段长度为48m，管径如图所示。 [求] 计算管道热伸长量，设置补偿器和固定支架。 [解] 首先按照公式(2)计算可得

管道、平面热损失计算

A 简易热工设计 1 设计需要确定的工艺参数 1) 管道要求的维持温度,TV; 2) 当地最低环境温度(℃),TA; 3) 管道的外径,D; 4) 容器的表面积,S; 5) 管道的保温材料品种及厚度; 6) 管道就是在室内或室外。 2 管道、平面热损失计算 2、1 管道 保温管道的热损失(加30%安全系数)按公式(1)计算: Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1、3 (1) 2、2 平面 保温平面的热损失(加30%安全系数)按公式(2)计算: QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1、3 (2) 式(1)与式(2)中: Qt —单位长度管道的热损失,W/m; Qp —单位平面的热损失,W/㎡; TV —系统要求的维持温度,℃; TA —当地的最低环境温度℃; λ —保温材料的导热系数,W/(m℃),见表3; D1 —保温层内径,(管道外径) m; D0 —保温层外径,m; D0=D1+2δ; δ —保温层厚度,m; Ln —自然对数; α —保温层外表面向大气的散热系数,W/(㎡℃)与风速ω,(m/s)有关, α值按公式(3)计算: α=1、163(6+ω1/2) W/( ㎡℃) (3) 表3 常用保温材料导热系数 保温材料导热系数W/ (m、℃)

玻璃纤维0、036 矿渣棉0、038 硅酸钙0、054 膨胀珍珠岩0、054 蛭石0、084 岩棉0、043 聚氨脂0、024 聚苯乙烯0、031 泡沫塑料0、042 石棉0、093 表4 管道材质修正系数 碳钢1 不锈钢1.25 a铜0.9 塑料1、5 B 电伴热设计 首先应知道管道的口径、保温层材料及厚度与所需维持温度之差△T,查管道散热量表,(乘以适当的保温系数),就能得到单位长管道的散热量,如果管子在室内则再乘以0、9。如果伴热的就是塑料管道,因为塑料的导热性远低于碳钢(0、12:25),故可用0、6-0、7的系数对正常散热量加以修正。 例1:某厂有一管线,管径为1/2",保温材料就是硅酸钙,厚度10mm,管道中流体为水,水温需保持10℃,冬季最低气温就是-25℃,环境无腐蚀性,周围供电条件 380V、220V均有,求管道每米热损失？ 步骤一:△T = TA - TB =10℃-(-25℃)=35℃ 步骤二:查管道散热量表,管径1/2"。10mm保温层。 当△T =30℃热损失为11、0w/m,当△T =40℃热损失为14、9w/m,△T =35℃时,每米损失可采用中间插入法求得(因表中无QB值)。 QB=11、0w/m+(14、9w/m - 11、0w/m)[(35-30)÷(40-30)]=12、95w/m 步骤三:保温层采用硅酸钙,查保温材料修正数表乘以保温系数f及综合系数1、4 Qr=1、4QB×f=1、4×12、95w/m×1、50=27、195w 答案:管道每米损失热量27、195W 保温材料修正数表 容器罐体耗散热量的计算

热力管线补偿器的计算

热力管线补偿器的计算 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

2010-12-0616:40 1 、固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。 2 、设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 、计算管道热伸长量 △X=(t1-t2)L (1) 其中：△ X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; ——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃

按t1=95℃简化得： △X= ……(2 ) 、确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。(管道伸长量分别为40mm和50mm)。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道;最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 、确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置;并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部;波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架;方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。

蒸汽管道损失理论计算及分析

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式 温损计算公式为： 式中： g k —管道单位长度传热系数C m w ο ?/ p t —管内热媒的平均温度C ? k t —环境温度 C ? G —热媒质量流量 s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ? ?/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m .管道传热系数为 ∑=++ += n i w w i i i n n g d a d d d a k 111 ln 2111 ππ λπ 式中： n a ，w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο ?2/ n d ， w d —分别为管道（含保温层）内外径 m i λ—管道各层材料的导热系数C m w ο ?/（金属的导热系数很高，自身 热阻很小，可以忽略不计）。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m

