книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов
..pdfПРИЛОЖЕНИЕ V
Данные для расчета прочности газопровода при сейсмических воздействиях
Т а б л и ц а V 1
Значения коэффициентов, для расчета дополнительных напряжений, вызванных сейсмическими воздействиями [4]
Грунты |
Коэффициентза |
Скорость распростране |
щемления газопро |
ния продольной сейсми |
|
|
водав грушет0 |
ческой волны Vc,км/с |
Насыпные, рыхлые пески, супеси, суг |
0,50 |
0,12 |
линкиидругие, кромеводонасыщенных |
||
Песчаные маловлажные |
0,50 |
0,15 |
Песчаные средней влажности |
0,45 |
0,25 |
Песчаные водонасыщенные |
0,45 |
0,35 |
Супеси исуглинки |
0,60 |
0,30 |
Глинистые влажные, пластичные |
0,35 |
0,50 |
Глинистые, полутвердые и твердые |
0,70 |
2,00 |
Лесс и лессовидные |
0,50 |
0,40 |
Торф |
0,20 |
0,10 |
Низкотемпературные мерзлые (песча |
1,00 |
2,20 |
ные, глинистые, насыпные) |
||
Высокотемпературные мерзлые (песча |
1,00 |
1,50 |
ные, глинистые, насыпные) |
||
Гравий, щебень игалечник |
** |
1,10 |
Известняки, сланцы, песчаники (слабо- |
** |
|
выветренные и сильновыветренные) |
1.50 |
|
Скальные породы(монолиты) |
** |
2,20 |
‘Приведенынаименьшиезначения vc, которыеуточняют при изысканиях. ‘‘Значения коэффициента защемления принимаютпофунтузасыпки.
|
|
|
Т а б л и ц а |
V .2 |
Значения сейсмического ускорения |
|
|||
Силаземлетрясения, баллы |
7 |
8 |
9 |
10 |
Сейсмическое ускорение ас, см/с2 |
100 |
200 |
400 |
800 |
121
ПРИЛОЖЕНИЕ VI
Определение температурного поля грунта при бесканальной прокладке тепловых сетей
Температура грунта вокруг однотрубного бесканально проло женного теплопровода рассчитывается по формуле
t = t0 + т-* 0 |
1 |
X2 + (y + h) |
•In |
(VI.1) |
|
До |
2-я-Х |
- O ' - * ) ’ |
|
ф 1 |
где х — расстояние по горизонтали от оси трубопровода до рас сматриваемой точки, м;
у — расстояние по вертикали от рассматриваемой точки до по верхности грунта, м;
А — глубина заложения оси теплопровода, м; t — температура в рассматриваемой точке, °С;
t0 — среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, °С;
т — температура теплоносителя, °С;
Xгр — коэффициент теплопроводности грунта (табл. VI. 1), Вт/(м-°С);
Д0 — общее термическое сопротивление изоляции и грунта,
(м-°С)/Вт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а V I. 1 |
|||||
|
Теплопроводность грунтов |
|
|
|
|
|
||||
Характеристика |
Плотность |
Порис |
Теплопровод |
Теплопроводностьвлажных |
||||||
ностьсухого |
1рунтов |
,Вт/(м°С), при мас |
||||||||
грунтов |
сухого грун |
|
|
совой долевлажности wM,% |
||||||
таPcyxj КГ/М3 тостье |
грунта^, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
0,54 |
Вт/(м°С) |
Wm |
|
|
^•гр |
>VM Л-гр |
||
Пески и супеси |
1200 |
0,20 |
12 |
0,94 |
24 |
1,31 |
36 |
1,55 |
||
|
1600 |
0,38 |
0,31 |
16 |
1,24 |
32 |
1,76 |
