膨胀弯方形补偿器核算

地下直埋供暖管道的膨胀和补偿管道的热膨胀室外供暖管道通常分为一次供暖管道和二次供暖管道。

一次供暖管道压力不大于 1.6MPa,热水温度不超过150C。

二次供暖管道压力不大于 1.2MPa,热水温度不超过100C。

管道从冷状态到工作状态其温度变化很大，从而引起管道的热膨胀，通常室外供暖管道的管线很长，热伸长值会达到很大。

管线的热伸长值计算公式：△L=X .L. △t 毫米入一一管材的线性膨胀系数，毫米/米.CL――管段的长度，米△t -- 温度差，即管道输送介质的工作温度与当时环境温度之差，C如果管段两端固定，那么由于膨胀，将在管壁内产生巨大的应力，其应力值计算公式：(T =E. △ L/L 兆帕式中(T——由于热膨胀产生的应力，兆帕E――管材的弹性模数，兆帕△L/L ――管道的膨胀量与原长度之比。

由于管道的热膨胀，对管段两端的固定点将产生推力，此推力计算公式：F F . A，兆牛式中 A ——管道的截面积，m2将(T代入上式，则得：F= E 入△ t. A我们取钢管的弹性模数E=0.21 X 106MPa线膨胀系数入=12 X 10-6米/米C,将此两数值代入公式则得：25. A. △ t以某钢厂地下直埋供暖管道安装为例：管子外径为219mm内径为207mn其温差为105C，那么对固定点所形成的推力为：25. A. △ t 〜25. n /4 (21.92 -20.72 ) . 105 〜10.5 兆牛由此可见，由于热膨胀所产生的推力是很大的。

管道热膨胀的补偿管道热膨胀的补偿指的是管道吸收热膨胀，减小热应力的能力。

管道热膨胀的补偿方法很多，有的采用管道本身的自然变形进行补偿；有的采用各种形式的热膨胀补偿器。

根据地下直埋供暖管道的工作参数特点，且管线较长，如只依靠管道本身的自然变形将无法实现完全补偿，故必须采用附加的热膨胀补偿器。

以某钢厂地下直埋供暖管道安装为例：管线长度4750 米，螺旋钢管© 219mr X 6mm采用供、回水管相邻地下直埋布置。

方形补偿器工作原理
方形补偿器工作原理是通过利用方形补偿器的结构和特性来实现的。

方形补偿器内部包含两个平行的金属片，它们之间有一定的间隙。

当方形补偿器受到外部作用力或压力时，金属片会发生形变。

当外部作用力或压力作用在方形补偿器上时，金属片会发生弯曲或伸张。

这个弯曲或伸张的变形会引起金属片之间的间隙发生变化。

方形补偿器中的金属片通常具有不同的材料特性，比如不同的热膨胀系数。

当方形补偿器受到温度变化影响时，不同材料的金属片会发生不同的热膨胀。

这将导致金属片之间的间隙发生变化。

方形补偿器根据金属片的变形情况，可以通过测量金属片之间的间隙大小来检测外部作用力、压力或温度变化。

这种检测结果可以用来控制或调整系统中的其他元件，以实现补偿和稳定系统的工作。

总结来说，方形补偿器的工作原理是通过利用金属片的形变和间隙变化来检测外部作用力、压力或温度变化，并通过控制系统中的其他元件来实现补偿和稳定系统的工作。

热力管道方形热补偿器的制作安装技术黄位昌，马锦静（广西建工集团第一安装有限公司，广西南宁530001）[摘要]文章系统分析了热力管道热膨胀情况和介绍常用方形补偿器的制作与安装技术。

[关键词]热膨胀；方形补偿器；制作安装[中图分类号] TK11+4 [文献标识码] A ［文章编号］1008-1151(2005)10-0094-03[收稿日期]2005-06-17[作者简介]黄位昌（1972—），男，广西平南人，广西建工集团第一安装有限公司工程师，研究方向：工程施工技术管理。

