补偿器选择与计算
波纹补偿器型号大全-参数选用及公式计算
轴向型内压式波纹补偿器(HZN)补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。
补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。
该类补偿器结构简单，价格低，因而优先选用。
用途：轴向型内压式波纹补偿器(轴向型波纹补偿器)主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它补偿角位移。
型号：DN32-DN8000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa连接方式：1、法兰连接2、接管连接产品轴向补偿量：18mm-400mm一、型号示例举例：0.6TNY500TF表示：公称通径为Φ500，工作压力为0.6MPa，(6kg/cm2)波数为4个，带导流筒，碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。
二、使用说明：轴向型波纹补偿器主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它来补偿角位移。
三、内压式波纹补偿器对支座作用力的计算：内压推力：F=100·P·A轴向弹力：Fx=Kx·（f·X）横向弹力：Fy=Ky·Y 弯矩：My=Fy·L弯矩：Mθ=Kθ·θ 合成弯矩：M=My+Mθ式中：Kx：轴向刚度N/mm X：轴向实际位移量mmKy：横向刚度N/mm Y：横向实际位移量mmKθ：角向刚度N·m/度θ ：角向实际位移量度P：工作压力MPa A：波纹管有效面积cm2(查样本)L：补偿器中点至支座的距离m四、应用举例：某碳钢管道，公称通径500mm，工作压力0.6MPa，介质温度300°C，环境最低温度-10°C，补偿器安装温度20°C，根据管道布局（如图），需安装一内压式波纹补偿器，用以补偿轴向位移X=32mm，横向位移Y=2.8mm，角向位移θ=1.8度，已知L=4m，补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑，试计算支座A的受力。
CE标准______矩形金属波纹补偿器重量计算及选型
CE波单位长度重量：单波：630×2.5×7.85/1000= 12.37 kg/m双波：1114×2.5×7.85/1000= 21.86 kg/m矩形金属波纹补偿器矩形金属波纹补偿器主要用于输送气体或含尘气体管道及风机出口，用来吸收位移和（或）减振。
主要技术参数:压力：真空－0.1Mpa温度：-40-400截面：任意尺寸波形：CE波、U形波、V形波、UV形波材料：考顿钢（CE）、不锈钢、碳钢等角部：圆角、斜角、像机角CE标准产品CE标准波纹补偿器是根据美国CE公司相关标准研制的，主要特点是波纹管材质普遍选用耐候性钢：考顿钢（COR-TEN）；（当然亦可选用奥氏体不锈钢）。
考顿钢相对于奥氏体不锈钢来说成本低廉，主要用于温度较低的火电厂锅炉烟风道系统。
其它工况相近的管道上也可以选用CE矩形波纹补偿器。
1.CE标准波形参数表CE标准波形根据波高可分为全高和半高两种波形参数，见下表:说明：（1）推荐选用全高波形；当矩形管道横截面积小于4.6m2，以及管道尺寸有一边小于1.2m（但应大于0.6m）的场合时，宜选用半高波形。
（2）多波形式的CE波纹补偿器均由单波和双波组合而成（见图1）。
（3）表中a、b表示矩形管道接口尺寸。
2.CE波形单波轴向补偿性能表补偿量(mm) 材料波形介质温度(℃)≤100 ≤200 ≤315 ≤350 ≤375 ≤400考顿钢全高(CEQ) ±24 ±21 ±19.8 ±18.7半高(CEB) ±11 ±9.8 ±9 ±8.6 不锈钢全高(CEQ) ±31 ±30 ±28 ±27.7 ±27.4 ±27半高(CEB) ±14.5 ±13.6 ±13 ±12.8 ±12.6 ±12.4 说明：（1）产品作50％预拉伸后，轴向补偿量±24、±11……相当于可以单方向压缩48、22……；（2）如介质温度〉400℃，请与我公司联系，进行特殊设计。
热力管线补偿器的计算
热力管线补偿器的计算热力管线补偿器是工业生产中常用的管道连接件，主要用于补偿管道中由于温度变化引起的热胀冷缩应力，以保证管道的正常运行。
本文将从热胀冷缩的基本原理、补偿器的种类和结构特点以及补偿器的计算方法等方面进行详细阐述。
一、热胀冷缩的基本原理热胀冷缩是指物体在温度变化时因热量的增加和减少而导致体积的变化。
对于管道来说，当管道在工作温度下受热胀冷缩引起的应力超过一定限制时，就会产生管道的变形和破裂等严重后果。
因此，为了保证管道的正常运行，必须采取一定的措施，如采用热力管线补偿器来吸收管道的热胀冷缩应力。
二、热力管线补偿器的种类和结构特点热力管线补偿器根据其结构形式可以分为固定式补偿器、游动式补偿器和活动式补偿器三大类，其中又有多种不同的型号。
这些不同类型的补偿器在结构上略有差异，但其共同特点是能够在管道受到热胀冷缩作用时保持一定的相对位移，以吸收管道的应力。
固定式补偿器主要由支座、托座、伸缩节等组成。
它通过固定管道的一端，使另一端能够在一定范围内自由伸缩，以吸收管道的热胀冷缩应力。
游动式补偿器是通过管道各部分的游动连接实现补偿效果的。
它具有较强的自适应能力，能够根据管道的变形情况自动调整自身的形状，以保证管道的正常运行。
活动式补偿器则是通过活动的波纹管、金属软管等实现补偿效果的。
