Определение необходимой величины балластировки
федеральное агентство ПО ОБРАЗОВАНИЮ и науке
ВОЛГОГРАДСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ
ЭКОЛОГИИ
КАФЕДРА
ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ
Контрольная
работа
Определение
необходимой величины балластировки
Руководитель: Ефремова Т.В.
Волгоград,
2015
Исходные данные
Вариант 6
|
de, мм
|
140
|
|
ПЭ
|
80
|
|
SDR
|
11
|
|
Масса 1м, кг
|
5,08
|
|
Р, Мпа
|
0,6
|
+15
|
|
∆t
|
10
|
|
β,
рад.
|
0,265
|
|
ρ,
м
|
15,7
|
|
участок
|
пойма
|
|
материал пригруза
|
-
|
|
вес пригруза, Н
|
-
|
|
ρb, кг/м3
|
-
|
|
ρw, кг/м3
|
1050
|
|
грунт
|
песок
|
|
ρгр, кг/м3
|
|
сгр, Н/м2
|
3500
|
|
е
|
0,40
|
|
Егр, МПа
|
2,5
|
|
φ, град.
|
35
|
Определение необходимой величины балластировки
Решение Выталкивающая сила воды на единицу длины газопровода, Н/м,
определяется по формуле
qw = (p/4)rwgde2= (3,14/4)·1050·9,81·0,142 =
159 Н/м
где rw - плотность воды с учетом
растворенных в ней солей, кг/м3;
-
наружный диаметр газопровода, м Нагрузка от упругого отпора газопровода qизг при свободном изгибе газопровода в вертикальной
плоскости, Н/м, должна определяться по формуле
для
выпуклых кривых
где
- модуль ползучести материала труб, МПа;- стандартное
размерное отношение номинального наружного диаметра к номинальной толщине
стенки;
r - радиус упругого
изгиба газопровода , м.
qизг = (3,14·175·0,144·106)/(11·9·0,2652·15,73)
= 0,2111/26904,56 = 8 Н/м
Собственный
вес единицы длины газопровода, Н/м, определяется по формуле
qq = mqg,
где
где тq - расчетная масса 1 м трубы, принимаемая по ГОСТ Р
50838 <file:///C:\Users\Program%20Files\StroyConsultant\Temp\5251.htm>
Значения
коэффициента надежности устойчивого положения для различных участков
газопровода принимаются по таблице 1.
газопровод
нагрузка изгиб надежность
Таблица 1
|
Участок газопровода
|
Значение ga
|
|
Обводненные и пойменные за
границами производства подводно-технических работ, участки трассы
|
1,05
|
|
Русловые участки трассы,
включая прибрежные участки в границах производства подводно-технических работ
|
1,10
|
Коэффициент надежности по материалу пригруза принимается:
для железобетонных грузов и мешков с цементно-песчаной смесью - 0,85.
Вес пригруза определяется по соответствующим стандартам или ТУ.
- модуль
ползучести материала труб, МПа; принимается в зависимости от температуры
эксплуатации по графикам, приведенным на рисунке, где напряжения в стенке трубы
определяются по формуле
а
- s = 1,5 МПа; б - s = 2,5 МПа; в - s = 3 МПа; г - s = 4 МПа
Рисунок
- Значения модуля ползучести s материала труб для
проектируемого срока эксплуатации 50 лет в зависимости от температуры
транспортируемого газа
Определяем
величины qгр, a, b и
с:
qгр = 9,81·(2010-1,05·1050)/(1+0,4)
= 6359 Н/м
а = 6359·0,14+0,7·0,14·3500/cos(0,7·35) = 1267
b = 4·0,14·6359· tg(0,7×35°) ·[(3,14/8)·6359·0,142
+ (1,05·(159+8)-50)/0,7] = 370217,6
с = 2×0,14×6359×tg(0,7×35°) =812.
Необходимая высота грунта, закрепляемого НСМ, согласно формуле должна
быть:
Н0 ≥ ((12672+370217,6)0,5 -
1267)/5840 = 0,024