热力管线补偿器的计算
采暖管道热补偿计算
采暖立管热补偿计算
热补偿是指补偿供热管道被加热引起的受热伸长量，从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力。
主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。
热力网管道的热补偿设计，应考虑如下各点：
（1）充分利用管道的转角等进行自然补偿。
（2）采用弯管补偿器或轴向波纹管补偿器时，应考虑安装时的冷紧。
（3）采用套筒补偿器时，应计算各种安装温度下的安装长度，保证管道在可能出现的最高和最低温度下，补偿器留有不小于20mm的补偿余量。
（4）采用波纹管轴向补偿器时，管道上安装防止波纹管失稳的导向支座，当采用套筒补偿器、球形补偿器、铰接波纹补偿器，补偿管段过长时，亦应在适当地点设导向支座。
（5）采用球形补偿器、铰接波纹补偿器，且补偿管段较长时，宜采取减小管道摩擦力的措施。
（6）当一条管道直接敷设于另一条管道上时，应考虑两管道在最不利运行状态下热位移不同的影响。
（7）直埋敷设管道，宜采用无补偿敷设方式。
计算方式:
1、高区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
中间分两段，两个固定支架间距离为24米，则热补偿量为：
ΔL=0.012∗24∗(50−0)=14.4
选用波纹补偿器，补偿量为14.4m。
2、低区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算
角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算热能动力工程所杜西普摘要现有的产品手册或设计手册中均没有精确计算角向型补偿器热补偿时的变形，属于空白。
本文介绍了角向型补偿器热补偿的各种应用实例，并对各种应用的变形进行详细的图解计算。
本文对热力管道热膨胀量的计算具有工具手册的功能关键词角向型波纹管补偿器、热胀、热补偿、图解法、精确计算一、热力管道补偿器的种类1．自然补偿：利用管道的自然转弯。
2．门形补偿器：人为地设置方形转弯。
是自然补偿的补充。
3．套筒式补偿器：像活塞一样。
只进行轴向补偿。
4．波纹管补偿器：利用波纹管，实现轴向和角向位移。
5．旋转式补偿器：利用盘根密封，实现管道扭转，进行补偿。
6．球型补偿器：和波纹管角向补偿器一样，实现角向位移。
二、各种补偿器的优缺点1．自然补偿：顺其自然，工作可靠，工作压力和温度范围最宽。
但必须有现成的地形或平面位置，能使管道有较多的转弯，满足热补偿的要求。
2．方形补偿器：类似自然补偿，人为地增加方形转弯，以弥补自然补偿器弯头数量的不足。
优点也是不受工作压力和温度的限制，缺点：流体阻力大，占地面积多，管道支架多，不美观，投资较大。
用于自然补偿不能满足热补偿要求时而采用的“自然补偿”。
对于压力超过4.0MPa的场合，几乎没其他产品可以替代。
3．套筒补偿器：也能够承受较高的压力和温度，补偿量大，安装方便。
缺点：容易泄漏，检修频繁、推力大。
不能用于对流体纯度要求高的场合。
4．波纹管补偿器：种类较多，分为轴向型（内压和外压或有推力和无推力或架空型直埋型。
）、角向型（平面和复式）、和横向型（平面和复式）。
应用广，无泄漏，可靠性较好，但运行温度和压力有限制，温度，400度，压力不超过4.0MPa。
角向型通过组合（2到3个），可以满足大位移量和产生小的推力，应用前景光明。
本次重点讲述。
5．旋转式补偿器：最近推出的新产品，通过2个组合和管道转弯实现热补偿。
补偿量大，推力小，最高温度可达到485度，压力可达5.0MPa。
热力管线补偿器的计算
热力管线补偿器的计算 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】2010-12-0616:401 、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。