它具有良好的柔性和弹性，能够在管道受到热胀冷缩应力时自由伸缩，有效减少管道的应力。
三、热力管线补偿器的计算方法1.管道的补偿量计算管道的补偿量计算一般根据管道的材质、长度、温度变化和管道支承方式等要素进行综合考虑。
具体计算方法可参考以下公式：△L=α×L×△T其中，△L表示管道的补偿量，α为管道材料的线膨胀系数，L为管道长度，△T为管道工作温度变化量。
2.补偿器的选择计算补偿器的选择计算主要根据管道的补偿量、管道支承方式和环境条件等因素进行综合考虑。
一般需要计算和确定补偿器的安装位置和型号，以保证补偿器的有效工作。
L型和方形补偿器补偿器力学计算
L型和方形补偿器补偿器力学计算补偿器在机械设计中扮演着非常重要的角色，它能够有效地补偿由于温度变化、机械变形等原因引起的线性和角度误差。
其中，L型和方形补偿器是常用的两种类型，下面将分别对它们的力学计算进行详细介绍。
L型补偿器由两段不等长度的杆件组成，形成"L"字形。
其中，较长的杆件称为主杆件，较短的杆件称为从杆件。
在实际应用中，主杆件一般固定不动，而从杆件用于补偿线性误差。
下面将详细介绍L型补偿器的力学计算方法。
1.1补偿量计算L型补偿器的补偿量可以通过以下公式计算：ΔL=α*L*ΔT其中，ΔL表示补偿量，α表示材料的线膨胀系数，L表示从杆件的长度，ΔT表示温度变化。
1.2力的计算L型补偿器在工作过程中需要承受一定的力。
其中，主要包括补偿力和应力。
补偿力可以通过以下公式计算：F=ΔL*k其中，F表示补偿力，ΔL表示补偿量，k表示补偿器的刚度系数。
应力可以通过以下公式计算：σ=F/A其中，σ表示应力，F表示补偿力，A表示补偿器的截面积。
方形补偿器由两段等长度的杆件和两个连接杆件组成，形成"口"字形。
其中，连接杆件可自由伸缩，用于补偿角度误差。
下面将详细介绍方形补偿器的力学计算方法。
2.1补偿角度计算方形补偿器的补偿角度可以通过以下公式计算：Δθ=α*L*ΔT/L1其中，Δθ表示补偿角度，α表示材料的线膨胀系数，L表示杆件的长度，ΔT表示温度变化，L1表示连接杆件的长度。
2.2力的计算方形补偿器在工作过程中需要承受一定的力。
其中，主要包括补偿力和应力。
补偿力可以通过以下公式计算：F=Δθ*k其中，F表示补偿力，Δθ表示补偿角度，k表示补偿器的刚度系数。
应力可以通过以下公式计算：σ=F/A其中，σ表示应力，F表示补偿力，A表示补偿器的截面积。
总结：L型和方形补偿器在力学计算方面有许多相似之处，都需要考虑补偿量、补偿力和应力。
只是在补偿的形式上有所不同，L型补偿器主要用于补偿线性误差，方形补偿器主要用于补偿角度误差。
波纹补偿器相关计算公式
波纹补偿器相关计算公式波纹补偿器习惯上也被称为称为膨胀节、伸缩节，其补偿能力源于波纹管的弹性变形，包括拉伸、压缩、弯曲及组合变形这几种状态。
安装环境不同，波纹管补偿器发生的变化也不同。
因此在选择波纹补偿器时，是需要依据相关公式进行计算的。
波纹管补偿器的相关计算公式：1.热力管道的热伸长量通常按下式计算：Δx=α(t1-t2)L其中：Δx ——管道的热伸长量，mm;α——钢管的线膨胀系数，mm/(m ℃)；t1 ——管内介质温度，℃，管内介质指蒸汽、热水、过热水等；t2 ——管道安装时的温度,℃；L ——管道计算长度，m。
2.安装轴向型补偿器的管道轴向推力F，按下式计算：Fx=Fp+Fm+Fs式中：Fp——内压力产生的推力；FS——波纹管补偿的弹性反力；Fm——管道活动支架的摩擦力。
计算固定支架推力时，应按管道的具体敷设方式，参考上述公式按支架两侧管道推力的合力计算。
3.管道应力验算补偿器在内压作用下的失稳包括两种情况，即平面失稳和轴向柱状失稳。
（1）平面失稳：表现为一个或几个波纹的平面相对于波纹管轴线发生转动而倾斜，但其波平面的圆心基本在波纹管的轴线上。
这是由于内压产生的子午向弯曲应力和周向薄膜应力的合力超过材料屈服强度，局部出现塑性变形所致。
（2）柱失稳：波纹管的波纹连续地横向偏移，使波纹管偏移后的实际轴线成弧形或S 形（在多波情况下呈S形）。
这种情况多数是因为波纹数太多，波纹管有效长度L跟内径d 之比（L/d）太大造成的。
为避免失稳情况发生，对管道应进行应力验算。
客户在购买波纹补偿器时，需要详细说明补偿器的安装地点及管道的相关信息，协助技术人员进行计算，以挑选出最合适的设备。
亚太拥有具备充足经验的生产队伍，专业的技术人员，相信定能为客户提供最合适的产品。
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。
补偿器的选用及工程设计要求【全网推荐】
补偿器的选用及工程设计要求[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!【学员问题】补偿器的选用及工程设计要求？【解答】1.1管道最大安装长度计算有补偿直埋的管道应在二处高固定点，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/c㎡内压力所产生的环向应力的综合影响。
1.2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 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/c㎡A5-B5膨胀节的有效面积，c㎡；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/c㎡；A4-B4膨胀节的有效面积，c㎡.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。
