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    直埋补偿器管道主固定支座及其受力计算

    直埋补偿器管道固定支座及其受力计算

    1.次固定支座和主固定支

    在图9中,中间的固定支座两侧受力,这些力可以部分地或全部地抵消,支座总的受力较小,称次固定支座或中间固定支座。另有一些,如端头支座、分支处支座、弯头处支座,两侧受力不能抵消,因此受力较大,称主固定支座。

    2.几种主固定支座受力计算

    (1)端头主固定支座A:(见图10)

    补偿器管道示意图 

    图10  补偿器管道主固定支座

    FA=FP+FM+Ft----------------------------------------------(G-18)

    FA:作用在主固定支座A上的力;

    FP:补偿器波纹管内压推力;

    FM:压缩(拉伸)波纹管所受弹性力,按公式(G-10)计算

    Ff:管段在泥土中伸缩所受摩擦力,Ff=9.81·f`·L;

    f:每米长所受摩擦力 Kgf/m;

    F=π·Dw·Fm≈450·π·Dw  (Kgf/m)

    Dw:保温后管道外径m;

    Fm:单位面积的摩擦力 Kgf/m2; 

    L:AB管段的长度m。

    (2)端头主固定支座B:(见图10)

    由于波纹管靠近主固定支座B,移动段所受摩擦阻力不作用在支座B上,此时作用在主固定支座B上的力仅为内压推力和弹性力,即:

    FB=FP+FM-----------------------------------------(G-19)

    FP 、FM 的计算同上。

    补偿器安装受力示意图

    图11 波纹补偿器所在管道主固定支架C

    X向:FX=F1-F2

                = (F1P+F1M)-(F2P+F2M)

    一般F1P=F2P,但从安全考虑:

    FX=F1M-0.7·F2M(F1M>F2M)或 FX=F2M-0.7·F1M( F2M>F1M)---------------------------------(G-20)

    Y向:FY=F3P+F3M

    支座C总的受力为:补偿器计算公式--------------------------(G-21)

    补偿器图片 

    图12 波纹补偿器所在管道主固定支架D

    支座D受双向力:

    X向:FX=F1P-F2M

    Y向:FY=F2P+F2M

    支座D总的受力为:

    补偿器计算公式----------------------------------(G-22)  

    注:当介质密度较大,转弯处流速较高时,还应考虑转弯流体的惯性力。

    (5)波纹补偿器所在管道主固定支架E

    补偿器安装示意图

    F=(F1p+F1m)-(F2po+F2m)-------------------------------------(G-23)

    (6)波纹补偿器所在管道主固定支架F

    支座F右侧(下游)有截止阀,阀关闭时相当于盲端。

    补偿器

    分两种情况分析支座F的受力:

    (a)冷态关阀

    F=F1ps+F2po-----------------------------------(G-24)

    式中:F1ps=A1·PS----------------------(G-24)

    F1ps:试验压力下左侧向右的内压推力;

    PS:试验压力;

    F2po:关闭阀门后右侧余压造成的波纹管2的内压推力;

    F2po=A2·PO------------------(G-26)

    PO:余压;

    当P=0时,F2po=0(注:阀门不能集关,急关造成的水击力可能大于最大工作压力)。

    (b)热态关阀:此时阀门后由热变冷,管道收缩,波纹管拉伸。

    F=(F1p+F1m)-(F2po+F2m)-- --------------------------------(G-27)

    F1p:波纹管1的内压推力;

    P1m:左边管道压缩波纹管产生的弹性力;

    F2po:关阀后,阀门后余压在波纹管2上造成的内压推力;

    F2m: 拉伸波纹管2所需要的弹性力。


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