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。
正确计算方形补偿器安装冷拉值的公式
管 道 的 补 偿 ，就 是 合 理 确 定 固 定 支 架 的 位 置 ，使 管 道 在 两 固定 支 架 间进 行 有 控 制 的伸 长 与 缩 短 ， 以便 通 过 补 偿 器 和 管 道 本 身 的 弯 曲部 分进 行 长度 补 偿 。这 里 的 固定 支 架 具 有 象 征 意 义 ，不 单 指 固 定 支架 ，凡 是 对 管 道 的伸 长 或 缩 短起 抑 制 作 用 的抑 制 点均 可 视 作 固定 支 架 ，如 管 道 相 连 塔
作者 简介 ： 秦小刚 （９４ １７一）， 甘肃镇原 ， 男， 人
程 师・长期从 事炼 油生产工艺和技术管理 工作 。
２管道补偿
第８ 期
秦小 刚等
正确计算方形补偿器 安装冷拉值 的公式
一 ９一 ３
低 、最 高设计温度 时的垂直 臂与 自然状态 下的垂
。
法的弊端，并得 出正确的计算方法 。
动 补偿 。 自动补 偿 的优 点是 简 单 、可 靠 ，无 需 另 外 添 加 补 偿 装 置 ，缺 点 是管 道 变 形 时 会 产 生 横 向 位移 ，且补偿 的管段 不宜 超过２ ，２ｍ。当 自动 补 ０ ，５ ￣ 偿 不 能 满 足 要 求 时 ，要 考 虑 补 偿 器 补 偿 。常 用 的 有 方 形 补 偿 器 、 Ｑ形 补 偿 器 、填 料 式 补 偿 器 、波 形 补偿 器 。庆 阳石化 公司 ６ 万 吨／ 催 化 重 整装 置 Ｏ 年 转 油 线 上 选 用 的是 一 个 方 形 补 偿 器 ， 在施 工 安 装 方 形 补 偿 器 过 程 中 ，对 方 形 补 偿 器 安 装冷 拉值 进 行 了详 细 计 算 ，成 功 地 安 装 了补 偿 器 ， 装 置 开工 后 ，方 形 补 偿 器 随装 置 的安 全 平 稳 运 行 使 用状 态 良好 。
热力管道的补偿类型和方法[最新]
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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。
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算随着工业技术的不断发展，热力管道系统已广泛应用于炼油、化工、食品、制药、电力等领域。
为了确保管道系统的安全运行，必须对热力管道固支架进行合理设计和计算。
本文将介绍平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算方法。
一、平衡式波纹补偿器的结构与作用原理平衡式波纹补偿器是一种用于热力管道补偿的新型产品，其主要结构包括两侧法兰、波纹衬垫、波纹外套管、平衡板和螺栓等组成。
当管道发生热胀冷缩时，平衡式波纹补偿器能够吸收热应力，使管道保持平衡状态。
二、热力管道固支架受力计算方法1. 确定受力情况首先需要确定管道的受力情况，包括水平力、垂直力和弯曲力等。
通常情况下，管道的水平力由泵、阀门和风压等因素引起，而垂直力则主要受管道自重和介质重量的影响。
2. 计算管道的应力值根据弹性力学原理和管材的力学性能参数，可以计算出热力管道在各种工况下的应力值。
然后根据应力值和管道的受力情况，就可以计算出管道固支架所受的力值。
3. 选择合适的波纹补偿器根据热力管道的特点和受力情况，选择合适的平衡式波纹补偿器。
在选择时，需考虑波纹补偿器的承载能力、刚度和柔性系数等因素。
4. 确定波纹补偿器的数量和位置根据管道的长度、直径和受力情况，确定波纹补偿器的数量和位置。
一般情况下，波纹补偿器布置在管道的弯曲或连接处，以达到补偿管道的热胀冷缩，保证管道的正常运行。
5. 设计固支架的尺寸和材料最后，在确定波纹补偿器的数量和位置后，需要设计固支架的尺寸和材料。
一般情况下，固支架的尺寸应具备承受波纹补偿器的力值和溶剂介质的耐腐蚀特性。