采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算
采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算1、固定支架及热补偿的重要性在暖通空调设计中，固定支架是一个不可避免的技术节点。
特别是在北方冬季的热水采暖管道、冬季空调冷冻水供回水管道以及生活热水管道中，管道在“热胀冷缩”的情况下必然产生巨大的自然推力。
如果不按照预先的设计方案来泄掉这部分巨大的自然推力，其产生的后果将是毁灭性的。
例如，前段时间某商业广场项目地库车位上方的热水管道瞬间脱离，管道支吊架等根本支撑不住瞬间的巨大推力。
许多非专业人员基本都会认为是施工技术差，或者认为施工方偷工减料，其实首先应该检查的是热水系统管道是否做了冷热补偿和合理的固定支架。
2、补偿器的分类在大面积的地库平面图中，如何做热水管道冷热补偿和合理的固定支架是有规律和技巧的。
但这些规律和技巧对于刚刚入职设计院的暖通设计师来说根本不掌握，或者说根本引起不了设计人员的注意。
在“三边工程”盛行的今天，出事的概率是非常高的。
首先，热水管道的托架和吊架跟固定支架并非一个意思。
只有把管道固定不动的吊架才叫“固定支架”，而普通支吊架是允许管道在其内顺着管道敷设方向自由移动的。
因为热膨胀产生多余的管道长度必须在此处让其释放、延申，吸收此多余长度的管件就是“补偿器”。
所以采暖系统中必须设置固定支架限定其只向一个预想的方向延申，而设置固定支架就必须配合使用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。
在本文中，我们首推“自然补偿器”。
管道的自然补偿是利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长。
自然补偿常用的有L形补偿器、Z字形补偿器及“几”字型补偿器。
与自然补偿相对应的是人工补偿器，常用的人工补偿器有波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器、方形补偿器及填料式补偿器等。
自然补偿器相对于人工补偿器来说优点颇多，比如减少初投资、节省施工工期、系统安全不漏水以及补偿能力不会随着时间的推移而打折扣等。
当供回水系统为大口径管道时，人工煨弯也存在一定难度。
3、自然补偿器的设计步骤自然补偿器的设计步骤主要包括以下几个方面：1）确定管道的自由长度，即管道在不受限制的情况下，由于热胀冷缩而产生的长度变化。
波纹补偿器型号大全-全参数选用及公式计算
轴向型内压式波纹补偿器(HZN)补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。
补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。
该类补偿器结构简单，价格低，因而优先选用。
用途：轴向型内压式波纹补偿器(轴向型波纹补偿器)主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它补偿角位移。
型号：DN32-DN8000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa连接方式：1、法兰连接 2、接管连接产品轴向补偿量：18mm-400mm一、型号示例举例：0.6TNY500TF表示：公称通径为Φ500，工作压力为0.6MPa，(6kg/cm2)波数为4个，带导流筒，碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。
二、使用说明：轴向型波纹补偿器主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它来补偿角位移。
三、内压式波纹补偿器对支座作用力的计算：内压推力：F=100·P·A 轴向弹力：Fx=Kx·（f·X）横向弹力：Fy=Ky·Y 弯矩：My=Fy·L弯矩：Mθ=Kθ·θ合成弯矩：M=My+Mθ式中：Kx：轴向刚度N/mm X：轴向实际位移量mmKy：横向刚度N/mm Y：横向实际位移量mmKθ：角向刚度N·m/度θ：角向实际位移量度P：工作压力MPa A：波纹管有效面积cm2(查样本)L：补偿器中点至支座的距离m四、应用举例：某碳钢管道，公称通径500mm，工作压力0.6MPa，介质温度300°C，环境最低温度-10°C，补偿器安装温度20°C，根据管道布局（如图），需安装一内压式波纹补偿器，用以补偿轴向位移X=32mm，横向位移Y=2.8mm，角向位移θ=1.8度，已知L=4m，补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑，试计算支座A的受力。
补偿器的计算
补偿器的计算解释：补偿管线因温度变化而伸长或缩短的配件，热力管线上所利用的主要有波形补偿器和波纹管两种。
一. 补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。
由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。
属于一种补偿元件。
利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。
也可用于降噪减振。
