管道热应力计算.xls
直埋热力管道计算表-2020
L=
20.00
20.00
△L'= △Lp= △L=
26.86 2.01 26.86
MPa ℃ ℃ ℃ m m N
MPa
合格 L≤
m N N m
m m mm mm mm
环向应力 管道屈服温差
温差取值,当t1-t0>△ Ty时，取t1-t0=△Ty 过渡段最大长度 过渡段最小长度 锚固段的轴向力
内压、热胀应力的当 量应力变化范围
结果一: (lc1=lc2=lcm)
N=
805376.92
N
结果二: (lc1≠lc2)
n1=77
m
U=
3.72
Q=
63264.52
B=
2827987.48
N1=
774265.48
N
N2=
747970.82
N
σbt+σpt≤3[σ] 水平转角管段的计算 臂长 平均计算臂长 弯头两侧等臂长时轴 向力
不等臂长lc1侧轴向力 不等臂长lc2侧轴向力
90.07
两过渡段管线总长 左侧活动端的伸缩阻 力右侧活动端的伸缩阻 力 驻点左侧过渡段长度
设计布置的管段长度 管段长度取值 弹性状态管段热伸长 量过渡段塑性压缩变形 量 管段热伸长量
结果:
强度满足要求
5.水平转角管段弯头的升温轴向力
lc1=
70.00
m
lc2=
9.00
m
lcm=
39.50
m
lc1≠lc2时,N值取结果二:N1、N2
2.直管道的轴向力
σt= △Ty= t1-t0=
29.43 116.76 115.00 115.00
Lmax= Lmin= Na=
管道的热应力计算
6、4、4波纹补偿器
横向型补偿器可吸收横向(径向)位移,主要有大 拉杆横向型、铰链横向型与万向铰链型
角向型可吸收角向位移,主要有单向角向型与 万向角向型
另外:单侧与双侧补偿;压力平衡型与压力不平 衡型;矩形与圆形
图6-7 轴向波纹补偿器使用情况 1-固定支架;2-波纹补偿器
轴向
6、4、4波纹补偿器
算方型补偿器得弹性力,确定对固定支架产生 得水平推力得大小; ⑷对方型补偿器进行应力验算。
6、4、1方型补偿器
6、4、1、1减刚系数:弯管刚度降低得系数
K h 1.65
弯管尺 寸系数
(当h≤1)
h
R
rp2
K 1 12h2 (当h＞ 1) 10 12h2
rp
Dw
2
6、4、1、2方型补偿器值得确定方法
⑴额定许用应力 。它取决于管材得强度特性,它 就是应力验算中最基本得一个许用应力值。常用钢 管额定许用应力见表6-2
⑵许用外载综合应力 w 。在热力管道强度计算中, 如只考虑外部荷载引起得综合应力,则不应大于规 定得许用外载综合应力值 。w
w 0.87
1.2
zs
2
zs
PDw s C 2s C
主要包括得应力有:
– ⑴由于管道内得流体压力(简称内压力)作用所产生 得应力;
– ⑵管道在外部荷载作用下所产生得应力。 – ⑶供热管道由于热胀与冷缩所产生得应力。
应力验算:计算供热管道在各种负荷得作用下所产生
得应力,校核其就是否超过管材得许用应力
许用应力分类:
许用应力分为:额定许用应力 [;外] 载许用综合应 力 ;许w 用合成应力 与许h 用补偿弯曲应力 等。 bw
管道的热应力计算
管道应力计算
3 推力计算
3.1 管道截面二次距
cm4
3.2 温度综合系数
3.3 管形系数
3.4 X向推力
N
3.5 Y向推力
N
3.6 合力
N
3.7 弯曲应力
Mpa
平面L型（90度）自然补偿推力和应力计算 符号或公式
数据
Do S L1; T1 T2
σ;取决于管道的材料和使用温度，见工业金属 管道设计规范
159.00 4.50 30.00
参数 1 基本参数 1.1 管道外径
管道壁厚 1.2 长臂长度L1 1.3 工作温度 1.4 环境温度 1.5 线性膨胀系数
1.6 钢管许用应力
平面L型（90度）自然补偿推力和应力计算 单位源自mm mm m °C °C /°C
Mpa
2 短臂必要长度计算
2.1 △L1
mm
2.2 短臂必要长度L2
m
2.3
120.00 0.00
0.00001266
105.00000000
△L1=L1*a*（T1-T2) L2min=1.1SQRT(△L1*Do/300) L2取值
I;动力管道设计手册，表9-4 C; L1/L2;用以在表9-5查Kx,Ky等 Kx Ky Kb Fx=9.8Kx*C*I/L1/L1 Fy=9.8Ky*C*I/L1/L1 F=SQRT(Fx*Fx+Fy*Fy) σb=0.098*Kb*C*Do/L1
45.576 5.41 5.00
652 0.288
6 52 16 825 106 33 111 12.34
第15章 供热管道的应力计算
eq
eq
o
S - a
式中
——内压折算应力，MPa； S ——管子最小实测壁厚，mm；
二、管道支吊架的跨距的计算
在确保安全运行的前提下，应尽可能扩大管道支吊架的跨距， 以节约供热管线的投资费用。管道支吊架的最大跨距(允许跨距)， 通常按强度条件和刚度条件来确定。