材料的选择应根据工作环境和力学性能的需求而定。
总之，平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算是一个综合性的问题。
需要综合考虑管道的受力情况、波纹补偿器的选择、布置和固支架的设计等因素，以达到保证管道系统的安全运行。
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算热力管道是城市集中供热系统中的重要组成部分，通常由多种材料组成，如钢铁、玻璃钢、塑料等。
在热力管道的安装和运行过程中，其受力情况是非常关键的，因为它关系到管道的安全性和运行稳定性。
平衡式波纹补偿器是热力管道中常用的一种支撑和补偿装置，其作用是在管道内部发生膨胀和收缩时，通过补偿器的弹性变形来降低管道应力，保护管道不受损坏。
在平衡式波纹补偿器的设计和使用中，其受力计算是非常重要的，因为它能够为管道的稳定性和安全性提供重要的保障。
平衡式波纹补偿器的受力计算主要涉及到固支架的设计和计算，因为固支架是支撑补偿器的主要结构。
在固支架的设计过程中，需要考虑多种因素，如管道直径、壁厚、介质流速、温度、压力等，以及补偿器的弹性变形特性等。
同时，还需要考虑固支架的材料选择、结构形式、制作工艺等因素，以确保固支架能够承受管道的工作负荷，并保证其稳定性和安全性。
在进行固支架的受力计算时，需要采用多种方法和工具，如有限元分析、力学计算、试验验证等。
同时，还需要进行多种参数的变化和分析，以确定最佳的固支架设计方案。
在设计和制造过程中，还需要严格遵守相关的标准和规范，如《热力管道设计规范》、《钢结构设计规范》等，以确保固支架的质量和安全性。
总之，平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算是热力管道设计和使用过程中非常重要的一环，它关系到管道的稳定性和安全性，
需要充分考虑多种因素和采用多种方法进行计算和分析，以确保固支架能够承受管道的工作负荷，并保证其稳定性和安全性。
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算平衡式波纹补偿器是一种常用于热力管道系统中的补偿装置，它主要用于解决由于温度变化引起的管道热胀冷缩问题。
而在热力管道系统中，固支架是起到固定管道位置的作用，也是承受管道重量和热胀冷缩力的重要部件之一。
因此，热力管道固支架的受力计算对于保证管道系统的安全运行至关重要。
在计算热力管道固支架的受力时，首先需要确定固支架所承受的力的来源。
一般来说，热力管道的受力主要包括重力荷载、管道内介质压力以及热胀冷缩力。
其中，重力荷载是由于管道自身的重量以及管道内介质的重量所引起的；管道内介质压力是由于介质流动所产生的力；而热胀冷缩力则是由于管道在温度变化过程中的热胀冷缩引起的。
热力管道固支架的受力计算需要根据具体情况进行，以下是一种常见的计算方法。
首先，确定管道的重量，包括管道本身的重量和介质的重量。
其次，根据管道的材质和尺寸，计算出管道在不同温度下的线膨胀系数。
然后，根据管道的工作温度范围，确定管道的热胀冷缩量。
最后，根据热胀冷缩量和线膨胀系数，计算出热胀冷缩力。
在计算热力管道固支架的受力时，还需要考虑到波纹补偿器的作用。
波纹补偿器是一种用于吸收管道热胀冷缩力的装置，它通过波纹的变形来补偿管道的热胀冷缩量，从而减小管道对固支架的力的影响。
因此，在计算热力管道固支架的受力时，需要将波纹补偿器的作用考虑在内。
为了确保热力管道固支架的受力计算的准确性和可靠性，需要根据实际情况进行现场测量和数据采集。
通过对管道的测量和数据采集，可以获取到管道的实际工作温度范围、管道的重量以及介质的压力等相关信息，从而为受力计算提供准确的数据基础。
热力管道固支架的受力计算是保证管道系统安全运行的重要环节。
在计算热力管道固支架的受力时，需要考虑到重力荷载、介质压力以及热胀冷缩力等因素，并结合波纹补偿器的作用进行计算。