在现代工业中用途广泛。
二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。
补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。
3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。
4.吸收地震、地陷对管道的变形量。
三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。
主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。
推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N），A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2），P-此管段管道最高压力（MPa）。
轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量△X=0）时，f=1/2，否则f=1。
管道除上述部位外，可设置中间固定管架。
中间固定管架可不考虑压力推力的作用。
2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。
3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。
补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp 管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm），X0-补偿额定位移量（mm）。
补偿器的选择
50
公司名称信息
15
4、方型补偿器
补偿能力为100mm 100mm的方型补偿器相关参数 表3 补偿能力为100mm的方型补偿器相关参数
补偿 能力 △L (mm)
型 号
1 2 3 4
公称直径（mm）
25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 外伸臂长H＝A+2R 910 1070 1250 1600 980 1170 1360 1700 1050 1240 1430 1780 1100 1250 1450 1700 1200 1330 1470 1710 1270 1400 1500 1720 1400 1530 1600 1730 1590 1670 1750 1840 1730 1830 1830 1980 2050 2100 2100 2190 －－ 2300 －－ －－
6∆tED l= 1000σ (1 + 1.2k )
式中
l－Z型补偿器的短臂长度(m）； 型补偿器的短臂长度(m）； (m △t－计算温差（ ℃ ） ； 计算温差（ E－弹性模数（MPa）； 弹性模数（MPa）； D－管道外径（mm）； 管道外径（mm）； σ－允许弯曲应力（MPa）； 允许弯曲应力（MPa）； k= L1/ L2
公司名称信息
7
2、定义与公式
表1
管道材料
各种管材的线膨胀系数（ 各种管材的线膨胀系数（ m/m℃ ）
α 管道材料 α
普通钢 碳素钢 镍钢 镍铬钢 不锈钢
12.0× 12.0×10-6 11.7× 11.7×10-6 13.1× 13.1×10-6 11.7× 11.7×10-6 10.3× 10.3×10-6
公司名导向支架进行定位，一般推荐： 对直管式导向支架进行定位，一般推荐：使补偿器靠近一个固 定支架，使第一个导向支架与补偿器端面的间距不超过管径的4 定支架，使第一个导向支架与补偿器端面的间距不超过管径的4倍 L1≤4DN） 这种布设方式既可以使位移得到正确的导向， （L1≤4DN） 。这种布设方式既可以使位移得到正确的导向，又可以 使补偿器的两端得到适当的支承。 使补偿器的两端得到适当的支承。第二个导向支架与第一个导向支架 的间距不得超过管径的14倍（L2≤14DN）。其它导向支架的最大间距 的间距不得超过管径的14倍 L2≤14DN）。其它导向支架的最大间距 14 ）。 可按公式计算，也可按燃规上的规定执行。如下图所示： 可按公式计算，也可按燃规上的规定执行。如下图所示：
补偿器计算
热伸长量
△X(mm)管材的线膨胀系数α(mm/m.k)管道的计算长度L(m)输送介质温度t2(℃)管道安装时温度
t1(℃)
蒸汽表压(KPa)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。
2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。
3、管道的热伸长量 △X=αL（t2-t1）
△X---管道的热伸长量(mm)
α ---管材的线胀系数(mm/m.k)
L ---计算管道长度 (m)
t2 ---输送热媒的温度 ℃
t1 ---管道安装时的温度 ℃
一般取-5℃,管道在地下室或室内时取-0℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。
4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤20m时，可在立管中间设固定卡。
固定卡以下长度>10m时的立管管连接，弯头宜采用热煨制作。
