管道热膨胀计算.docx

管道专业施工相关热力计算 第一部分管道热推力的计算 一、管道热伸长计算 管道的热伸长量的大小与管材的种类、管段的长度及温差数值有关。 Δ L=α LΔ t=α L(t -t ) 公式一 2 1 式中 Δ L——管段的热伸长量（m）； α ——管材的线膨胀系数[m/(m?)]；在附表 1 中查询 L——管段长度（m）； t ——安装时环境温度（℃）； 1 t ——管内介质最高温度（℃）； 2 二、管道的热应力计算 管道受热时所产生的热应力大小与管材的性质、管段长度及热伸长量有关。 δ =E(Δ L/ L) 公式二 式中 δ ——管道受热产生的热应力（MPa）； E——管道的弹性模量（MPa）；在附表 2 中查询 Δ L——管段的热伸长量（m）；（由公式一得出） L——管段长度（m）； 当管道受热时的应力知道后，乘以管道截面积，就是整个截面积所产生的总的热推力，即： P=106δ F 公式三 式中 P——管道的热推力（N） F——管道截面积（㎡） δ ——管道热应力（MPa） 附表 1：常用钢材的线膨胀系数 (×10-6m/m·℃) 钢号 20# 15CrMo 12CrlMoV 温度℃ 100 20g 11.16 11.9 13.6 150 11.64 12.25 13.65 158 11.72 12.31 13.66 200 12.12 12.6 13.7 220 12.25 12.72 13.76 230 12.32 12.78 13.79 240 12.38 12.84 13.82 250 12.45 12.9 13.85 260 12.52 12.96 13.88 270 12.5 13.02 13.91 280 12.65 13.08 13.94 290 12.72 13.14 13.97 300 12.78 13.2 14 310 12.89 13.25 14.02 320 12.99 13.3 14.04 330 13.1 13.35 14.06 340 13.2 13.4 14.08 350 13.31 13.45 14.1 360 13.41 13.5 14.12 370 13.52 13.55 14.14 380 13.62 13.6 14.16 390 13.73 13.65 14.18 400 13.83 13.7 14.2 410 13.84 13.73 14.23 420 13.85 13.76 14.26 430 13.86 13.79 14.29 440 14 14.5 450 14 14.5 460 14 14.5 470 14 14.5 480 14 14.5 490 14 14.5 500 14 14.5 510 14.5 520 14.5 530 14.5 540 14.5 温度附表 2：不同温度下不同材料的弹性模量 温度 序号 材料名称 20℃ 100℃ 200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 弹性模量（×106MPa） 1 20# 2．11 2．07 2．02 1．92 1．87 1．69 2 20G 2．09 2．06 1．97 1．91 1．83 1．74 3 12Cr1MoV 2．14 2．11 2．06 1．95 1．87 1．79 4 15CrMo 2．12 2．10 2．04 1．97 1．87 1．77 第二部分相关补偿器的计算 一、 管道的自然补偿 1、 L 形直角弯自然补偿；L 形自然补偿管段如图 2,Z 形折角弯自然补偿 Z 形自然补偿管段如图 6- 3 所示『 其短晋长度 I 按式 ( 6- 3, ) 计算，亦 可由图 6......4 查得芒 呻 ] 尸］l（+ L2n ) i - - Z 形自然补偿短臂长度 ( m ) ； 丛 一 ( L 1 丑 4 ) 的总热伸长量 ( mm ) ; E 一 普道材料的弹性模噩( MPa )，见表 6- l ; D!,N 管 道 外 径 ( mm ) ; ［牛 ］j一 弯曲应力 ( MPa )， 采用［休护 违OMPa 节 查表 l - 24; n 一 等于—L —,—+ 且L .＜压 L 庐 L: 阳 6J- 3 Z 形自然补偿管段 6r 3 3 空间自然补偿管段的近似验算 ----f 司立 体 管 段 ，其 自 补偿能力是否满足要求， 厅 按式 ( H ,) 判别； DNAL— r 20.8 ( fi,- 4 ) DNAL (L-lJ)2 中 DN一—管道公称通径 ( mm )． 丛 — 一管道三个方向热伸长鱼的向量和 ( cm )· L－一 菩道展 开总 长度 ( m )； U－一 管道两端固定点之间的直线距离{ rm ) 。 ( 6-4 ) 的使用条件； ＠ 一根管道