通过准确的测量和数据采集，可以为受力计算提供准确的数据基础，从而保证热力管道系统的安全稳定运行。
热力管道的热膨胀及其补偿
热力管道的热膨胀及其补偿摘要：热力管道输送的介质温度很高，投入运行后，将引起管道的热膨胀，使管壁内或某些焊缝上产生巨大的应力，如果此应力超过了管材或焊缝的强度极限，就会使管道造成破坏。
本文就热力管道的热膨胀、热应力、轴向推力的理论分析计算，针对各种补偿器的选用原则和安装要点进行了简述。
关键词：热力管道热膨胀热应力热补偿补偿器预拉伸1 管道的热膨胀及热应力计算1.1 管道的热膨胀计算管段的热膨胀量按下式计算：ΔL=ɑ.L.Δt=2.L.(t2-t1)式中：ΔL——管段的热膨胀量（mm）；ɑ——管材的线膨胀系数，即温度每升高1℃每米管子的膨胀量（mm/m.℃）；L——管段长度（m）；Δt——计算温差，即管道受热时所升高的温度，它等于管道输送介质的最高工作温度t2与管道安装时的环境温度t1之差（℃）。
对于一般碳钢管ɑ=12×10-4mm/m.℃，则ΔL=0.012.L.Δt。
在施工中，为了迅速估算碳钢管道的热膨胀量，可按每米管道在升温100℃时，其膨胀量为1.2mm计算。
1.2 管道的热应力计算管道受热时所产生的应力的大小可按下式计算：σ=E. ε= E. = ■ E. ■ =E.ɑ.Δt式中：σ——管道受热时所产生的应力（kg/cm2）；E——管材的弹性模量（kg/cm2）；ε——管道的相对变形量，它等于管道的热膨胀量ΔL（mm）与管道原长L（m）之比，即ε=■常用钢材的弹性模量E=2×10-6（kg/cm2），一般碳钢管的线膨胀系数ɑ=12×10-6（mm/m.℃），则热应力的计算公式可简化为σ=2×106×12×10-6×Δt=24.Δt（kg/cm2）。
利用此式，可以很容易地计算出钢管道热膨胀受到限制时产生的热应力。
由此可见，管道受热时所产生的应力的大小，与管子直径及管壁厚度无关。
它是由管子材料的弹性模量、线膨胀系数和管道受热时所升高的温度来决定的。
浅析热力管道中补偿器的应用
浅析热力管道中补偿器的应用p1、管道热补偿必要性分析管道的热补偿是为了防止管道因温度升高引起热伸长产生应力而遭到破坏所采取的措施。
在管道设计中，应充分利用管道的自然补偿，当利用管段的自然补偿不能满足要求时，应设置补偿器，以保证系统有足够的伸缩余量，减少管道产生的热应力。
1.1 热力管道膨胀长度分析热力管道投入运行后，常因温度升高而引起热膨胀。
管道热膨胀长度可用如下公式计算：△L=a△t L式中：△L———管道膨胀长度（mm）；a———管材的线膨胀系数（mm/m·℃），一般钢管道取a=0.012mm/m·℃；△t ———管道工作温度与安装时温度之差（℃）；L———需补偿管道长度（m），即所需补偿管道固定支架间的距离；1.2 热膨胀应力分析在未考虑热补偿的状态下，如同将受热膨胀的管道两端固定，限制其自由膨胀伸缩，这时受热管道内将产生很大的热膨胀应力，依据虎克定律，热膨胀应力计算公式如下：σ=εE （kg/cm2）式中：σ———热膨胀应力；ε———相对压缩量，ε=△L/L；E———钢材的弹性模数，常用钢材的弹性模数为2×106。
上式表明，热膨胀应力的大小与相对压缩量和弹性模数成正比，而与管道的长度无关。
将管道热膨胀长度计算公式△L=a△tL代入，上式变为：σ=Ea△t （kg/cm2）对于常用的钢管，其线膨胀系数通常取12×10-6，弹性模数常取2×106，热膨胀应力公式可简化为：σ=24△t kg/cm2。
此公式更方便计算钢管道热膨胀受到限制时产生的热胀应力。
以常用的热力管道Φ219×8为例，当工作介质温度为100℃，安装时的温度为20℃时，则：热膨胀应力σ=24△t=24×（100-20）=1920kg/cm2截面积A=π[（D/2）2-（d/2）2]=3.142×[（21.9/2）2-（20.3/2）2]=53cm2则管道产生的轴向推力为F=Aσ=1920×53=101760kg。
阐述管道方形补偿器的计算与安装方法
阐述管道方形补偿器的计算与安装方法热力管道常因管道内介质的温度与安装时环境温度的差异而产生伸缩。
