管道热应力计算.xls

27 屈服极限最小值
28 管道的屈服温差
29 管道工作循环最高温度
30 管道计算安装温度
符号
D0 t tb
μ
μmax
μmin H Dc ρ
F
ψ
Pd td ［σ ］ δt χ B δc δ
n ν Di σt α E σs △Ty t1 t0
公式
数值
给定 给定 给定
0.108 0.004 0.025
查表4.1.5（高密度聚乙烯与中沙） 0.3
χδt δt+B 给定
1.00
3 236
134.1
0.00119 0.167 0.0002 0.00139 0.004 满足要
求
给定 钢材 D0-2t
PdDi/(2δ)
按计算温度查表B.0.2 按计算温度查表B.0.2 按计算温度查表B.0.1 ［nσs-(1-ν)σt］/(αE)
热网计算工作温度 安装时当地的最低温度
Na
［αE(t1-t0)-νσt］A106(管道工作 207846 循环最高温度下）
45 当不能满足42的条件时，管系中不应有锚固段存在
46
左侧活动端对管道伸缩 的阻力
Ff1
10000
47
右侧活动端对管道伸缩 的阻力
Ff2
5000
48 驻点左侧过渡段长度
l1
［L-(Ff1-Ff2)/Fmin］/2
33.74
直埋供热管道计算（整体式预制保温）
序号
名称
管壁厚度的计算
1 管子外径
2 管子壁厚
3 保温层厚度
4
保温管外壳与土壤之间 的摩擦系数
5
保温管外壳与土壤之间 的最大摩擦系数
6
保温管外壳与土壤之间 的最小摩擦系数
7 管顶覆土深度
8 预制保温管外壳的外径
9 土壤密度
10
轴线方向每米管道的摩 擦力
11
钢管基本需用应力修正 系数
12 管道的计算压力
13 管道的计算温度
14 基本许用应力
15 管道理论计算壁厚 16 管道壁厚负偏差系数 17 管道壁厚附加值
18 管道计算壁厚 19 管道取用壁厚
20
直管段的轴向力和热伸长
21 屈服极限增强系数 22 泊松系数
23 钢管内径
24
钢管内压引起的环向应 力
25 钢材的线膨胀系数
26 弹性模量
l1≥2.3/К
16
Cm
1/(1+KКRcφ(Ip/Ib))
17
Z
18 轴向应力
Nb
19
水平转角管段的过渡段 最大长度
lt.max
Atg2(φ/2)/(2К3Ip(1+Cm)) ［αE(t1-t2)-νσt］A106
(Z2+(2Z/Fmin)Na)0.5-Z
20
水平转角管段的过渡段 最小长度
lt.min
查表4.1.5（高密度聚乙烯与中沙） 0.4
查表4.1.5（高密度聚乙烯与中沙） 0.2
查表3.1.2（φ108×4） Dw+2tb 给定
0.6 0.158 3000
πρgμ(H+Dc/2)Dc
2971.15
查表4.2.2-1,无缝钢管20
给定 按计算压力
按计算温度查表B.0.1
PdD0/(2［σ］ψ+Pd) 查表4.2.3（按负偏差10%）
△lp
α(t1-△Ty-t0)(L-Lmin)
-0.0084
管段伸长量
△l ［α(t1-t0)-FminL/(2EA106)］L-△ 0.05501 lp
判断
△l
根据条件判断
0.04665
转弯管段的应力验算
一 直埋水平转角管段计算
1 长臂长度
l1
2 短臂长度
l2
3 长短臂之间夹角
φ
4 弯头横截面的平均直径 rbm
(Z2+(Z/Fmin)Nb)0.5-Z
21 水平转角管段弯头弯矩变化范围计算
lc1
水平转角管段的计算臂 长
lc2
当l1≥l2≥lt,取lc1=lc2=lt 当l1≥lt≥l2,取lc1=lt,lc2=l2 当lt≥l1≥l2,取lc1=l1,lc2=l2
平均计算臂长
lcm
(lc1+lc2)/2
转角管段的弯矩变化范 围
70
39 40 过渡段长度判断
［3［σ］-σt］A106/(1.6Fmax)
75.18
满足要 求
41 管道工作循环最低温度 t2
全年运行的管网
30
42
内压、热胀应力的当量 应力
σj
(1-ν)σt-αE(t2-t1)
164.67
43 直管段的当量应力验算
σj≤3［σ］
满足要 求
44 锚固段内的轴向应力
3961.54
35 管道的最小单长摩擦力 Fmin
πρgμmin(H+Dc/2)Dc
1980.77
36 过渡段最大长度
Lmax
37 过渡段最小长度
Lmin
38 设计布置的过渡段长度 L
［αE(t1-t0)-νσt］A106/Fmin ［αE(t1-t0)-νσt］A106/Fmax
给定
104.93 52.47
1.3 0.3 0.1
37.5
1.2E-05 176000 215.8 119.41
95 15
31 温差
△t1
t1-t0
80
32 计算温差
△t 当t1-t0〉△Ty时为△Ty，反之为△t1 80
33 钢管管壁的横截面积
A
π/4(D02-Di2)
0.00131
34 管道的最大单长摩擦力 Fmax
πρgμmax(H+Dc/2)Dc
给定
给定 给定 给定
5
4 75 0.054
5 弯头壁厚
δb
6 弯头的实际曲率半径
R
弯头的计算曲率半径
Rc
7
焊制弯头扇形节夹角之 半
α
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焊制弯头扇形节中心线 长度
T
8 弯头的尺寸系数
λ
9 光滑弯头的柔性系数
K
10 焊制弯头的柔性系数
K
11 直管横截面的惯性矩
Ip
12 弯头横截面的惯性矩
Ib
13 土壤横向压缩反力系数 C
M
公式见附录C.1.2-2
22 弯头轴向力
弯头轴向力当 lc1=lc2=lcm时
N
公式见附录C.1.3-2
当lc1≠lc2时
B
公式见附录C.1.3-5
Q
公式见附录C.1.3-6
U
公式见附录C.1.3-7
n1
(lc1-lc2)/(lc1+lc2)
n2
(lc2-lc1)/(lc1+lc2)
49 管段伸长量
△l
49.1 t1-t0≤△Ty或L≤Lmin,整个过渡段处于弹性状态工作时
管段伸长量
△l ［α(t1-t0)-FminL/(2EA106)］L
49.2 t1-t0>△Ty且L≥Lmin,管段中部分进入塑性状态工作时
设计布置的管段长度
L
根据条件判断
0.04665 70
过渡段的塑性压缩变形 量
14
与土壤特性和管道刚度 有关的参数
К
给定 给定 光滑弯头按附录C.3 单斜接缝焊制弯头按附录C.3 给定
稀缝焊制弯头 rbm(1+ctgα)/2 给定
密缝焊制弯头 (T×ctgα)/2 Rcδb/rbm2 1.65/λ 1.52/λ5/6
按4.1.6选取 (DcC/(4EIp106))0.25
15