documents.tips proracun cevovoda 4

8/16/2019 Documents.tips Proracun Cevovoda 4

1/15

Mašinski Fakultet Univerziteta u BeograduKatedra za procesnu tehnikuOprema procesnih instalacija

TEH!"K# $OKUMET#%!

PROJEKTOVANJE CEVOVODA

'ro(esor) Martin Bogner #sistent) #leksandar 'etrovi*

$atum izdavanja) +,-,.-+,,/-$atum predaje) !zradio)Ocena) 0ade Bu1evac +,234

Beograd5 +,,/2+,,+-


2/15

Sadržaj

• Sadržaj 2• Tehnički opis cevovoda 3

1.Proračun cevovoda I 4

1.1.Dimenzije cevovoda 41.2.Pritisak i temperatura radnog fluida 41.3.Izbor izolacije cevi 41.4.Proračun termički dilatacija i elemenata za samokompenzaciju !

2.Proračun cevovoda II 10

2.1.Dimenzije cevovoda 1" 2.2.Pritisak i temperatura radnog fluida 1" 2.3.Izbor izolacije cevi 1" 2.4.Proračun termički dilatacija i elemenata za samokompenzaciju 1" 2.#.$aspored pokretni i nepokretni oslonaca 13

• Literatura14

• Tehnički crtež cevovoda

student: Rade Bučevac, r. indeksa: 2!"#$, %ko&ska 'odina: 2!!1"2!!2. strana: 2"1(


3/15

Tehnički opis cevovoda

Cevovod se izrađuje od cevi dimenzija DN 125 za transport suvozasićene vodenepare pritiska 12 bar, DN 5 za transport top!e vode temperature 50°C" #astoji se izdve deonice$

6 prva vertika!na, visine 2%,5 m i6 dru&a 'orizonta!na du(ine 41 m"

)vrsti os!onci se na!aze na krajevima cevovoda i na krivini 'orizonta!ne deonicesa * kompenzatorom" Na 'orizonta!nom de!u pokretni os!onci su na rastojanju od m, dok se na vertika!nom de!u na!aze na ++++++++++++++++

Na 'orizonta!nom de!u cevovoda se na!azi * kompenzator" -zvr.eno

prednaprezanje iznosi+

∆"

/ao izo!acioni materija! je predviđena minera!na vuna" -zo!acija je spo!ja za.tićenaa!uminijumovim !imom deb!jine 1 mm"

*redviđeni materija!i$

cevovod DN 125$ ) 1212 cevovod DN 5$ ) 1212 svi e!ementi pokreti' os!onaca$ ) 041 svi e!ementi nepokretni' os!onaca$ ) 041 zastitni !im izo!acije$ a!uminijum

izo!acija$ minera!na vuna"

Dimenzije ko!ena su date na crte(u, ko!ena su posebno prav!jena, ne savijana,privarena za cevovod"

Na cevovodu koji transportuje vodenu paru predviđen je odvaja kondenzatapostav!jen na 'orizonta!nom de!u cevovoda"

Na cevovodu predviđenom da transportuje top!u vodu postav!jen je odzrani venti!na 'orizonta!nom de!u cevovoda"

-spitivanje cevovoda se vr.i vodom pod pritiskom"

/ontro!a zavareni' spojeva je predviđena da se vr.i radio&raskom metodom,prema standardu # C"3"035 i prema standardu # "62"157"

8avareni spojevi su izra9eni :; postupkom"

8a.tita cevovoda od korozije izvodi se arbanjem"

student: Rade Bučevac, r. indeksa: 2!"#$, %ko&ska 'odina: 2!!1"2!!2. strana: )"1(


4/15

1. Proračun cevovoda I

1.1. Dimenzije cevovoda

*o!azni podatak zadatka je da je nazivni prenik cevovoda - DN125" zimamo cevi od

Č.1212 bez .ava iz ab"*4"11 [1]. Njene dimenzije su$d1 = 125 mm unutra.nji prenik cevid2 = 133 mm spo!ja.nji prenik cevis = 4 mm deb!jina cevimc = 12,8 kg/m masa po du(nom metru