而且因为热力管道本身工作温度的高低，也会促使管道的伸缩变形。
为了促使温度变形的释放和温度应力的消除，保证热力管道的可靠运行，必须根据热力管道的热伸长量及应力的计算合理地布置补偿装置或补偿器。
热力管道常用的补偿方式有两种：自然补偿装置和补偿器。
管道系统中弯曲部件的转角不大于150度时均可做为自然补偿装置，其特点是简单可靠。
下面就方形补偿器的计算和应用分别予以介绍。
1、方形补偿器的介绍方形补偿器通常用无缝钢管煨制或机制弯头组合而成，尺寸较小的可用一根管子煨制，大尺寸的可用二根或三根管子煨制。
由于补偿器工作时，其顶部受力最大，因而顶部应用一根管子煨制，不允许焊口存在。
方形补偿器具有以下优点：制造简单方便，常用无缝管煨制或机制弯头组合；可以自由安装，既可以在水平方向进行安装，又可以在垂直方向进行安装；有较小的轴向推力；较大的补偿能力，运行可靠，基本上不需要进行维修，使用时间长，使用期限等于管道使用年限；不需要设置管道维修平台；适用范围广，可以适用任何工作压力及任何热媒介质的供热管道。
方形补偿器的弯曲半径R=1.5DN，补偿器两端直管自由长度（导向支架至补偿器外伸臂的距离）为40DN。
方形补偿器根据边长和臂长的比值不同而分为四种类型，如图1所示。
根据提供的管径，和计算的热伸长量，可对各类型方形补偿器的尺寸和补偿能力查表直接选型，在此我们确定选用2型补偿器的形式。
2、方形补偿器的计算方形补偿器是应用非常普遍的热力管道补偿器。
计算时，通常需要确定：方形补偿器所补偿的伸长量，选择方形补偿器的形式和几何尺寸。
利用弹性中心法对方形补偿器的计算及步骤简单介绍如下。
2.1管道伸缩量的计算有一热油管道，设计压力为1.6MPa，，管道运行温度为200℃，安装时环境温度为10℃，管径为DN400mm，材质为碳钢，两固定支架之间的长度为56m，如果确定为2型方形补偿器，确定方形补偿器的尺寸及应力。
【精品】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）。
旋转补偿器计算公式
旋转补偿器计算公式
摘要：
1.旋转补偿器的定义和作用
2.旋转补偿器的计算公式
3.旋转补偿器的应用实例
正文：
一、旋转补偿器的定义和作用
旋转补偿器，又称为旋转接头，是一种用于补偿管道或设备因温度变化引起的轴向位移和角度偏差的装置。
旋转补偿器广泛应用于热力管道、锅炉、蒸汽轮机等热能动力设备中，有效缓解因热胀冷缩等原因造成的设备损坏和泄漏。
二、旋转补偿器的计算公式
旋转补偿器的计算公式主要包括以下两个方面：
1.轴向补偿量计算
轴向补偿量计算公式为：
ΔL = a * L * ΔT
其中，ΔL 为轴向补偿量，a 为线膨胀系数，L 为管道长度，ΔT 为温度变化。
2.角度补偿量计算
角度补偿量计算公式为：
Δθ= a * L * ΔT / (2 * d)
其中，Δθ为角度补偿量，a 为线膨胀系数，L 为管道长度，ΔT 为温度变化，d 为管道直径。
三、旋转补偿器的应用实例
旋转补偿器在实际应用中具有重要意义，下面以热力管道为例，介绍旋转补偿器的应用实例。
在热力管道中，由于温度变化，管道会发生轴向位移和角度偏差。
如果不采用补偿措施，会导致管道应力集中、设备损坏和泄漏等问题。
采用旋转补偿器后，可以有效地补偿管道的轴向位移和角度偏差，保证管道的安全运行。
论热力管网设计中的旋转式补偿器
论热力管网设计中的旋转式补偿器1旋转补偿器1.1旋转补偿器的补偿原理与基本布置旋转补偿器通过本体部件的相对旋转，带动相应管段（即L力臂）产生转动，达到吸收被补偿管段热伸长的目的。
旋转补偿器在管系中是成对或成组布置的，其基本的布置形式主要有型、Ω型。
管道产生转角并且两端管道平行时，一般采用型布置，其布置形式详见图1。
图1 型旋转补偿器布置当补偿点布置于相邻两固定支架中心位置时，其两侧的被补偿管道随着输送介质温度的升高，将沿O点（L力臂的中心）旋转θ角，以吸收管道的热伸长，最终到达平衡状态。