内表面换热系数的计算 根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算： 42 .075 .0Pr )180(Re 037.0-≈= λ n n n d a N Pr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有： ]1)2(2ln[22-+ = w t w t w t w d h d h d a λ 式中： t λ—管道埋设处的导热系数。 t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取 t h = E.保温材料为：聚氨酯，取λ= C m w ο?/

管道总阻力与热损失计算

按甲方要求比较φ426X8以及φ377X7两种蒸汽管道阻力损失以及管道热损失，计算结果如下： 原始数据：蒸气流量30t/h,管径φ426X8/φ377X7 压力0.49mpa,温度202C ?，管道长度360m,弯头数6个 一 阻力损失计算 蒸汽管道阻力损失为沿程阻力y p ?和局部阻力j p ?之和，沿程阻力包括360米长直管段，局部阻力计算包含6个90度弯头。 查《动力管道手册》可知 202 C ?蒸汽密度为32.23/kg m ρ=，比体积为30.45/m kg φ426X8钢管摩擦阻力系数10.0144λ= φ377X7钢管摩擦阻力系数10.0148λ= 根据蒸汽管道管径计算公式n D = 其中：n D —管道内径，G —介质的质量流量t/h, v —介质比体积3/m kg , w —介质流速m/s 计算得到 φ426X8 的管道内蒸汽流速为410= 128m /s w = φ377X7 的管道内蒸汽流速为363= 136m /s w = 比摩阻 Rm 为22 m r w R d ρ=

22 10.0144 2.232829.5220.426m r v R d ρ??===? 222 0.0148 2.233656.7220.377 m r v R d ρ??===? 计算结果示意如下: 二 热损失 设计人员确定本次管道保温材料采用岩棉制品。 查保温材料特性可知岩棉制品热导率m 0.033+0.00018T λ=（其中m T 为绝热层内外表面温度的算术平均值取m 20220 T 1112 C ?+= =）所以 0.033+0.00018111=0.05298λ=? 选取保温厚度130mm. 由《动力管道手册》得保温层表面散热损失公式为 000 () 11ln 2i t t q D D D πλα-= + 其中：t —管道外壁温度，0t —保温结构周围环境温度，λ—保温材料导热系数，0D —管道保温层外径，i D —管道保温层内径，α—保温层外表面向大气的散热系数，取11.63α= 管径为φ426X8 的蒸汽管道单位长度热损失为

采暖补偿器

1 引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。 2 设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 (2 ) 2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 补偿器形式敷设方式 管径DN（mm） 25 32 40 50 70 80 100 125 150 г型 长边最大间距L2（m）15 18 20 24 24 30 30 30 30 短边最小间距L1（m）2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 6 2.3 确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器 能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置；并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部；波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架；方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。 3 例题[已知] 如图1所示，某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m，b-c段长度为24m，c-d段长度为63m，d-e段长度为48m，管径如图所示。 [求] 计算管道热伸长量，设置补偿器和固定支架。 [解] 首先按照公式(2)计算可得 a-b段管道热伸长量=38.4mm b-c段管道热伸长量=28.8mm

热力管道的补偿器使用分类

热力管道的补偿器使用分类 通常讲的热力管道的补偿方式有两种：自然力补偿和补偿器补偿。1．自然力补偿 自然力补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然力补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然力补偿。自然力补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。 管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。 2．管道补偿器补偿 热力管道自然力补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。 管道补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。（1）方形补偿器。方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。

方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c ＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。 制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。 （2）波纹管补偿器。波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。 波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。 波纹管材料。波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成的，不锈钢板厚度为0.2～10mm，适用于工作温度在550℃以下，公称压力PN为0.25～25MPa，公称直径为DN25～DN1200mm 的弱腐蚀性介质的管路上。 （3）套筒式补偿器。套筒式补偿器又称填料式补偿器，它由套管、插管和密封填料等三部分组成，它是靠插管和套管的相对运动来补偿管道的热变形量的。 套筒式补偿器按壳体的材料不同分为铸铁制和钢制两种，按套筒的结

