按强度条件确定管道跨度的计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第174页（1968字）

［说明］管道断面上的最大应力不得超过管材的许用应力，以保证管道的强度安全。根据这一原则所确定的管道允许跨度为按强度条件确定管道的跨度。参考图2－5－36。

图2－5－36 管架跨度计算图

a－连续敷设的直管 b－端头管道 c－水平弯管

1．对连续敷设的直管跨度计算(图2－5－36a)

式中 l——管道的允许跨度(m)

［σ_W］——许用外载综合应力(Pa)，当采用挠性伸缩器时［σ_W］=η₂［σ］；当采用填函伸缩器时［σ_W］=η₃［σ］

η₂、η₃——许用综合应力系数，见图2－5－37

图2－5－37 许用综合应力系数η₂、η₃

［σ］——管子材料的许用应力(Pa)，见表2－5－25及表2－5－26

表2－5－25 常用钢管的许用应力［σ］(kg／mm²)

注：①表内带括号的数值供参考；②抗拉强度、屈服极限的单位为kg／mm²；③1kg／mm²=9．8×10⁶Pa

表2－5－26 铜、铝、铅管及塑料管材的许用应力［σ］(kg／mm²)

注：1kg／mm↗↗2↖↖=9．8×10↗↗6↖↖Pa

W——管子抗弯截面系数(m³)

φ——管道横向焊缝系数

q——管道单位长度计算重力(N／m)

式中 η₃′——用于许用拉应力

η₃″——用于许用压应力

σ_c——由内压力引起的管壁折算应力(Pa)

P₀——管内介质操作压力(Pa)

D——管道外径(m)

S——管壁厚度(m)

［σ］——管子材料许用应力(Pa)，见表2－5－25和表2－5－26

2．对端头弯管(图2－5－36b)

式中符号含义及单位同上式2－5－51

3．对水平弯管(图2－5－36c)

式中符号含义及单位同上2－5－51

4．对于管径大于Φ600mm的管道还要考虑风载荷所引起的应力

式中 H——风速度头(Pa)

K——空气动力系数，一般取0．7

D_H——管道保温后的外直径(m)

其它同上

5．简化计算方法

［说明］对于计算要求不十分严格，管壁温度在200℃以内的中、低压管道，对A3、16Mn、10号、20号等一般管材，将上述式中的一些值取常用值，可进行简化计算。

式中 W——管子抗弯截面模数(m³)

D_W、D_N——管子的外径和内径(m³)

q——管道单位长度计算重力(N／m)