48 |
2,15 |
|
|
2000 |
0,23 |
0,56 |
20 |
2,03 |
40 |
3,08 |
|
|
|
|
1600 |
0,38 |
0,31 |
8 |
U0 |
22 |
1,92 |
38 |
2,44 |
|
|
2000 |
0,23 |
0,56 |
10 |
2,03 |
23 |
3,31 |
|
|
122
Характеристика
грунтов
|
|
О к о н ч а н и е т а б л . V I . 1 |
||
Плотность |
|
Теплопровод |
Теплопроводность влажных |
|
Порис |
ность сухого |
грунтов Х.“, Вт/(м*°С), при мас |
||
сухого грун |
|
грунта |
совой доле влажности wM>% |
|
таРсух,кг/м3 тостье |
||||
w« лп> WV4 |
||||
|
|
Вт/(м°С) |
Песок для строи |
1600 |
|
0,35 |
2 |
0,58 |
|
|
|
|
|
тельных работ |
|
|
|
|
|
|||||
Глины и суглинки |
800 |
0,68 |
0,12 |
8 |
0,45 |
16 0,64 |
24 |
0,74 |
||
|
|
1200 |
0,54 |
0,20 |
12 |
0,62 |
24 |
0,86 |
36 |
1,00 |
|
|
1600 |
0,38 |
0,33 |
16 |
0,96 |
32 |
1,33 |
48 |
1,63 |
|
|
2000 |
0,23 |
0,58 |
20 |
2,00 |
40 |
2,60 |
|
|
|
|
1600 |
0,38 |
0,33 |
8 |
0,87 |
32 |
1,74 |
38 |
1,86 |
|
|
2000 |
0,23 |
0,58 |
10 |
1,74 |
20 |
2,56 |
23 |
2,67 |
Гравий, |
дресва, |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
щебень |
|
2000 |
|
|
2,3 |
16 |
2,73 |
23 |
•3,37 |
|
Известняк |
|
1400 |
|
0,49 |
3 |
0,58 |
|
|
|
|
|
|
1600 |
|
0,58 |
3 |
0,81 |
|
|
|
|
|
|
1800 |
|
0,70 |
3 |
1,05 |
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
0,93 |
3 |
1,28 |
|
|
|
|
Мрамор |
|
2800 |
|
2,91 |
|
|
|
|
|
|
Гранит, гнейс, ба |
2800 |
|
3,49 |
|
|
|
|
|
|
|
зальт |
|
|
|
|
|
|
|
|
При двухтрубной бесканальной прокладке тепловой трассы учитывается взаимное влияние тепловых потоков от каждой трубы. Тогда температура грунта вокруг двухтрубного бесканально проло женного теплопровода рассчитывается по формуле
t |
h + |
Ч\ |
-In |
х2 + (у + А )2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|||
|
2-п-Х ф |
х2 - ( у - h f |
|
||
, |
Яг |
b 1(Х- |
ЬУ + {y + hT |
(VL2) |
|
|
2-п-Хгр |
|
у (jc —б)2 —(у —А)2 |
||
|
|
|
где Ъ — расстояние между осями трубопроводов, м;
123
qb qi — удельные тепловые потери соответственно подающего и обратного теплопроводов, Вт/м.
Общее термическое сопротивление определяется по формуле
Д. — Дю +Дп.с +Дгр» (VI.3)
где Rm — термическое сопротивление слоя изоляции, (м,0С)/Вт;
R„ с — термическое сопротивление покровного слоя, (м °С)/Вт;
Лгр — термическое сопротивление грунта, (м-°С)/Вт.
Термическое сопротивление слоя изоляции определяется по
формуле |
1 |
|
RИЗ — |
||
(VIA) |
||
|
2-%-Хю |
где de, dm — наружный диаметр трубопровода и слоя изоляции, м;
Хю — коэффициент теплопроводности |
слоя изоляции |
||
(табл. VI.2), Вт/(м-°С). |
|
|
|
Термическое сопротивление покровного слоя изоляции опреде |
|||
ляется по формуле |
|
|
|
Д„.с = ----- ------ l n |
^ |
, |
(VL5) |
2 -к -Х пл |
d |
j |
|
где dn c — наружный диаметр покровного слоя изоляции, м;
Хпх — коэффициент теплопроводности покровного слоя изоля ции (табл. VI.2), Вт/(м-°С).