热力管道补偿器

热力系统补偿类型和方式 热力系统管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。 1．自然补偿 自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。 管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。 2．补偿器补偿 热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。 （1）方形补偿器。方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。 方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。 方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN ≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。（2）波纹管补偿器。波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。 波纹管材料。波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成

热力管线补偿器的计算

2010-12-0616:40 1 、固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。 2 、设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 、计算管道热伸长量 △X=(t1-t2)L (1) 其中：△ X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; ——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得： △X= ……(2 ) 、确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。(管道伸长量分别为40mm和50mm)。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道;最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 、确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器 能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置;并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部;波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架;方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。 3 、例题[已知] 如图1所示，某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m，b-c段长度为24m，c-d段长度为63m，d-e段长度为48m，管径如图所示。 [求] 计算管道热伸长量，设置补偿器和固定支架。 [解] 首先按照公式(2)计算可得 a-b段管道热伸长量= b-c段管道热伸长量=

热力管道补偿器安装

一、热力管道补偿器安装 <1>安装前应按设计图纸核对每个补偿器的型号和安装位置，并应对补偿器外观进行检查、核对产品合格证。 <2>补偿器应与管道保持同轴。安装操作时不得损伤补偿器，不得采用使补偿器变形的方法来调整管道的安装偏差。 <3>补偿器应按设计要求进行预变位，预变位完成后应对预变位量进行记录，并可按本规范表A.0.10的规定填写。 <4>补偿器安装完毕后应拆除固定装置，并应调整限位装置。 <5>补偿器应进行防腐和保温，采用的防腐和保温材料不得腐蚀补偿器。 <6>补偿器安装完成后应进行记录，并可按本规范表A.0.11的规定填写。 <7>波纹管补偿器的安装应符合下列规定： <7.1>轴向波纹管补偿器的流向标记应与管道介质流向一致； <7.2>角向型波纹管补偿器的销轴轴线应垂直于管道安装后形成的平面。 <8>套筒补偿器安装应符合下列规定： <8.1>采用成型填料圈密封的套筒补偿器，填料应符合产品要求； <8.2>采用非成型填料的补偿器，填注密封填料应按产品要求依次均匀注压。 <9>球形补偿器的安装应符合设计要求，外伸部分应与管道坡度保持一致。 <10>方形补偿器的安装应符合下列规定： <10.1>当水平安装时，垂直臂应水平放置，平行臂应与管道坡度相同； <10.2>预变形应在补偿器两端均匀、对称地进行。 <11>直埋补偿器安装过程中，补偿器固定端应锚固，活动端应能自由活动。 <12>一次性补偿器的安装应符合下列规定： <12.1>一次性补偿器与管道连接前，应按预热位移量确定限位板位置

并进行固定； <12.2>预热前，应将预热段内所有一次性补偿器上的固定装置拆除； <12.3>管道预热温度和变形量达到设计要求后方可进行一次性补偿器的焊接。 <13>自然补偿管段的预变位应符合下列规定： <13.1>预变位焊口位置应留在利于操作的地方，预变位长度应符合设计规定； <13.2>完成下列工作后方可进行预变位： <13.2.1>预变位段两端的固定支架已安装完毕，并应达到设计强度； <13.2.2>管段上的支架、吊架已安装完毕，管道与固定支架已固定连接； <13.2.3>预变位焊口附近吊架的吊杆应预留位移余量； <13.2.4>管段上的其他焊口已全部焊完并经检验合格； <13.2.5>管段的倾斜方向及坡度符合设计规定； <13.2.6>法兰、仪表、阀门等的螺栓均已拧紧； <13.3>预变位焊口焊接完毕并经检验合格后，方可拆除预变位卡具； <13.4>管迨预变位施工应进行记录，并可按本规范表A.0.12的规定填写。