第十五章 供热管道的应力计算
§15-2 管壁厚度及活动支座间距的确定
对于地下敷设和室内的供热管道，外载荷重是管道的重量（对蒸汽 管包括管子荷保温结构的重量，对水管还要加上水的重量）。对于室外 架空敷设的供热管道，q值还应该考虑风载荷的影响。 （二）按刚度条件确定管道支吊架允许跨距 管道在一定的跨距下总有一定的挠度。根据对挠度的限制而确定支吊架 的允许间距，称为按刚度条件确定的支吊架允许跨距。 对具有一定坡度i的管道，如要求管道挠曲时不出现反坡，以防止最 低点处积水排不出或避免在蒸汽管道启动时产生水击，就要保证管道挠曲 后产生的最大角应变不大于管道的坡度（见图15-2管线1所示）。管道在 一定跨距下总有一定的挠度,由管道自重产生的弯曲挠度不应超过支吊架跨 距的0.005(当输水,放水坡度i=0.002时)。对于连续敷设均布载荷的水平直 管支吊架最大允许跨距，供热工程中大多按下列公式计算：
第十五章 供热管道的应力计算
§15-2 管壁厚度及活动支座间距的确定
直管计算壁厚Sc应按下列方法确定:
式中
c———直管壁厚负偏差的附加值, mm；
如已知管壁厚度，进行应力验算时，由内压力产生的折算应力不得大 于钢材在设计温度下的许用应力，即:
eq
t
第十五章 供热管道的应力计算
供热管道的应力计算
三、应力分类
1.一次应力 其特点是无自限性，始终随内压力或外载增 加而增大。当超过某一限度时，将使管道变形增加直至破 坏。内压力或外载力产生的应力属一次应力。 2.二次应力 由于变形受约束或结构各部分间变形协调而 引起的应力。主要特征是部分材料产生小变形或进入屈服 后，变形协调即得到满足，变形不再继续发展，应力不再 增加，即它具有自限性。管道由热胀、冷缩和其它位移作 用产生的应力认为属二次应力。 3.峰值应力 由结构形状的局部突变而引起的局部应力集 中。其基本特征是不引起任何显著变形，但它是材料疲劳 破坏的主要原因。
2.管道内压力作用在环形端面上产生的推力
管道内压力作用在波纹管环面上产生的推力Ph， 可近似按下式计算: Ph=P.A N (14-13) 式中 P-管道内压力，Pa； ’ ． ． A-有效面积，m2，近似以波纹半波高为直径计算出的 圆面积，同样可从产品样本中查出。 为使轴向波纹管补偿器严格地按管线轴线热胀或 冷缩，补偿器应靠近一个固定支座(架)设置，并设置 导向支座。导向支座宜采用整体箍住管子的型式，以 控制横向位移。
（2）弹性力的计算方法
“弹性中心法”对方型补偿器进行应力验算时的弹性力：
Pty=0 E-管道钢材20℃时的弹性模数，N／m2； I-管道断面的惯性矩，m4； · Ixo-折算管段对x0轴的线惯性矩，m3. 弹性中心坐标（x0 y0） X0=0, y0=(l2+2R)(l2+l3+3.14RKr)/Lzh
二、活动支座间距的确定
在确保安全运行前提下，应尽可能扩大动支座的间距，
以节约供热管线的投资费用。允许间距按强度条件和刚度 条件两中情况考虑
《供热工程》供热管道的应力计算与作用力计算
安定性分析方法
该理论进行应力分类，温度应力的强度条件为不出现循环塑 性变形的安定性条件
反映了钢材塑性变形和破坏的关系，充分利用了钢材的潜力 对于运行温度在85～150oC 的直埋管道，直管段一般可不设 置补偿器，也不预热
当固定支座设置在两个不同管径间的不平衡轴向力：
Pch PF1 F2
N
当固定支座设置计 对在波算有纹截管面堵补积板偿，的器对端，于头F套为筒、波补或纹偿有管器补弯，偿F器为的以有套效筒面补积偿，
管以及阀门的管器 近段外 似，套 以管 波内的 纹压内 半产径 波生为 高的直 为径 直轴计 径向算 计力的算：圆出面的积圆Pn面积PF
管道中因温度变化产生热胀变形，热胀变形不能完全释放， 产生了较大的轴向力和轴向应力，属于二次应力 如果二次应力超过了极限状态，管道只会产生有限的塑性交 形，但会造成钢管内部结构一定程度的损伤；循环往复的塑 性变形会使管道发生破损
15.3.2 直埋热水管道的荷载
土壤轴向摩擦力
轴向摩擦力的计算
F 管道g单位土H长土壤度壤密轴摩度D2向擦管，k 摩系顶kDg擦数覆／k力，土管m，与深道3N管度保/道，m护N保m层/护的m层外材径质，和m回填土类型有关
15.3.2 直埋热水管道的荷载
温度
管道工作循环最高温度(T1)取用室外供暖计算温度下的热网 计算供水温度
管道工作循环最低温度(T2)，对于全年运行的管网取30oC ； 对于只在供暖期运行的管网，取10 oC
计算安装温度(T0)，对于冷安装取安装时当地可能出现的最 低温度；对于预热安装取预热温度
L
L1
第 章 供热管道的应力计算
第十五章 供热管道的应力计算
§15-2 管壁厚度及活动支座间距的确定
式中
3
Lmax =0.19
100Et Ii0 q
q——管道单位长度计算载荷，N/m，q=管材重+保温重+附加重； Et——在计算温度下钢材弹性模量，MPa ； I——管道截面二次距，cm4 ； io——管道放水坡度, io≥0.002。
