Cálculo del compensador de tubo en forma de U
Cálculo de la capacidad de compensación de un compensador de tamaño dado
EJEMPLO
El cálculo del compensador de tubo en forma de U consiste en determinar las dimensiones mínimas del compensador, que son suficientes para compensar las deformaciones térmicas de la tubería. Completando el formulario anterior, podrá calcular la capacidad de compensación del compensador en forma de U según sus dimensiones.
Recomendaciones para el cálculo
- Se recomienda que la tensión máxima en la parte posterior del compensador esté en el rango de 80 a 110 MPa.
- Se recomienda que la relación óptima entre la longitud total del compensador y el diámetro de la tubería esté en el rango H/DN = (de 10 ... a 40), mientras que la longitud total del compensador en 10DN corresponde a la tubería DN350, y la longitud total en 40DN a la tubería DN15.
- Se recomienda que la relación óptima entre el ancho del compensador y su margen esté en el rango de L/H= (de 1 ... a 1.5), aunque se pueden aceptar otros valores.
- Si es necesario instalar un compensador de tamaño demasiado grande para compensar la expansión térmica de la tubería, se puede reemplazar con dos compensadores más pequeños.
- Al calcular la expansión térmica de la tubería, la temperatura del fluido de trabajo debe tomarse como la máxima y la temperatura del entorno que rodea la tubería como la mínima.
Se aceptan las siguientes restricciones en el cálculo
- La tubería está llena de agua o vapor
- Tubería hecha de acero
- La temperatura máxima del fluido de trabajo no excede 200 °С
- La presión máxima en la tubería no excede 1,6 МPa (16 bar)
- El compensador está instalado horizontalmente
- El compensador es simétrico y sus brazos tienen la misma longitud
- Se consideran rígidos los soportes fijos
- La tubería no está sujeta a presión de viento ni otras cargas
- No se tiene en cuenta la resistencia de las fuerzas de fricción de los soportes móviles durante la expansión térmica
- Los codos son lisos
Recomendaciones para la instalación
- No se recomienda colocar los soportes fijos a menos de 10DN del compensador en forma de U, ya que la transmisión del momento de sujeción del soporte reduce la flexibilidad.
- Se recomienda que los tramos de la tubería desde los soportes fijos hasta el compensador en forma de U sean de la misma longitud. Si el compensador no se encuentra en el centro del tramo, sino que se desplaza hacia uno de los soportes fijos, las fuerzas de deformación elástica y tensión aumentan en aproximadamente un 20-40%, en relación con los valores obtenidos para el compensador ubicado en el centro.
- Para aumentar la capacidad de compensación, se utiliza el estiramiento previo del compensador. Durante la instalación, el compensador experimenta una carga de flexión, alcanza un estado sin tensión cuando se calienta y se dobla a la temperatura máxima. El estiramiento previo del compensador en una cantidad igual a la mitad de la expansión térmica de la tubería permite aumentar su capacidad de compensación al doble.
Campo de aplicación
Los compensadores en forma de U se utilizan para compensar la expansión térmica de las tuberías en tramos largos y rectos, cuando no es posible la auto-compensación de la tubería debido a los giros de la red de calor. La ausencia de compensadores en tuberías rígidamente fijadas con una temperatura variable del fluido de trabajo provocará un aumento de la tensión capaz de deformar y destruir la tubería.
Los compensadores flexibles se utilizan
- Para la instalación aérea de todos los diámetros de tubería, independientemente de los parámetros del fluido de trabajo.
- Para la instalación en túneles, canales y colectores comunes en tuberías desde DN25 hasta DN200 a una presión del fluido de trabajo de hasta 16 bar.
- Para la instalación sin conductos de tuberías con diámetros de DN25 a DN100.
- Si la temperatura máxima del fluido de trabajo supera los 50°C
Ventajas
- Alta capacidad de compensación
- No requiere mantenimiento
- Fácil fabricación
- Fuerzas insignificantes transmitidas a los soportes fijos
Desventajas
- Se utiliza una gran cantidad de tubos para la fabricación
- Gran área ocupada
- Alta resistencia hidráulica
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