5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6倍。
6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。
卡。
固定卡以下长度>10m时的立管，应以三个弯头与干。
波纹补偿器型号大全-参数选用及公式计算
轴向型内压式波纹补偿器(HZN)补偿器由一个波纹管和两个端接管构成, 端接管或直接与管道焊接, 或焊上法兰再与管道法兰连接。
补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用, 它不是承力件。
该类补偿器结构简单, 价格低, 因而优先选用。
用途：轴向型内压式波纹补偿器(轴向型波纹补偿器)主要用于补偿轴向位移, 也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移, 具有补偿角位移的能力, 但一般不应用它补偿角位移。
型号：DN32-DN8000, 压力级别0.1Mpa-2.5Mpa连接方式：1、法兰连接2、接管连接产品轴向补偿量：18mm-400mm补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。
补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。
该类补偿器结构简单，价格低，因而优先选用。
用途: 轴向型内压式波纹补偿器(轴向型波纹补偿器)主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它补偿角位移。
型号: DN32-DN8000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa连接方式: 1、法兰连接2、接管连接产品轴向补偿量: 18mm-400mm补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。
补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。
该类补偿器结构简单，价格低，因而优先选用。
用途：轴向型内压式波纹补偿器(轴向型波纹补偿器)主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它补偿角位移。
型号：DN32-DN8000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa连接方式：1.法兰连接2、接管连接产品轴向补偿量：18mm-400mm补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。
补偿器选型说明书
一、适用范围本选型说明书，适用于我公司自行研制开发的第三代产品双向套筒补偿器、单向套筒补偿器、万向球式补偿器在供热管网中的应用，确定了产品的分类、型号、性能特点、选型计算、安装及注意事项等。
套筒补偿器是流体管道的一种新型热补偿装置，可满足管网敷设各种形式（架空、地沟、直埋）的要求。
二、主要规格公称直径：DN65～DN1200mm设计温度：150ºC设计压力：≤2.5Mpa补偿量：50～400mm角位移：±15°设计寿命：15～20年三、双向套筒补偿器○1型号LMRB 500—1.6 / 120轴向补偿量设计压力公称直径产品型号○2产品示意图双向套筒补偿器外形图○3性能及特点（1）双向性双向补偿，双向导流，可适用于循环管网。
（2）直埋免维护，减少费用与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。
（3）双向套筒补偿器不适用地下水位较高的地理环境。
（4）安全性高采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。
（5）无约束、降低工程造价外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。
（6）方便施工、提高效率安装时双向套筒补偿器（图1），位于两固定支架中间位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。
补偿器可不受施工条件的限制，对于特殊环境下，如施工中遇到电缆线、煤气管线等不可动障碍时，可临时调整补偿器的安装位置，使L≠L而不影响使用，为管网施工提供了极大的方便。
（图1）四、单向套筒补偿器○1型号LMDB 800—1.6 / 200轴向补偿量设计压力公称直径产品型号○2产品示意图单向套筒补偿器外形图○3性能及特点（1）双向导流。
（2）直埋免维护，减少费用与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。
（3）安全性高采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。
L型和方形补偿器补偿器计算
L型和方形补偿器补偿器计算L型补偿器和方形补偿器在结构上有一些区别。
L型补偿器通常是由两个不同长度的臂构成的，其中一个臂较长，另一个较短。
这两个臂的连接点处形成了一个90度的角。
方形补偿器则是由四条边构成的正方形或矩形形状。
补偿器的设计是基于热膨胀的原理。
当管道或电缆在使用过程中受到热膨胀时，补偿器可以沿着轴向移动，从而补偿由于热膨胀引起的长度变化。
这种移动可以减少或消除热膨胀产生的应力和位移。
在计算L型和方形补偿器的补偿量时，我们需要考虑几个因素。