1热力管道膨胀长度及膨胀力分析1.1膨胀长度热力管道安装完毕、投入运行后，常因温度变化较大而产生伸缩。

温度变化有两方面的因素，一方面是由于环境温度的变化，冬季和夏季的温差可达到30℃以上；另一方面是由于管道本身的工作介质温度较高，热膨胀量较大。

钢管道受热后的膨胀量，按下式计算：△L=a△tL式中：△L———管道膨胀长度（毫米）a———管材的线膨胀系数（毫米/米·度）△t ———管道工作温度与安装时温度之差（℃）L———管道长度（米）钢管道在安装中应用最广，一般可用以下公式计算：△L=0.012△tL毫米1.2膨胀应力分析如果在受热膨胀的管道两端加以限制，不让管道膨胀，这时在管道内部将产生很大的热膨胀应力，根据虎克定律，热膨胀应力可按以下公式进行计算：σ=εE kg/cm2式中：σ———热膨胀应力；ε———相对压缩量，ε=△L/L；E———钢材的弹性模数，随材质品种和工作温度的不同而变化，常用钢材的弹性模数为2×106。

上式表明，热膨胀应力的大小与相对压缩量和弹性模数成正比，而与管道的长度无关。

上式用△L/L代替ε，用a△tL代替△L，则变为：σ=Ea△t kg/cm2这表明热膨胀应力与管道的材质、工作温度和温差有关。

在这三个因素中，温度差是最主要的因素。

对于常用的钢管，其线膨胀系数通常取12×10-6 ，弹性模数常取2×106，热胀应力公式可简化为：σ=24△t kg/cm2利用上述公式，可以很容易地计算出钢管道热膨胀受到限制时产生的热胀应力。