a ——考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度, mm;
——许用应力的修正系数。
第十五章 供热管道的应力计算
§15-2 管壁厚度及活动支座间距的确定
取用哪种公式计算与所选管子的生产工艺有关。对于无缝
钢管，当采用热轧生产控制外径时，可按外径公式确定最小壁厚；
当采用锻制生产或挤压生产控制内径时，可按内径公式确定最小
壁厚。对于有纵缝焊接钢管和螺旋焊缝钢管，亦按管子外径公式
确定最小壁厚。
第十五章 供热管道的应力计算
§15-2 管壁厚度及活动支座间距的确定
直管计算壁厚Sc应按下列方法确定:
式中
c———直管壁厚负偏差的附加值, mm；
如已知管壁厚度，进行应力验算时，由内压力产生的折算应力不得大 于钢材在设计温度下的许用应力，即:
一 方形补偿器
方形补偿器是应用很普遍的供热管道补偿器。进行管道的强度计算时， 通常需要确定：
1．方形补偿器所补偿的伸长量 2．选择方形补偿器的形式和几何尺寸； 3．根据方形补偿器的几何尺寸和热伸长量，进行应力验算。 验算最不利断面上的应力不超过规定的许用应力范围，并计算方形 补偿器的弹性力，从而确定对固定支座产生的水平推力的大小。
eq t
第十五章 供热管道的应力计算
§15-2 管壁厚度及活动支座间距的确定
管道应力计算.xls
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
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
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
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
△lp
α(t1-△Ty-t0)(L-Lmin)
-0.0084
管段伸长量
△l ［α(t1-t0)-FminL/(2EA106)］L-△ 0.05501 lp
管道应力计算
PX,=A,αEJΔt/107L12=A,/L12·αEJΔt/107(Kg)
PY,=B,αEJΔt/107L12=B,/L12·αEJΔt/107(Kg)
我们所需要计算的管道L1为4.65m，L2为11.2m，L2/L1=2.4，夹角为φ为0。
式中：根据图10-10查得A=15，B=3.3
热力管道计算书
原始数据
序号
名称
单位
符号
数据
1
计算压力
Kg/cm2
Pjs
8
2
计算温度
℃
tjs
175
3
计算安装温度
℃
tas
20
4
管子材料
/
/
20号钢
5
管子外径
cm
Dw
15.9
6
管子内径
cm
Dn
14.7
7
管子壁厚
cm
S
0.6
8
弯管弯曲半径
mm
R
650
9
钢材在计算温度下的线膨胀系数
Cm/m.℃
αt
11.92×10-4
10
钢材在20℃时的弹性模数
Kg/cm2
Eto
2.02×106
11
钢材在计算温度下的弹性模数
Kg/cm2
Et
1.8×106
12
环向焊缝系数
/
φ
0.91
13
钢材在20℃时的基本许用应力
Kg/mm2
〔σ〕2j0\
13.67
14
钢材在计算温度下的基本许用应力
Kg/mm2
〔σ〕tj
13.67
计算数据
《供热管道应力计算》课件
计算结果可靠性要求
计算方法：选择合适的计算方法， 如弹性应力分析、塑性应力分析等
边界条件：准确设定管道的边界条 件，如温度、压力、位移等
Part Thቤተ መጻሕፍቲ ባይዱee
供热管道应力计算 概述
应力计算的意义
确保供热管道的安全运行 提高供热管道的使用寿命 降低供热管道的维护成本 提高供热系统的效率和稳定性
供热管道应力计算的重要性
确保供热管道的安全运行 防止管道破裂、泄漏等事故发生 提高供热系统的效率和稳定性 降低供热系统的维护和维修成本
02 P P T 课 件 介 绍 04 供 热 管 道 应 力 计 算 方 法 06 供 热 管 道 应 力 计 算 结 果 分
析
Part One
单击添加章节标题
Part Two
PPT课件介绍
课件背景
目的：介绍供热管道应力计 算的基本原理和方法
主题：《供热管道应力计算》
内容：包括供热管道应力计 算的基本概念、计算方法、
THANKS
汇报人：PPT
实例分析等
适用人群：供热管道设计、 施工、维护等相关人员
课件目的
介绍供热管道应力计算的基本原理 和方法
提供供热管道应力计算的实例和案 例分析
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
讲解供热管道应力计算的具体步骤 和注意事项
帮助学员掌握供热管道应力计算的 技能和技巧
课件内容
供热管道应力计算概述 供热管道应力计算方法 供热管道应力计算案例分析 供热管道应力计算软件介绍
保温管道热损失计算excel表格