Термическое сопротивление грунта при h/de > 2 определяется
по формуле |
|
|
|
Дп> —■ |
1 |
-In 4 -h |
(VI.6) |
2% -Х , |
dux |
|
|
Если указанное условие не соблюдено, то |
|
||
1 -In |
2h |
+ |
(VI.7) |
Дгр = '2-%-Хг |
dnx |
|
Удельные потери тепла подающим трубопроводом определя ются по формуле
124
Т а б л и ц а V I .2
Характеристики материалов, применяемых для изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке
|
Услов |
Средняя |
|
ный про |
|
Материал |
ходтеп |
плот |
ность, |
||
|
лопрово |
кг/м3 |
|
дов, мм |
|
Изоляционныематериалы |
||
Армопенобетон |
150-800 350-450 |
|
Битумоперлит |
50-400 |
450-550 |
Битумокерамзит |
До 500 |
600 |
Битумовермикулит |
До 500 |
600 |
Пенополимербетон |
100-400 |
400 |
Пенополиуретан |
100-400 |
60-80 |
Фенольный поропласт ФЛ монолитный До 1000 |
100 |
|
Материалы длязащитного покрытия |
||
Полиэтилен |
|
919-929 |
Изол |
|
600 |
Бризол |
|
600-800 |
Асбестоцементная штукатурка |
|
1700 |
ДТ| |
R2 - Дг2 |
|
Ч\ |
|
|
Я. Я2 - R h |
|
Теплопровод |
Макси |
|
ность сухого |
||
материала при |
мальная |
|
20°С Я,4*, |
темпера- |
|
тура, “С |
||
Вт/(м*°С) |
||
|
||
0,105-0,13 |
150 |
|
0,11-0,13 |
130 |
|
0,13 |
130 |
|
0,13 |
130 |
|
0,07 |
150 |
|
0,05 |
120 |
|
0,05 |
150 |
|
0,23 |
80 |
|
0,23 |
140 |
|
0,175 |
50 |
|
0,33 |
100 |
(VI.8)
Удельные потери тепла обратным трубопроводом определяют ся по формуле
Дт2 -Л) —ДТ[ -ifi>2
(VI-9)
Rl 'R-2 ~R\,2
где Ri,R2 — общее термическое сопротивление соответственно для подающего и обратного трубопроводов, (м-°С)/Вт (определяется по формуле (VI.3));
Ri,i — термическое сопротивление, учитывающее взаим ное влияние тепловых потоков от подающего и об ратного трубопроводов, (м°С)/Вт,
125
(VI. 10)
b — расстояние между осями подающего и обратного те плопроводов, м;
Ax,, Дт2 — разность температур сетевой воды и грунта для подающего и обратного теплопроводов, °С,
Ат, |
= т, —Т0, |
(V1.П) |
Дт2 |
— т2 —to, |
(VI. 12) |
где ть т2 — температура сетевой воды подающего и обратного теплопроводов, °С.
Пример I. Диаметр теплопроводов d9 = 0,377 м. Изоляция вы полнена из фенольного поропласта толщиной биз = 0,15 м. Покров ный слой выполнен из бризола в два слоя. Толщина покровного слоя 5п.е = 0,006 м. Максимальная температура теплоносителя подающе го трубопровода т, = 150 'С, обратного трубопровода т2 = 70 °С. Глу бина заложения оси трубопровода h = 1,6 м. Грунты — пески и супе си маловлажные, р = 1600 кг/м3. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода t0 = 5 °С.
Наружный диаметр слоя изоляции dm = 0,677 м, диаметр трубо провода с изоляционной конструкцией с учетом покровного слоя d„c = 0,689 м.
Схема расположения тепловой трассы и газопровода показана на рисунке.
Расстояние по горизонтали от оси трубопровода до точки А х = 0 м, расстояние по вертикали от точки А до поверхности грунта у = 2,444 м.
Определить температуру грунта в точке А пересечения газопро водом трассы тепловой сети двухтрубной бесканальной прокладки.
Коэффициент теплопроводности фенольного поропласта при нимается по табл. VI.2 с учетом коэффициента увлажнения:
= 0,05 1,1 = 0,055 Вт/(м °С).
Термическое сопротивление слоя изоляции определяется по
формуле (VI.4): |
|
|
1 |
. 0,677 |
= 1,69(м-°С)/Вт. |
---------In—■—- |
||
2-3,14-0,055 |
0,377 |
|
126
Коэффициент теплопроводности покровного слоя из бризола принимается по табл. VI.2: Vc = 0,175 Вт/(м°С).
Термическое сопротивление покровного слоя изоляции опреде ляется по формуле (VI.5):
Rn, = ■ |
1 |
-In0,689 |
0,16(м-°С)/Вт. |
2 -3,14 |
0,175 0,677 |
|
|
Коэффициент |
теплопроводности |
грунта принимается по |
табл. VI.1: |
= 1.24 Вт/(м °С). |
|
|
Термическое сопротивление грунта определяется по формуле |
|||
(VI.6), так как соблюдается условие hlde = 1,6/0,377 = 4,24 > 2: |
|||
|
Rm = ------ ------- h |
± * - |
0286 (м-°С)/Вт. |
|
ф 2-3,14-124 |
0,689 |
' |
Общее термическое сопротивление каждого теплопровода оп ределяется по формуле (VI.3):
R, = R2 = 1,69 + 0,016 + 0286 = 1997 (м°С)/Вт.
Термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние тепловых потоков от подающего и обратного трубопроводов, опре деляется по формуле (VI.10):
127
____ 1_ |
:ln, |
2_t6 |
0,17(m°C)/Bt. |
R\Z — |
+ 1 |
||
2-3,14-124 |
, 0,88 |
|
Вычисляются разности температур воды и грунта:
Ат, = 150 - 5 = 145 °С,
Дт2 = 70 - 5 = 65 °С.
