Расчёт теплового удлинения трубопровода
Онлайн-калькулятор считает, на сколько миллиметров удлинится участок трубы при нагреве, и подбирает сильфонный компенсатор с нужной компенсирующей способностью. Расчёт по формуле ΔL = α·L·Δt, результат — сразу, без регистрации.
Формула: ΔL = α × L × ΔT, где α — мм/м·°C, L — м, ΔT = t₂ − t₁ — °C, результат ΔL — мм.
Как считается удлинение
При нагреве металл расширяется: каждый метр стальной трубы удлиняется примерно на 0,012 мм на каждый градус повышения температуры. Для расчёта используется классическая формула линейного теплового расширения:
где ΔL — удлинение участка, мм; α — коэффициент линейного расширения материала, мм/(м·°C); L — длина участка между неподвижными опорами, м; tраб и tмонт — рабочая температура среды и температура при монтаже, °C.
Коэффициенты линейного расширения α
| Материал трубопровода | α, мм/(м·°C) |
|---|---|
| Сталь углеродистая (Ст3, Ст20, 09Г2С) | 0,0120 |
| Сталь нержавеющая (12Х18Н10Т) | 0,0165 |
| Медь | 0,0170 |
| Полипропилен PP-R | 0,1500 |
| Полиэтилен PE / PEX | 0,2000 |
Пример расчёта
Участок стальной теплотрассы длиной 50 м между двумя неподвижными опорами. Монтаж при +10 °C, рабочая температура теплоносителя +110 °C. Удлинение: ΔL = 0,012 · 50 · 100 = 60 мм. С запасом 10% требуемая компенсирующая способность — 66 мм, значит на участок подойдёт осевой сильфонный компенсатор с ходом 80 мм, установленный на расстоянии 2–4 Ду от неподвижной опоры.
Вопросы и ответы
Зачем нужен запас 10% к расчётному удлинению?
Запас перекрывает неточность температуры монтажа, просадку опор и отклонения при сварке. Подбор компенсатора «впритык» к расчётному ΔL сокращает его ресурс: сильфон будет работать на пределе хода в каждом цикле нагрева.
Что делать, если удлинение больше хода любого компенсатора?
Участок делят неподвижными опорами на несколько коротких, и на каждый устанавливают свой компенсатор. Калькулятор автоматически предложит такую схему, если расчётное удлинение превысит типовой ход 160 мм. Для расчёта расстановки опор заполните опросный лист.
Чем сильфонный компенсатор лучше П-образного?
П-образный компенсатор требует ниши шириной в несколько метров и дополнительных отводов, что удорожает прокладку. Сильфонный монтируется в линию трубопровода, не требует обслуживания и служит 20–30 лет. На коротких и стеснённых участках это, как правило, более дешёвое решение по сумме материалов и работ.
Насколько точен онлайн-расчёт?
Формула ΔL = α·L·Δt — это стандартная инженерная методика для прямых участков. Для сложных схем с самокомпенсацией, поворотами и вертикальными стояками пришлите нам опросный лист (PDF) — инженер выполнит полный расчёт бесплатно.