首先是管道或电缆的长度变化。
这取决于管道或电缆的材料热膨胀系数和温度变化范围。
其次是补偿器的长度和形状。
补偿器的长度和形状决定了其可以提供的最大位移范围。
最后是补偿器的材料和弹性模量。
补偿器的材料和弹性模量会影响其承载能力和弹性恢复能力。
计算L型和方形补偿器的补偿量可以通过以下步骤进行：1.确定管道或电缆的热膨胀系数。
热膨胀系数可以根据材料的特性和温度范围进行确定。
根据热膨胀系数，可以计算出管道或电缆在温度变化时的长度变化量。
2.确定补偿器的长度和形状。
补偿器的长度和形状决定了其可以提供的位移范围。
一般来说，补偿器的长度越长，位移范围越大。
3.确定补偿器的材料和弹性模量。
补偿器的材料和弹性模量会影响其承载能力和弹性恢复能力。
这可以通过选择适当的材料和弹性模量来满足设计要求。
4.根据以上参数计算补偿器的补偿量。
补偿量可以通过补偿器位移量与管道或电缆长度变化量之间的关系来计算。
需要注意的是，计算补偿器的补偿量只是其中之一的设计考虑因素。
在实际应用中，还需要考虑许多其他因素，如补偿器的安装方式、受力分析、使用寿命等。
这些因素需要根据具体的应用情况进行综合考虑。
综上所述，L型和方形补偿器是一种用于补偿电缆或管道热膨胀引起的位移和应力的装置。
计算补偿器的补偿量需要考虑管道或电缆的长度变化、补偿器的长度和形状、材料和弹性模量等因素。
但需要注意的是，设计补偿器时还需要考虑其他因素，如安装方式、受力分析、使用寿命等。
波纹补偿器在城镇供热管网设计中的选型及计算分析
技术66中国建筑金属结构1.概述波纹补偿器是由金属波纹管、短管和其他构件组成的具有补偿能力的补偿设备。
工作时，它利用波纹变形能够补偿管道的热变形、机械变形和吸收机械振动。
波纹补偿器具有结构紧凑、占地少、补偿能力大、安装方便、无结构性渗漏、不需维护保养等优点，同时不受工作介质、参数、工作环境和地形条件等限制，近年来在电力、石化、冶金、供热、水泥等行业被广泛应用。
2.波纹补偿器的分类波纹补偿器按波纹的形状分为“U”形、“Ω”、形“S”形、“V”形。
按波纹管材质分为不锈钢、碳钢和复合材料，供热管道中常采用不锈钢[1]。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型以及三者组合的位移形式。
轴向补偿器可吸收轴向位移，主要有普通轴向型、复式轴向型、内、外压型、轴向无约束型、压力平衡型、直埋外压型；横向型补偿器可吸收横向（径向）位移，主要有大拉杆横向型、铰链横向型和万向铰链型；角向型可吸收角向位移，主要有单向角向型和万向角向型。
按补偿位移方向的数量分为单侧补偿和双侧补偿，在热水直埋管道中常采用双侧波纹补偿器，吸收两个方向的膨胀位移。
按内压力是否抵消分为压力平衡型和不平衡型波纹补偿器。
按补偿器的横截面形状可分为圆形和方形（矩波纹补偿器在城镇供热管网设计中的选型及计算分析王婷婷 苏红乡【摘要】本文介绍了波纹补偿器的工作原理、特点及类型，重点分析了不同类型波纹补偿器在不同工艺管道布置条件下选型和设置的要求，并提出了相应的支吊架的受力计算方法，列举了实际的工程实例选型计算，可为同类工程设计提供一定的参考价值。
【关键词】波纹补偿器；供热管网；应力分析；典型管段形）波纹补偿器，方形补偿器主要用于低压场合，如锅炉鼓、引风管道中。
3.波纹补偿器的布置方式及支架受力分析3.1 布置方式波纹补偿器种类较多，能够满足管道设计中不同管系的补偿要求。
任何复杂的管段都可以用固定支架分割成若干个直管段和典型管段，如L 型、Z 型、U 型等。
（1） 轴向波纹补偿器，用于补偿管道的轴向变形，补偿量大，两固定支架间只能设一组补偿器，补偿器不受工作介质、使用环境的限制。
补偿器原理及计算
补偿器解释：补偿管线因温度变化而伸长或缩短的配件，热力管线上所利用的主要有波形补偿器和波纹管两种。
一. 补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。
由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。
属于一种补偿元件。
利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。
也可用于降噪减振。
在现代工业中用途广泛。
二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。
补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。
3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。
4.吸收地震、地陷对管道的变形量。
三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。
主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。
推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N），A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2），P-此管段管道最高压力（MPa）。
轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量△X=0）时，f=1/2，否则f=1。
管道除上述部位外，可设置中间固定管架。