1.2. Pritisak i temperatura radnog fluida *o!azni podatak je da je pritisak suvozasićene pare u cevovodu p = 12 bar " *ritiskusuvozasićene para u cevi od&ovora temperatura t1 = 187,95 °C "

1.3. Izbor izolacije cevi

1.).1. Te*peratura i+o&acije

aksima!na dozvo!jena temperatura koja je dozvo!jena na spo!ja.njoj strani izo!acije jet3 ? 50 °C"

1.).2. Speciični top&otni &uks

#peciini top!otni !uks po 1m du(ine cevi

7tt8d +.+.c

9 −⋅α⋅π⋅=•

i!i

( )

+.+

.

+/

+

///

+/

c

d

/

d

dln

+

/

d

dln

+

/

d

/

tt9

α⋅+⋅

λ⋅+⋅

λ⋅+

α⋅

−⋅π=

•

&de je t2 = tg = 5 !C temperatura oko!no& vazdu'a, tj" temperatura pri u&radnjicevovoda

1.3.2.1. "#dac$ %a $%abra& c'(

ρ = 7850 kg/m3 &ustina materija!a cevi sa 0,1@ C

λ1 = 52,3 )/m* koeicijent provođenja top!ote materija!a cevi

Ava dva podatka uzeta su iz


5/15

α = 1,2 10+5 C+1 koeicijent !inearno& .irenja

= 2,15 105 -"a modu! e!astinosti

1.3.2.2. "#dac$ %a $%abra& $%#ac$

8a izo!acioni materija! je izabrana m$&'ra&a (&a.

ρ = 200 kg/m3 &ustina materija!a za minara!nu vunu

λ2 = 0,045 )/m* termika provodnost minara!ne vune

Ava dva podatka uzeta su iz


6/15

-mamo ob!ik turbu!entno& strujanja u pravoj te'niki &!atkoj cevi i!i kana!u, po.to je1 104 B Fe B 5 10 " dr'$(a&' Ns't#(#g br#a

( ) ( ) 3


7/15

: ? Kc J Kv J Kiz ? 125,5% J 120,1% J 30,14 ? 257,88 N/m



8/15

1.4.2.1. '6$&a c'($

:c ? 4/5345/+ ⋅=⋅ g mc ? 125,57 N/m

1.4.2.2. '6$&a radg $da

zimamo vodu kao !uid za ispitivanje

:( ?l

g mv ⋅ ?l

g V vv ⋅⋅ ρ ?<

4/537/+;5,8+5334 + ⋅⋅⋅ π ? 120,17 N/m

1.4.2.3. '6$&a $%#ac$'

:$% ?l

g miz ⋅ ?

l

g V iz iz ⋅⋅ ρ ?/

4/537/..5,/3.5,8<

+,, ++ ⋅−⋅⋅π

? 30,14 N/m

1.4.3. Provera čvrsto!e deonice "#

1.4.3.1. Nap#& #d t'mp'ratr&$; d$atac$a

σs ?l

t d E C

⋅

∆⋅⋅⋅⋅+

+ma? α ?;-+>+

3;5/4+/..5,/;5++5/+;

⋅⋅⋅⋅⋅ ? 2H,535 *a

ze!i smo da je na deonici :=, m = 1,8 m, ? 27,5 m, a δ

= 1,8 m" 8a ove podatkedobijamo vrednosti koeicijenata :, =, C u ab" *""% i *"H [1]$

< = 25 = 80 Cma> = 25

za & ?δ l l

l

m

m

+ ?

45/45/

45/

+ ? 0,5 p ?

l

l l m δ + ?;-+>

45/45/ +? 0,131

1.4.3.2. Nap#& #d stat$k#g pr$t$ska t'st$

σa ? s

d p

⋅⋅<

+ ? .

