談供熱直埋熱水管道摩擦力的計算

閆 永 波

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

談供熱直埋熱水管道摩擦力的計算

閆 永 波

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

通過對新舊規程中供熱直埋熱水管道摩擦力的計算分析，得出同條件下新規程單長摩擦力減小了很多，且考慮了地下水位對管道摩擦力的影響，指出摩擦力的變化直接影響到管道過渡段長度、自由端熱伸長以及補償器的選擇等，其計算數據關系到管網的安全運行，具有重要的實用價值。

供熱直埋管道，摩擦力，過渡段，熱伸長

0 引言

行業標準CJJ/T 81-2013城鎮直埋供熱管道工程技術規程于2014年2月1日正式實施。

對供熱直埋熱水管道摩擦力的計算進行了調整，摩擦力大小與CJJ/T 81-98城鎮直埋供熱管道工程技術規程中同樣條件下計算數值有了很大的變化，并且考慮了地下水位對管道摩擦力的影響。摩擦力的大小直接影響著過渡段長度和管道自由端的熱伸長等，關系到管網的安全運行。

1 CJJ/T 81-2013單長摩擦力的計算[1]

保溫管外殼與土壤之間的單位長度摩擦力應按下式計算：

(1)

K0=1-sinφ

(2)

其中，F為單位長度摩擦力，N/m；μ為摩擦系數；Dc為外護管外徑，m；σv為管道中心線處土壤應力，Pa；G為包括介質在內的保溫管單位長度自重，N/m；ρ為土壤密度，可取1 800 kg/m3；g為重力加速度，m/s2；K0為土壤靜壓力系數；φ為回填土內摩擦角，砂土可取30°。

土壤應力應按下列公式計算：

1)當管道中心線位于地下水位以上時的土壤應力：

σv=ρ×g×H

(3)

2)當管道中心線位于地下水位以下時的土壤應力：

σv=ρ×g×Hw+ρsw×g(H-Hw)

(4)

式中：ρsw——地下水位線以下的土壤有效密度，可取1 000 kg/m3；H——管道中心線覆土深度，m；Hw——地下水位線覆土深度，m；其余符號同上。

保溫管外殼與土壤之間的摩擦系數應根據回填條件確定，可按表1采用。

表1 保溫管外殼與土壤間的摩擦系數

2 CJJ/T 81-98單長摩擦力的計算[2]

CJJ/T 81-98城鎮直埋供熱管道工程技術規程規定，直埋敷設預制保溫管與土壤的摩擦力采用式(5)計算：

F=(h+Dc/2)ρgμπDc

(5)

其中，h為管頂埋深，m；其余符號同上。

3 單長摩擦力計算對比

(6)

表2 舊規程單長摩擦力計算數值表

表3 新規程單長摩擦力計算數值表

計算結果顯示：當h=1.5m時，比值為1.424。當h取值在0.6 m～3 m時，比值為1.511～1.424。隨著埋深的增加比值減小，且隨著管徑的增加比值增大。由此可見，新規程單長摩擦力比原規程單長摩擦力減小了很多。

下面對埋深0.6 m～1.5 m，管徑40～500，摩擦系數為0.2的供熱直埋熱水管道，分別采用CJJ/T 81-98和CJJ/T 81-2013計算管道的單長摩擦力，見表2和表3。

由表2和表3可知，新規程單長摩擦力減小了很多，管徑越大埋深越淺，單長摩擦力減小的幅度越大。

4 結語

從新舊規程單長摩擦力計算數值可知，單長摩擦力有很大的改變，其直接影響到過渡段長度、管道自由端的伸長量、補償器的選擇、固定墩的受力以及彎頭、變徑、折點、三通的壽命。故摩擦力值的大小關系到管網的安全運行，其具有重要的意義。

[1] CJJ/T 81-2013，城鎮直埋供熱管道工程技術規程[S].

[2] CJJ/T 81-98，城鎮直埋供熱管道工程技術規程[S].

[3] [丹麥]蘭德勞夫皮.區域供熱手冊[M].賀 平,王 剛，譯.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,1998:119-120.

Discussion on the friction computation of directly buried heat supply pipeline

YAN Yong-bo

(Taiyuan Technology University Building Design Academy, Taiyuan 030024, China)

Through analyzing friction computation of directly buried heat supply pipeline in old and new norms, the paper concludes that: single friction reduces by considering the impact of underground water level for pipeline friction， friction alteration directly influences pipeline transition section length, free heat elongation and compensator selecting and so on， the computation data will be some relationship with pipeline safety operation. Thus, it has important application value.

directly buried heat supply pipeline, friction, transition section, thermal elongation

1009-6825(2014)36-0127-02

2014-10-16

閆永波(1981- )，男，工程師

TU833.12

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