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谈供热直埋热水管道摩擦力的计算

2014-08-08

山西建筑 2014年36期
关键词:保温管管道工程技术规程

闫 永 波

(太原理工大学建筑设计研究院,山西 太原 030024)

谈供热直埋热水管道摩擦力的计算

闫 永 波

(太原理工大学建筑设计研究院,山西 太原 030024)

通过对新旧规程中供热直埋热水管道摩擦力的计算分析,得出同条件下新规程单长摩擦力减小了很多,且考虑了地下水位对管道摩擦力的影响,指出摩擦力的变化直接影响到管道过渡段长度、自由端热伸长以及补偿器的选择等,其计算数据关系到管网的安全运行,具有重要的实用价值。

供热直埋管道,摩擦力,过渡段,热伸长

0 引言

行业标准CJJ/T 81-2013城镇直埋供热管道工程技术规程于2014年2月1日正式实施。

对供热直埋热水管道摩擦力的计算进行了调整,摩擦力大小与CJJ/T 81-98城镇直埋供热管道工程技术规程中同样条件下计算数值有了很大的变化,并且考虑了地下水位对管道摩擦力的影响。摩擦力的大小直接影响着过渡段长度和管道自由端的热伸长等,关系到管网的安全运行。

1 CJJ/T 81-2013单长摩擦力的计算[1]

保温管外壳与土壤之间的单位长度摩擦力应按下式计算:

(1)

K0=1-sinφ

(2)

其中,F为单位长度摩擦力,N/m;μ为摩擦系数;Dc为外护管外径,m;σv为管道中心线处土壤应力,Pa;G为包括介质在内的保温管单位长度自重,N/m;ρ为土壤密度,可取1 800 kg/m3;g为重力加速度,m/s2;K0为土壤静压力系数;φ为回填土内摩擦角,砂土可取30°。

土壤应力应按下列公式计算:

1)当管道中心线位于地下水位以上时的土壤应力:

σv=ρ×g×H

(3)

2)当管道中心线位于地下水位以下时的土壤应力:

σv=ρ×g×Hw+ρsw×g(H-Hw)

(4)

式中:ρsw——地下水位线以下的土壤有效密度,可取1 000 kg/m3;H——管道中心线覆土深度,m;Hw——地下水位线覆土深度,m;其余符号同上。

保温管外壳与土壤之间的摩擦系数应根据回填条件确定,可按表1采用。

表1 保温管外壳与土壤间的摩擦系数

2 CJJ/T 81-98单长摩擦力的计算[2]

CJJ/T 81-98城镇直埋供热管道工程技术规程规定,直埋敷设预制保温管与土壤的摩擦力采用式(5)计算:

F=(h+Dc/2)ρgμπDc

(5)

其中,h为管顶埋深,m;其余符号同上。

3 单长摩擦力计算对比

(6)

表2 旧规程单长摩擦力计算数值表

表3 新规程单长摩擦力计算数值表

计算结果显示:当h=1.5m时,比值为1.424。当h取值在0.6 m~3 m时,比值为1.511~1.424。随着埋深的增加比值减小,且随着管径的增加比值增大。由此可见,新规程单长摩擦力比原规程单长摩擦力减小了很多。

下面对埋深0.6 m~1.5 m,管径40~500,摩擦系数为0.2的供热直埋热水管道,分别采用CJJ/T 81-98和CJJ/T 81-2013计算管道的单长摩擦力,见表2和表3。

由表2和表3可知,新规程单长摩擦力减小了很多,管径越大埋深越浅,单长摩擦力减小的幅度越大。

4 结语

从新旧规程单长摩擦力计算数值可知,单长摩擦力有很大的改变,其直接影响到过渡段长度、管道自由端的伸长量、补偿器的选择、固定墩的受力以及弯头、变径、折点、三通的寿命。故摩擦力值的大小关系到管网的安全运行,其具有重要的意义。

[1] CJJ/T 81-2013,城镇直埋供热管道工程技术规程[S].

[2] CJJ/T 81-98,城镇直埋供热管道工程技术规程[S].

[3] [丹麦]兰德劳夫皮.区域供热手册[M].贺 平,王 刚,译.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1998:119-120.

Discussion on the friction computation of directly buried heat supply pipeline

YAN Yong-bo

(Taiyuan Technology University Building Design Academy, Taiyuan 030024, China)

Through analyzing friction computation of directly buried heat supply pipeline in old and new norms, the paper concludes that: single friction reduces by considering the impact of underground water level for pipeline friction, friction alteration directly influences pipeline transition section length, free heat elongation and compensator selecting and so on, the computation data will be some relationship with pipeline safety operation. Thus, it has important application value.

directly buried heat supply pipeline, friction, transition section, thermal elongation

1009-6825(2014)36-0127-02

2014-10-16

闫永波(1981- ),男,工程师

TU833.12

A

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