中间固定管架可不考虑压力推力的作用。
2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。
3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。
补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp 管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm），X0-补偿额定位移量（mm）。
金属补偿器计算(大全)
补偿器按约束型式分类表波纹管型式及代号单式轴向型（DZ ）补偿器代号标记示例波数公称通径设计压力，1.6MPa （16kgf/2cm ） 接管焊接连接 无加强U 型波纹管 单式轴向型波纹管型式及代号补偿器端部连接型式及代号一、补偿量（x、y、ɑ）及刚度（Kx、Ky、Kɑ）的修正计算1、样本上所列的补偿量x0、y O、ɑ0，系疲劳寿命N=1000次（寿命安全系数为15），工作温度为20℃时，单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应补偿量。
当疲劳寿命N≠1000次时，可查图1曲线，修正得到轴向、横向及角向补偿量x、y、ɑ（当修正得到的ɑ＞ɑ0时，取ɑ=ɑ）例1：求N=3000次时，DZJH25-600×8，补偿器的x=?、y=?、ɑ=?解：查样本得x0=46、y=11.2 、ɑ=±4查图1，因产品代号中有J,故查带加强环的波纹管曲线，得fN=0.71,那么，x=fN ×x=0.71×46=32. 7 y=fN×y=0.71×11.=8 ɑ=fN×ɑ=0.71×4=±2.82、样本上所列的Kx0、Ky0、Kɑ0，系工作温度t=20℃时的轴向刚度、横向刚度及角向刚度。
当t≠20℃时，可查图2曲线，修正得到温度变更情况下的相应刚度例2：求t=350℃时，DZJH25-600×8补偿器的Kx、Ky、Kɑ?解：查样本得Kx0=2557、Ky0=7361、Kɑ0=2467，查图2曲线得fk=0.88那么Kx=fk ×Kx0=0.88×2557=2250 Ky=fk×Ky0=0.88×7361=6478Kɑ=fk×Kɑx0=0.88×2467=2171二、补偿量的选用范围通用补偿器可以单独用作轴向补偿或横向补偿，这两种情况应分别满足X1≤X, Y1≤Y通用补偿器不宜单独用作角向补偿，但可兼作角向补偿，即在轴向、横向、角向三种补偿中，允许同时存在任意两种或三种补偿。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
补偿器分析本文讨论降压式Buck DC‐DC 补偿器的选择和参数计算。
1. Type II 补偿器Type II 补偿器如图 1所示：U i (s)U o (s)图 1 Type II 补偿器其传递函数为：()()()()+==-⎛⎫++ ⎪+⎝⎭21122121121.1o c i sR C U s G s C C U s sR C C sR C C(1)在设计的时候，一般>>12C C ，公式(1)可以简化为：()()+≈-+2122111.1c sR C G s sR C sR C(2)传递函数的零点为ω=211z R C ；极点为原点和ω=221p R C 。
Type II 补偿器的波特如图 2所示，当频率在ωz – ωp 之间，幅度增益近似于常数2120log R R ⎛⎫⎪⎝⎭，最大角度提升(PhaseBoost)为90o 。
图 2 Type II 补偿器波特图如果将穿越频率ωc 设定为对数坐标中的中点，即ωωω+=log log log 2z pc ，可得：ω=c(3)定义K 因子(K‐Factor)为：=K (4)由(3)和(4)，零极点ωz 、ωc 可写成：ωωωω⎧=⎪⎨⎪=⎩.c z p c K K (5)当ωω=c 时，补偿器有的相位为：()ϕω--=--111tan tan 90.o c c j K K(6)Type II 补偿器的最小相位为‐90o 。
定义相位提升(phase boost)θBoost 为：()θϕω--=--=-11190tan tan .o Boost c c j K K(7)由于存在着这样的反三角函数关系：--+=111tan tan 90.o K K(8)由(7)和(8)，可得：tan .452o Boost K θ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(9)相位裕量为ϕm ，开环传递函数的相位为()vd c j ϕω，那么Boost θ为：()90.o Boost vd c m j θϕωϕ=--+(10)2. Type III 补偿器Type III 补偿器如图 3所示：U i U o (s)图 3 Type III 补偿器其传递函数为：()()()()()()()()21123122121331211.11o c i sR C s RR C U s G s C C U s sR C C sR sR C C C +++==-⎛⎫+++ ⎪+⎝⎭(11)在设计的时候，一般>>12C C 。
公式(1)可以简化为：()()()()()()2112311223311.11csR C s R R C G s sR C sR C sR C +++=++ (12)传递函数的零点为1211z R C ω≈，()21231z R R C ω=+；极点为原点，1221p R C ω=，2331p R C ω=。