L型和方形补偿器补偿器计算L型补偿器和方形补偿器在结构上有一些区别。

L型补偿器通常是由两个不同长度的臂构成的，其中一个臂较长，另一个较短。

这两个臂的连接点处形成了一个90度的角。

方形补偿器则是由四条边构成的正方形或矩形形状。

补偿器的设计是基于热膨胀的原理。

当管道或电缆在使用过程中受到热膨胀时，补偿器可以沿着轴向移动，从而补偿由于热膨胀引起的长度变化。

这种移动可以减少或消除热膨胀产生的应力和位移。

在计算L型和方形补偿器的补偿量时，我们需要考虑几个因素。

首先是管道或电缆的长度变化。

这取决于管道或电缆的材料热膨胀系数和温度变化范围。

其次是补偿器的长度和形状。

补偿器的长度和形状决定了其可以提供的最大位移范围。

最后是补偿器的材料和弹性模量。

补偿器的材料和弹性模量会影响其承载能力和弹性恢复能力。

计算L型和方形补偿器的补偿量可以通过以下步骤进行：1.确定管道或电缆的热膨胀系数。

热膨胀系数可以根据材料的特性和温度范围进行确定。

根据热膨胀系数，可以计算出管道或电缆在温度变化时的长度变化量。

2.确定补偿器的长度和形状。

补偿器的长度和形状决定了其可以提供的位移范围。

一般来说，补偿器的长度越长，位移范围越大。

3.确定补偿器的材料和弹性模量。

补偿器的材料和弹性模量会影响其承载能力和弹性恢复能力。

这可以通过选择适当的材料和弹性模量来满足设计要求。

4.根据以上参数计算补偿器的补偿量。

补偿量可以通过补偿器位移量与管道或电缆长度变化量之间的关系来计算。

需要注意的是，计算补偿器的补偿量只是其中之一的设计考虑因素。

在实际应用中，还需要考虑许多其他因素，如补偿器的安装方式、受力分析、使用寿命等。

这些因素需要根据具体的应用情况进行综合考虑。

综上所述，L型和方形补偿器是一种用于补偿电缆或管道热膨胀引起的位移和应力的装置。

计算补偿器的补偿量需要考虑管道或电缆的长度变化、补偿器的长度和形状、材料和弹性模量等因素。

但需要注意的是，设计补偿器时还需要考虑其他因素，如安装方式、受力分析、使用寿命等。

方形补偿器计算方形补偿器是一种用于补偿机械系统的力学设备，常用于减少机械系统在运动过程中的振动和噪声。

在设计方形补偿器时，需要考虑到系统的质量、刚度、减震效果等因素。

本文将介绍方形补偿器的计算方法和一些实例分析。

首先，方形补偿器的计算方法需要考虑到系统的质量和刚度。

系统的质量可以通过摆动质量和槓臂长度来计算，而刚度可以通过选择材料和计算杆长来确定。

摆动质量的计算方法如下：m=M*L^2/l^2其中，m为摆动质量，M为系统质量，L为摆杆长度，l为杆长。

方形补偿器的刚度计算方法如下：k=E*A/l其中，k为刚度，E为弹性模量，A为截面积，l为杆长。

在进行计算时，需要根据实际的系统参数选择合适的值，以保证补偿器的有效性。

接下来，我们将通过一个实例来说明方形补偿器的计算方法。

假设我们需要设计一个方形补偿器来减少机械系统的振动和噪声。

已知系统的质量为100kg，摆杆长度为1m，杆长为3m。

杆材料的弹性模量为200GPa，截面积为100mm^2首先，根据以上参数，我们可以计算出摆动质量：m = M * L^2 / l^2 = 100 * 1^2 / 3^2 = 0.111kg其次，我们可以计算出方形补偿器的刚度：k=E*A/l=200*10^9*100*10^-6/3=6.67*10^9N/m最后，根据计算出的补偿器质量和刚度，我们可以进行实际的设计和安装，以减少机械系统的振动和噪声。

需要注意的是，方形补偿器的计算方法只是作为一种参考，实际的设计和安装还需要考虑到其他因素，如动力学效果和系统的稳定性等。

总结起来，方形补偿器的计算方法主要包括摆动质量和刚度的计算。

在实际的设计中，可以根据系统的参数和需求来确定补偿器的质量和刚度。

希望本文的介绍能够对方形补偿器的计算方法有所帮助。

补偿器的计算解释：补偿管线因温度变化而伸长或缩短的配件，热力管线上所利用的主要有波形补偿器和波纹管两种。

一. 补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。

由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。

属于一种补偿元件。

利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。

也可用于降噪减振。

在现代工业中用途广泛。

二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。

补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。

2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。

3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。

4.吸收地震、地陷对管道的变形量。

三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。

主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。

推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N），A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2），P-此管段管道最高压力（MPa）。

轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量△X=0）时，f=1/2，否则f=1。

管道除上述部位外，可设置中间固定管架。

中间固定管架可不考虑压力推力的作用。

2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。

3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。

补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp 管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm），X0-补偿额定位移量（mm）。

热力管道的补偿器使用分类通常讲的热力管道的补偿方式有两种：自然力补偿和补偿器补偿。

1．自然力补偿自然力补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。

管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。

实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然力补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然力补偿。

自然力补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。

管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。

2．管道补偿器补偿热力管道自然力补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。

管道补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。

常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。

（1）方形补偿器。

方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。

这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。

方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。

方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。

方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c ＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。