Удельные потери тепла подающим и обратным трубопроводом определяются по формулам (VI.8) и (VI.9):
<* = 145-1,997 - 65 0,17 = 70,3 Вт/м, 19972 -0.172
<7г = 65-1,997-145 0,17 = 26,6 Вт/м. 1.9972 —0,172
При пресечении газопроводом трассы двухтрубной бесканальной тепловой сети температура грунта в точке А определяется по формуле (VI.2):
, |
5 | |
70,3 |
(2,444 + 16)2 |
|
|
2 |
-3,14 -124 ^ (2,444 - 1.6)2 |
|
|
. |
26,6 |
|(0 - 0,88)2 + (2,444 |
-f 1,6)2 2 |
|
|
2 -3,14 -124 |
\ ( 0 - 0,88)2 - (2444 |
- 1.6)2 |
Таким образом, при рассмотренных условиях температура стенки полиэтиленового газопровода при максимальных температурах теп лоносителя тепловой сети не превышает допустимых значений 40 вС.
ПРИЛОЖЕНИЕ VII
Нормы расхода газа на коммунально-бытовые нужды (извлечение из ГОСТ Р 51617)
Потребители газа |
Показатель |
Нормы расхода |
потребле |
теплоты, МДж |
|
|
ния газа |
(тыс.ккал) |
1.Население |
|
|
При наличии в квартире газовой плиты и централизо |
|
|
ванного горячего водоснабжения при газоснабжении: |
|
|
природным газом |
На 1чел. |
4100 (970) |
|
вгод |
|
СУГ |
То же |
3850(920) |
Приналичиивквартирегазовойплитыигазовоговодо |
|
|
нагревателя (при отсутствии централизованного горя |
|
|
чего водоснабжения) при газоснабжении: |
|
|
природным газом |
|
10000(2400) |
СУГ |
» |
9400 (2250) |
При наличии в квартире газовой плиты и отсутствии |
|
|
централизованногогорячеговодоснабженияигазового |
|
|
водонагревателя при газоснабжении: |
|
|
природным газом |
» |
6000(1430) |
СУГ |
» |
5800(1380) |
2. Предприятиябытового обслуживания населения |
|
|
Фабрики-прачечные: |
|
|
на стирку белья в механизированных прачечных |
На 1т |
8800(2100) |
|
сухого |
|
|
белья |
|
на стирку белья в немеханизированных прачечных с |
То же |
12600(3000) |
сушильными шкафами |
|
|
на стирку белья в механизированных прачечных, |
|
18800(4500) |
включая сушку и глажение |
|
|
Дезкамеры: |
|
|
надезинфекцию белья и одеждыв паровых камерах |
|
2240 (535) |
надезинфекциюбелья и одеждывгорячевоздушных |
» |
1260(300) |
камерах |
|
|
129
Потребители газа |
Показатель |
Нормы расхода |
потребле |
теплоты, МДж |
|
|
ния газа |
(тыс. ккал) |
Бани: |
|
|
мытье без ванн |
На 1по |
40(9,5) |
|
мывку |
|
мытье в ваннах |
То же |
50(12) |
3. Предприятияобщественного питания |
|
|
Столовые, рестораны, кафе: |
|
|
наприготовлениеобедов(внезависимостиотпропу |
На 1 обед |
4,2(1) |
скной способности предприятия) |
|
|
на приготовление завтраков илиужинов |
На 1зав |
2,1 (0,5) |
|
трак или |
|
|
ужин |
|
4. Учреждения здравоохранения |
|
|
Больницы, родильныедома: |
|
|
на приготовление пищи |
На 1 кой |
3200 (760) |
|
ку вгод |
|
на приготовление горячей воды для хозяйствен |
То же |
9200 (2200) |
но-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки |
|
|
белья) |
|
|
5. Предприятияпо производству хлебаи кондитерских изделий |
||
Хлебозаводы, комбинаты, пекарни: |
|
|
на выпечкухлеба формового |
На 1т |
2500 (600) |
|
изделий |
|
на выпечку хлеба подового, батонов, булок, сдобы |
То же |
5450(1300) |
на выпечку кондитерских изделий (тортов, пирож |
» |
7750(1850) |
ных, печенья, пряников ит. п.) |
|
|
Примечания:
1.Нормырасходатеплотынажилыедома, приведенные втаблице, учитывают расходтеплотына стирку белья в домашнихусловиях.
2.При применении газа для лабораторных нужд школ, вузов, техникумов
идругих специальных учебных заведений норму расхода теплоты следует прини мать вразмере 50 МДж (12тыс. ккал) вгод на одного учащегося.