.;

/,


9/15

1.4.3.5. tp#r$ #s#&aca s

*z ? :α 6 - 2m!

t∆

10? 25 1,2 2,15 3,3% 10 +45/

3;5/4+ 10? 1,23 kN

*L ? = α 6 - 2m!

t∆ 10? H0 1,2 2,15 3,3% 10 +

45/

3;5/4+ 10? 3,73 kN

1.4.4. Provera čvrsto!e deonice #$

1.4.4.1. @kp $%d6'&' d'#&$c' C

C ? α !=C ∆t ? 1,2 105 41 ? 0,07 m ? 90 mm

1.4.4.2. %(r' ' pr'd&apr'%a&' c'(#(#da

"C ? =∆

+

lB%+

3,? 45 mm

1.4.4.3. D6$&a k# tr'ba da pr$m$ k#mp'&%at#r

sC ? ∆!=C ∆!*=C ? 70 M 45 ? 45 mm

1.4.4.4. %b#r d$m'&%$a " k#mp'&%at#ra

8a vrednosti d1 ? 125 mm i ∆!s=C ? 45 mm uzimamo iz ab"*"1 [1] dobijamo vrednosti$

A ? 1,8 m visina kompenzatora"* ? 0,30 t ? 3,0 kN si!a e!astine deormacije

? 2 Dsr ? mm+;4+

/+;/..+

+

dd+ +/ =

+⋅=

+⋅ ? 0,258 m

2 ? M 2F ? 1,H M 2 0,25H ? 1,284 m1 ? 0,5 !2 ? 0,5 1,2H4 ? 0,42 m ? !1 J 2 F ? 0,42 J 2 0,25H ? 1,158 m .irina kompenzatora

student: Rade Bučevac, r. indeksa: 2!"#$, %ko&ska 'odina: 2!!1"2!!2. strana: #"1(


10/15

1.4.4.5. B$a #d t'6$&' c'($

? µ K2

!? 0,3 25%,HH

+


11/15

2. Proračun cevovoda II

2.1. Dimenzije cevovoda

*o!azni podatak zadatka je da je nazivni prenik cevovoda -- DN 5" zimamo cevi od

Č.1212 bez .ava iz ab"*"4"11 [1]. Njene dimenzije su$d1 ? 70,3 mm unutra.nji prenik cevid2 ? 7,1 mm spo!ja.nji prenik cevis ? 2,9 mm deb!jina cevimc ? 5,28 kg/m masa po du(nom metru

2.2. Pritisak i temperatura radnog fluida *o!azni podatak je da !uid, top!a voda, temperature t ? 50 °C" aksima!na dozvo!jenabrzina top!e vode je po preporukama ω =2 m/s

2.3. Izbor izolacije cevi

emperatura unutar cevi iznosi t ? 50 °C, pa proraun deb!jine izo!acije nije potreban,već usvajamo d3 tako da deb!jina izo!acije bude tano δ = 30 mm. -zo!acija je potebnada bi se smanji!i top!otni &ubici u cevovodu"

2.).1. svojena vrednost spo&&ja%nje' prečnika i+o&acije

d3 ? d2 J 2 δ ? %"1 J 2 30 ? 13 mm

2.4. Proračun termički dilatacija i elemenata za kompenzaciju

2.-.1. užina deonica i *esto čvrstih os&onaca

/ako pravimo da cevovod !! ide para!e!no sa cevovodom ! , po!o(aj i broj os!onaca ćebiti isti kao u s!uaju cevovoda !"

2.-.2. dre/ivanje težine dužno' *etra cevi

: ? Kc J Kv J Kiz ? 51"H0 J 3H"00 J 17"5% ? 109.37 N/m2.4.2.1. '6$&a c'($

:c ? 4/53+45; ⋅=⋅ g mc ? 51,80 N/m

2.4.2.2. '6$&a radg $da

:( ?l

g mv ⋅ ?l

g V vv ⋅⋅ ρ ?<

4/537,>,.5,8+5334 + ⋅⋅⋅ π ? 38.00 N/m



12/15

2.4.2.3. '6$&a $%#ac$'