制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。

焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。

焊制方形补偿器时，当DN≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。

（2）波纹管补偿器。

目标计算悬臂H和开口B尺寸1、计算悬臂H和开口B尺寸2、对于给定尺寸补偿器进行弯曲应力计算，以检验是否满足要求。

E 管道弹性模量碳钢为2x106kg/cm2K 系数K=B/H，建议取0.6--1.6之间，常取1⊿L 方形补偿器伸长量cm ⊿L=ε*⊿l ⊿l管道热伸长量⊿l=α*Lε冷紧系数当最高工作温度小于250取0.5,250至400取0.7t 工作温度t0安装温度⊿t 温差L 管道固定支架之间长度m α线膨胀系数cm/(m.℃)Dw管道外径cm【σ】管材许用弯曲应力碳钢为800kg/cm2H 悬臂伸长量cm B 开口尺寸cm⊿t （℃）L（m）⊿L（cm）Dw(cm)H(cm)1168.747601007.58410.81195.9439BH6050 3.79213.31153.7555 6050 3.79215.91168.1138 6090 6.825621.91264.7056 6076 5.7638427.31271.5863 60967.2806432.51333.0405 601309.859237.71417.4093 601309.859242.61443.707 601309.859252.91494.4465 601309.8592631539.5873 601309.8592721576.84312000000查表1选取2.9712自动计算5.9424自动计算0.5选取240已知20已知60自动计算80已知0.001238查表32.5已知800查表300.88自动计算300.88自动计算。

采暖补偿器的经验计算1 固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。

有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。

可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。

2 设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。

2.1 计算管道热伸长量(1)△ X——管道的热伸长量,mm;t1——热媒温度,℃,t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算.L——计算管道长度m;0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃按t1=95℃简化得(2 )2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。

(管道伸长量分别为40mm和50mm)。

实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。

在自然补偿两臂顶端设置固定支架。

“г”型补偿器一般用于DN150以下管道;最大允许距离与管径关系见表1。

“Z” 型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。

表1 г”型补偿器最大允许距离补偿器形式敷设方式管径DN(mm)25 32 40 50 70 80 100 125 150г型长边最大间距L2(m)15 18 20 24 24 30 30 30 30短边最小间距L1(m)2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 62.3 确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。

方形补偿器固定支架最大允许间距方形补偿器固定支架的最大允许间距需要根据具体的管道条件进行计算。

方形补偿器在安装前，应检查补偿器是否符合设计要求，补偿器的三个臂是否在一个水平上，安装时用水平尺检查，调整支架，使方型补偿器位置标高正确，坡度符合规定。

完成两固定支架之间的管道安装并牢固的固定以后，在系统未投入运行的情况下进行补偿器的安装。

一般来说，在两固定支座的中间位置安装方形补偿器。

因此必须把固定支座和热力管道及支撑的固定管架牢固焊接在一起，用以限制轴向的位移。

另外，总膨胀量与滑动支架间的膨胀量计算公式为：ΔL=α•ΔT•L。

其中，ΔL为膨胀量，α为管材线膨胀系数，ΔT为设计温度和环境温度差，L为固定支架间距。

每一个滑动支架间的热胀和冷缩的膨胀量都不一样，所以安装滑动支架时，每一个滑动支架间的膨胀量应单独计算，按计算出的偏移量向热位移相反方向1/2偏位安装或符合设计文件规定。

因此，方形补偿器固定支架的最大允许间距需要根据具体的管道条件、设计温度、环境温度、管材线膨胀系数等因素进行计算，以确保管道的安全运行。

具体的计算方法可咨询专业的工程师或参考相关的技术标准和规范。

选择合适的补偿器需要考虑多个因素，包括管道系统的特性、环境条件、安装要求以及经济成本等。

以下是一些选择适合的补偿器时需要考虑的关键因素：1.管道系统特性：了解管道系统的介质、温度、压力、流量等特性。

这些因素将直接影响补偿器的选择和性能要求。

2.补偿器类型：根据管道系统的需要，选择适合的补偿器类型。

常见的补偿器类型包括波纹管补偿器、方形补偿器、旋转补偿器等。

每种补偿器都有其特点和适用范围，需要根据实际情况进行选择。

3.环境条件：考虑管道系统所处的环境条件，如温度、湿度、腐蚀等。

这些因素将对补偿器的材料和结构产生影响，需要选择能够适应环境条件的补偿器。

安装要求：了解补偿器的安装要求，包括安装空间、连接方式、固定方式等。

确保所选的补偿器能够满足安装要求，并方便施工和维护。