Type III 补偿器的波特如图 4所示，当频率在ωz1 – ωz2之间，幅度增益近似于常数2120log R R ⎛⎫⎪⎝⎭；当频率在ωp1 – ωp2之间，幅度增益近似于常数132320log R R R R ⎛⎫+ ⎪⎝⎭，最大角度提升(Phase Boost)为180o 。
ω(rad/s)ω(rad/s)Gain(dB)Phase20log(R 2/R 1‐9090o20log(R 2/R 3图 4 Type III 补偿器波特图为了进一步简化Type III 设计，我们设定两个原（极）点频率相隔很近，即：12z z z ωωω≈=，12p p p ωωω≈=。
在这种假定下，Type III 补偿器的近似波特图为：Gain(dB)Phase20log(R 2/R 1‐90o90o20log(R 2/R 3图 5 Type III 补偿器简化波特图类似的，将穿越频率ωc 设定为对数坐标中的中点，即ωωω+=log log log 2z pc ，可得：ω=c(13)定义K 因子(K‐Factor)为：.pzK ωω=(14)由(13)和(14)，零极点ωz 、ωp 可写成：.zpc ωω⎧=⎪⎨⎪=⎩ (15)当ωω=c 时，补偿器有的相位为：()112tan 2tan 90.o c c j ϕω--=-- (16)相位提升(phase boost)θBoost 为：()11902tan 2tan o Boost c c j θϕω--=--=- (17)由(17)和(8)，可得：2tan .454o BoostK θ⎛⎫=+⎪⎝⎭(18)Type III 补偿器在ωc 处的幅度增益为：121.c c G R C ω=(19)同理，Boost θ为：()90.o Boost vd c m j θϕωϕ=--+(20)3. 如何选择补偿器i.确定开环传递函数补偿器的选择由需要控制的对象决定，这里以Buck 为例：+-V in +-v o图 6 Buck DC ‐DC 电路其小信号传递函数为：()()()()()+==⎡⎤+++++++⎣⎦22221211.in o o vd o o o o sCr V R V s G s d R r R r R r s R r C L Cr s LC (21)假设1O R r 、2O R r ，可将(21)简化为：()()22121.1in vd o sCr V G s L r C r C s s LC R +≈⎡⎤++++⎢⎥⎣⎦(22)显然，Buck 传递函数有一个由输出电容和其等效串联电阻ESR 决定的零点ωvd_z ：_21.vd z Cr ω=(23)将s j ω=代入(22)的分母，()()()2_1_12__2112.vd p vd p vd p vd p oL G j j r r C R u j u ωωωωωωως⎡⎤⎛⎫⎡⎤⎢⎥=-+++ ⎪⎢⎥⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦=-+ (24)其中_vd p ω=。
(24)的幅度和相位分别为： ()()()()24210120log 10log 12.40log 1u G j u u u u ωςς⎧⎡⎤=-+=⎨⎣⎦⎩ (25)()112012tan .18011G o u u j u u ςϕω-⎧==⎨--⎩ (26)一般来说，__vd p vd z ωω<，则Buck 传递函数的波特图为：ω(rad/s)ω(rad/s)Gain(dB)Phase20log(V in ‐180o‐90o图 7 Buck 传递函数的波特图ii. 确定穿越频率ωc穿越频率越高，系统的响应速度越快，但是对开关噪声的衰减降低。
同时根据奈奎斯特采样定理，穿越频率ωc 必须小于开关频率ωs 的一半。
在实际设计中ωc 一般取ωs 的1/5到1/10。
iii.系统稳定条件闭环传递函数在ωc 的幅度增益为0dB ，斜率为‐20dB/dec 。
相位裕量至少45o 以上。
iv.不同条件下的补偿器选择条件A ：__2vd p vd z c s ωωωω<<<如图 7所示，Buck 传递函数在ωc 附近的幅度斜率为‐20dB/dec 。
为了让闭环传递函数的幅度斜率为‐20dB/dec ，补偿器的幅度斜率应当为0。
由图 2所示，可以采用Type II 补偿器。
条件B ：__vd p c vd z s ωωωω<<<如图 7所示，Buck 传递函数在ωc 附近的幅度斜率为‐40dB/dec 。
为了让闭环传递函数的幅度斜率为‐20dB/dec ，补偿器的幅度斜率应当为+20dB/dec 。
由图 5所示，可以采用Type III 补偿器。
条件C ：__vd p c vd z s ωωωω<<< 同条件B ，应当选用Type III 补偿器。
4. 控制电路设计流程i.确定穿越频率ωc理论上，穿越频率ωc 应小于Buck 开关频率ωs 的一半。
实际应用中，ωω<5c s 。
ii. 求解开环传递函数在穿越频率处的幅度增益()ω20log vd c G j 和相位()vd c j ϕω。
iii.确定补偿器增益补偿器的增益应为()()-20log 20log vd c PWM G j V ω+。
其中V PWM 为PWM 的最大振幅。
iv.确定开环传递函数相位裕量一般将相位裕量ϕm 至少设置为45o 。
v.计算K 值根据(9)和(10)，或者(18)和(20)，计算K 值 vi.计算电阻、电容值如果先确定一个电阻值，比如R 1，那么其他参数也可以确定了。