标题：深度剖析：保温管道热损失计算excel表格在工程设计与建设中，保温管道热损失计算是一个至关重要的环节，它直接关系到管道运行的经济性和稳定性。
而在实际操作中，使用Excel表格来进行保温管道热损失计算是一种常见的方法。
今天，我们就来深度剖析这一方法，探讨其优势、局限性以及如何更好地进行使用。
1. Excel表格的优势在进行保温管道热损失计算时，Excel表格具有明显的优势。
它可以通过公式和函数简化繁琐的计算过程，提高工作效率。
Excel表格具有良好的数据可视化能力，能够直观展现各项参数和计算结果，便于工程师进行分析和比较。
Excel表格还可以实现数据自动更新和批量计算，极大地减少了人工操作的失误和工作量。
2. 如何编写保温管道热损失计算excel表格要编写一份高质量的保温管道热损失计算excel表格，首先需要明确计算所需的各项参数，如管道材质、环境温度、介质温度、保温材料等。
需要根据热传导理论和相关计算公式，将这些参数转化为Excel 表格所需的数据格式，并编写相应的计算公式。
在编写过程中，需要务必考虑到数据的准确性和合理性，保证计算结果的可靠性。
3. Excel表格的局限性然而，Excel表格也存在一些局限性。
对于复杂的管道结构和多变的工况条件，Excel表格的灵活性和通用性存在不足，难以满足精确计算的需求。
Excel表格在处理大规模数据和复杂图表时性能较差，容易出现卡顿和崩溃。
Excel表格的数据安全性和隐私保护也存在一定风险，容易受到恶意篡改和泄露。
4. 个人观点与理解使用Excel表格进行保温管道热损失计算是一种简便而有效的方法，能够满足大部分工程需求。
然而，在实际操作中，我们也需要充分认识到Excel表格的局限性，不断学习和尝试新的计算工具和方法，以期更好地应对工程实践中的复杂情况。
在工程设计和建设中，保温管道热损失计算是一个重要而复杂的环节，使用Excel表格进行计算是一种常见的方法。
加热蒸汽管道应力计算
Table of ContentsLISTING OF STATIC LOAD CASES FOR THIS ANALYSIS (2)Displacements : 3 (OPE) W+T1+P1+H (3)Displacements : 4 (SUS) W+P1+H (9)Displacements : 5 (EXP) L5=L3-L4 (15)Restraints : 3 (OPE) W+T1+P1+H (21)Restraints : 4 (SUS) W+P1+H (24)Restraints : 5 (EXP) L5=L3-L4 (27)Stresses : 3 (OPE) W+T1+P1+H (30)Stresses : 4 (SUS) W+P1+H (47)Stresses : 5 (EXP) L5=L3-L4 (64)HANGER REPORT ((TABLE DATA FROM DESIGN RUNS)) (81)LISTING OF STATIC LOAD CASES FOR THIS ANALYSIS1 (HGR) CASE NOT ACTIVE2 (HGR) CASE NOT ACTIVE3 (OPE) W+T1+P1+H4 (SUS) W+P1+H5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLACEMENTS REPORT: Nodal MovementsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRRESTRAINTS REPORT: Loads On RestraintsCASE 5 (EXP) L5=L3-L4DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HPiping Code: B31.1 = B31.1 -2007, December 7, 2007 NO CODE STRESS CHECK PROCESSED: LOADCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HHighest Stresses: (KPa )OPE Stress Ratio (%): 0.0 @Node 1090OPE Stress: 256571.5 Allowable: 0.0Axial Stress: 13464.2 @Node 1100Bending Stress: 233813.4 @Node 1090Torsion Stress: 22575.9 @Node 1979Hoop Stress: 28350.0 @Node 11003D Max Intensity: 241836.1 @Node 1090DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 3 (OPE) W+T1+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 4 (SUS) W+P1+HPiping Code: B31.1 = B31.1 -2007, December 7, 2007 NO CODE STRESS CHECK PROCESSED: LOADCASE 4 (SUS) W+P1+HHighest Stresses: (KPa )CodeStress Ratio (%): 0.0 @Node 1540Code Stress: 30998.8 Allowable: 0.0Axial Stress: 14087.7 @Node 1100Bending Stress: 31526.2 @Node 1540Torsion Stress: 1506.9 @Node 1979Hoop Stress: 28350.0 @Node 11003D Max Intensity: 38860.4 @Node 1540DISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 4 (SUS) W+P1+HDISPLACEMENTS REPDISPLACEDISPLRRSTRESSES REPORT: Stresses on ElementsCASE 4 (SUS) W+P1+H。
管道热应力计算公式
管道热应力计算公式
管道热应力计算的公式包括不同部分，主要取决于管道的几何形状、材料性质以及温度变化。
以下是一些常见的管道热应力计算公式：1.长直管道的热应力计算（Laplace公式）：σ= α* E * ΔT * (L
/ D) 其中，σ是热应力（单位：Pa）α是线膨胀系数（单位：1/°C）E 是弹性模量（单位：Pa）ΔT 是温度变化（单位：°C）L 是管道长度（单位：m）D 是管道直径（单位：m）
2.弯曲管道的热应力计算（Birch-Murnaghan公式）：σ= α* E
* Θ* (R / r)^2 其中，σ是热应力（单位：Pa）α是线膨胀系数（单位：1/°C）E 是弹性模量（单位：Pa）Θ是温度变化（单位：°C）R 是管道外曲率半径（单位：m）r 是管道内曲率半径（单位：m）
3.管道法兰连接处的热应力计算（Koves方法）：σ= α* E * Δ
T * (L / t) 其中，σ是热应力（单位：Pa）α是线膨胀系数（单位：1/°C）E 是弹性模量（单位：Pa）ΔT 是温度变化（单位：°C）L 是管道长度（单位：m）t 是管道壁厚度（单位：m）。
管道热应力计算.xls
- 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)。
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
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
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
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)
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
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
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
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
(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
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%）
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
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
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
△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
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
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
Hale Waihona Puke 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