当补偿点未设置于两固定支架中心位置时，管道伸长时旋转中心O点则偏向于较短侧被补偿管道。
管道热伸长的始、末点在同一直线上，但其间的行程是以O点为圆心的弧线。
旋转补偿器型布置时，伴随管道的热伸长，被补偿管道将产生横向移动。
在补偿量达到1/2ΔL时，横向移动达到最大值y。
型布置是旋转补偿器应用最广泛的形式。
当设置的Z轴与补偿点中任一H 臂重合时，可以布置于各种有自然转角的管系中，并能满足转角两侧管道标高的不同要求。
设计时，与Z轴重合的H臂外侧应设置固定支架。
通过旋转补偿器的基本布置可以看出，旋转补偿器和L力臂形成力偶，管道热伸长时产生大小相等，方向相反的一对变形力，使L力臂绕相应的中心轴旋转，以达到吸收两侧被补偿管道产生热伸长的目的。
根据旋转补偿器的补偿原理及基本布置方式，在热力管网设计中，还可以进行其他的组合布置，以满足管系的热补偿要求。
由于旋转补偿器布置距离较长，活动支架设计时宜采用滚动式支架。
这样既能减小各支架的推力，降低土建工程量，又可使长距离管道在位移过程中减少阻滞、停顿现象，提高管网运行的安全稳定性。
设计时，还应结合管系的长度、坡向，合理解决补偿点管段的疏放水、排气等问题。
特别注意补偿点处的疏放水、排气装置，在管道位移时应保证安全工作。
1.2旋转补偿器的特點旋转补偿器具有大补偿量、布置灵活、组合形式多等优点。
管道的热变形计算
三.管道的热变形计算：计算公式：X=a*L*△Tx 管道膨胀量a为线膨胀系数，取0.0133mm/mL补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度△T为温差（介质温度-安装时环境温度）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）。
当补偿器压缩变形时，符号“+”，拉伸变形时，符合为“-”。
当管道壁厚按标准壁厚设计时，LGmax可按有关标准选取。
（二）横向型及角向型补偿器1、装在管道弯头附近的横向型补偿器，两端各高一导向支座，其中一个宜是平面导向管座，其上、下活动间隙按下式计算：ε-活动间隙（mm）；L-补偿器有效长度（mm）；△Y-管段热膨胀量（mm）；△X-不包括L长度在内的垂直管段的热膨胀量（mm）；2、角向型补偿器宜两个或三个为一组配套使用，用以吸收管道的横向位移，对Z形和L形管段两个固定管架之间，只允许安装一个横向型补偿器或一组角向型补偿器。
热补偿计算实例
热补偿计算实例1．热力管道的热膨胀管道由于受输送介质及外界环境的影响，会产生热胀冷缩现象。
如果管道的热胀冷缩受到约束，管壁会产生巨大的应力，这种应力称为热应力。
热力管道安装时，是在环境温度下安装的。
系统运行时，热媒温度高于环境温度，管道便会发生膨胀，管道因热膨胀产生的热伸长量按下式计算：△L =L α(t 2－t 1) (8-4) 式中 △L －管道的热膨胀量，mm ；L －计算管段长度，m ；α－管材的线膨胀系数，mm/m ·℃，钢材的线胀系数通常取α＝ mm/m ·℃；t 2－管道设计计算时的热态计算温度，通常取管内介质的最高温度，℃；t 1－管道设计计算时的冷态计算温度，℃。
2．热力管道的热应力热力管道受热膨胀后，如能自由伸缩，则管道不致产生热应力，如果管道的伸缩受到约束，管壁就会产生热应力，管壁产生的热应力按下式计算：б＝E ×△L /L ＝E α(t 2－t 1) (8-5)式中 б——管道的轴向热应力，MPa ，E ——管材的弹性模量，MPa ，钢材的弹性模量E 通常取×105MPa ；其他符号同式（8-4）。
直线热力管段若两端固定，受热膨胀后，作用在固定点的推力按下式计算： P k =б×A (8-6) 式中 P k ——管子受热膨胀后对固定点的推力，N ；б——管道的轴向热应力，MPa ；A ——管壁的截面积，mm 2； 而()224d D A -=π （8-7） 式中 D ——管子外径，mm ；d ——管子内径，mm 。