:$% ?l

g miz ⋅ ?l

g V iz iz ⋅⋅ ρ ?/

4/537,>=/5,/.=5,8<

+,, ++ ⋅−⋅⋅π

? 19.57 N/m

2.-.). Provera čvrsto0e deonice 5B

2.4.3.1. Nap#& #d t'mp'ratr&$; d$atac$a

σs ?l

t d E C

⋅

∆⋅⋅⋅⋅+

+ma? α ?;-+>+

=/5,/;5++5/+;

⋅⋅⋅⋅⋅ ? H,03 *a

ze!i smo da je na deonici :=, m = 1,8 m, ? 27,5 m, a δ

= 1,8 m" 8a ove podatkedobijamo vrednosti koeicijenata :, =, C u ab" *""% i *"H [1]$

< = 25 = 80 Cma> = 25

za & ?δ l l

l

m

m

+ ?

45/45/

45/

+ ? 0,5 p ?

l

l l m δ + ?;-+>

45/45/ +? 0,131


σa ? s

d p

⋅⋅<

+ ? .

.;

/,3-+<

/,/->=/,/

−

−

⋅⋅

⋅⋅⋅ ? 0, *a

2.4.3.3. '%t?$ &ap#&

σF ? σa @ σs ? 0, J H,03 ? H,7 *a

Dobijena vrednost rezu!tujuće& napona je manja od maksima!no& dozvo!jeno& naponaσdop? 100 *a, tako da d#a%$ d# sam#k#mp'&%ac$'"

2.4.3.4. -#m'&t $&'rc$' %a prst'&ast$ p#pr'&$ pr's'k

- ? 78=<

<

/

<

+ d d −⋅π

? 7,>,.5,,>=/5,8=<


13/15

2.-.-. Provera čvrsto0e deonice B6

2.4.4.1. @kp $%d6'&' d'#&$c' C

C ? α !=C ∆t ? 1,2 105 41 ? 0,0221 m ? 22,1mm

2.4.4.2. %(r' ' pr'd&apr'%a&' c'(#(#da

"C ? =∆

+

lB%+

/5++? 11,05 mm

2.4.4.3. D6$&a k# tr'ba da pr$m$ k#mp'&%at#r

sC ? ∆!=C ∆!*=C ? 22,1 M 11,05 ? 11,05 mm

2.4.4.4. %b#r d$m'&%$a " k#mp'&%at#ra

8a vrednosti d1 ? %0,3 mm i ∆!sCD ? 11,05 mm uzimamo iz ab"*"1 [1] dobijamo vrednosti$

A ? 1 m visina kompenzatora"* ? 0,20 t ? 2,0 kN si!a e!astine deormacije

? 2 Dsr ? mm=+

++ +/ =

+⋅=

+⋅

d d ? 0,14 m

2 ? M 2F ? 1 M 2 0,14 ? 0,708 m

1 ? 0,5 !2 ? 0,5 0,%0H ? 0,354 m ? !1 J 2 F ? 0,354 J 2 0,14 ? 0,4 m .irina kompenzatora

2.4.4.5. B$a #d t'6$&' c'($

? µ K2

!? 0,3 107,3%

+


14/15

2.4.4.. B$a &'p#kr'tm #s#&c

N ? */ J ? 2,0 J 0,% ? 2,7 kN


σa ? s

d p⋅

⋅<

+ ? ..

;

/,3-+</,/->=/,/

−

−

⋅⋅

⋅⋅⋅ ? 0, -"a

2.4.4.8. '%t?$ &ap#&

σ ? aa p d d

N

S

N σ

π σ +

−⋅

=+

78<

+

/

+

+

?=

++

.

/,==5,

7,>,.5,,>=/5,8<

/,=>-+⋅+

−⋅π

⋅

?

? 4,7 -"a

Dobijena vrednost rezu!tujuće& napona je manja od maksima!no& dozvo!jeno& naponaσdop? 100 *a, tako da d#a%$ d# sam#k#mp'&%ac$'"

2.%.&aspored pokretni i nepokretni oslonaca

student: Rade Bučevac, r. indeksa: 2!"#$, %ko&ska 'odina: 2!!1"2!!2. strana: 1-"1(


15/15

Literatura

1] #g&'r -.,"'tr#($?