例8-1 某热力管段长100m ，钢材材质为Q235-A 钢，管子规格为D 219×9mm ，管道安装时环境温度为10℃，管内输送介质的最高温度为210℃，试计算管道运行前后的热伸长量；若管道两端固定，求管道的轴向热应力和管道对固定点的推力。
解：（1）计算热伸长量根据公式（8-4）△L =L α(t 2－t 1)按给定条件L ＝100m ，t 1＝10℃，t 2＝210℃，线胀系数α按0.012mm/m ·℃； 得 △L ＝100××（210－10）＝240mm（2）计算热应力根据公式（8-5）б＝E ×△L /L ＝E α(t 2－t 1)管材的弹性模量E 按×105 MPa ，得 б＝E α(t 2－t 1)＝×105××10－5（210－10）＝480MPa（3）管子对固定点的推力根据公式(8-6) P k =б×A得 P k =б×A ＝480×()222012194-π=480××7560=×106N3．热力管道的热补偿热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。
管道热补偿
三 热补偿设计原则
• 1.首先应从管道布置上考虑自然补偿； • 2.应考虑管道的冷紧； • 3.在上述两条件未能满足管道热伸长补偿要求时 ，必须采用补偿器； • 4.在选择补偿器时，应因地制宜选择合适的补偿 器； • 5补偿器的位置应使管道布置美观、协调。
自然补偿选用原则：当弯管转角小于150°时；弯曲 应力不应超过[σbw]=80MPa，自然补偿臂长一般不超过 25m。
1）由管内介质压力产生的摩擦力： 2）由拉紧螺栓产生的摩擦力：
• 3 波纹补偿器
波纹补偿器是靠波形管壁的弹性形变来吸收 直管段热胀冷缩的长度变化 GB/T12777-1999 4 球形补偿器 其摩擦阻力的计算按下式：
5.旋转式补偿器
旋转式补偿器是一种新型补偿器，成对安装， 形成相对旋转吸收管道热位移。
• 五 典型补偿器及安装介绍
1.方形补偿器
特点：方形补偿器具有构造简单十安装方便、热补偿量大 、工作可靠等优点，但其占地面积大、水阻力大。
安装：一般安装在两固定支架中间。方形补偿器水平安装时，应与 管道的坡度、坡向一致；垂直安装时，高点应设排气阀，低点应设 泄水装置。补偿器安装就位时，起吊点应为3个，以保持补偿器的 平衡受力，以防变形
例1 某热力管道长100m，钢材材质为Q235-A 安装时环境温度20℃，介质温度220℃，求工作时热 伸长量？（α=13.09×10-4cm/（（m· ℃）））
解：ΔL=α（t2-t1）L=13.09/10000*（220-20） *100=26.18cm 例2 管子规格Φ133×6的钢管及工况如例1，L型补偿器，长 臂长20m，求短臂最小长度？ 解 ： ΔL=α（t2-t1）L=13.09/10000*（220-20） *20=52.36mm
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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
a-b段管道热伸长量=
b-c段管道热伸长量=
c-d段管道热伸长量=
d-e段管道热伸长量=
图1 供热干管示意图干管示意图
由以上计算可知，
a-b段和b-c段伸长量不超过规定值，可不设补偿器，但应在管段中部(点f、g)设一固定支架，使管道可以有固定点向两侧自由伸缩。
d-e段可以从e点开始向d点量33m的p处设一固定支架。
p-d段长15m.。
c-d段上设h和k点,这样g-c和c-h形成“г”型补偿器, k-d和d-p形成另一“г”型补偿器。
根据管径查表1知c-h长度介于到18m之间,本系统定为15m; k-d长度介于3m到20m之间,本系统定为15m.。
h-k长度为33m设置一个方形补偿器，详见国标图N106，本不再赘述。
设定好固定支架和补偿器的系统如图2所示。
图2 供热干管补偿器和固定支架设置示意图4、固定支架和补偿器的设置应按照一定的步骤精心设计，并密切配合施工单位施工才能获得较好的效果。
对此我们应充分重视，不能草草了事。