热补偿计算实例
simense840D热误差补偿
2.1 温度补偿产生原因：机床运动产生的热能或者较高的环境温度会使机械部分发生膨胀，造成加工进度下降。
要执行温度补偿，首先要得到误差随温度变化的特征曲线。
如下图所示：现在做如下设定：△Kx（T）为轴Px位置的定位误差温度偏差补偿值；Ko（T）是与轴位置不相关的温度偏差（补偿）值；Px为轴的实际位置Po为轴的参考点位置；tanβ（T）为与轴位置相关的温度补偿系数（定位误差曲线的梯度）。
那么有关系成立：ΔKx = K0 (T) + tanβ (T) * (Px -- P0)可以参照下图：下面是车床上Z轴温度补偿的一个实例1.使Z轴在选定范围内持续运动，使丝杆温度升高2.测量Z轴的位置3.测量丝杆的实时温度4.每20分钟进行一次测量循环下图显示了tanβ (T)和T之间存在近似的线性关系：可以得到tanβ (T) = (T -- T0) * Tkmax / (Tmax -- T0)T0 使Ko（T）=0的T值Tmax是机床所能达到的最高温度TCmax 是Tmax的温度系数如果取T0 = 23 degreesTmax = 42 degreesTCmax = 270μm/1000mm那么tanβ(T) = (T -- 23 degrees) * 14.21 [μm/1000mm]例如: T = 32.3 degrees ----> tanβ = 132μm/1000mm840D系统温度补偿功能的工作过程：将测量得到的温度偏差（补偿）值送至NC插补单元参与插补运算修正轴的运动。
若温度补偿值△Kx（T）为正值就控制轴负向移动，否则就正向移动。
由于温度影响的滞后性，PLC程序采取定时间隔采样温度（T）的方法，周期性的修改NC中相关补偿参数，并利用上面公式计算温度偏差△Kx（T），从而补偿掉温度变化产生的位置偏差。
西门子温度补偿有三种类型供选择：1、位置不相关型：△Kx（T）=Ko（T）2、位置相关性：△Kx（T）= tanβ（T）*（Px-Po）3、位置不相关和位置相关型：△Kx（T）=Ko（T）+tanβ（T）*（Px-Po）其中：△Kx（T）为轴Px位置的定位误差温度偏差补偿值；Ko（T）是与轴位置不相关的温度偏差（补偿）值；Px为轴的实际位置Po为轴的参考点位置；tanβ（T）为与轴位置相关的温度补偿系数（定位误差曲线的梯度）。
热端温度补偿计算公式
热端温度补偿计算公式热端温度补偿是指在热端温度变化时，对测量结果进行修正，以保证测量的准确性。
热端温度补偿计算公式是用来计算这个修正值的数学公式，它可以根据热端温度的变化来调整测量结果，使其更加准确。
热端温度补偿计算公式通常是根据热端温度的变化和传感器特性来确定的。
传感器的输出值通常是与温度相关的，而温度的变化会导致传感器输出值的变化。
因此，需要通过热端温度补偿计算公式来修正传感器的输出值，以消除温度变化对测量结果的影响。
热端温度补偿计算公式通常包括以下几个步骤：1. 确定传感器的特性曲线，传感器的输出值与温度之间通常存在一定的关系，这可以通过传感器的特性曲线来表示。
特性曲线通常是通过实验测量得到的，可以用来描述传感器输出值随温度变化的规律。
2. 确定热端温度变化对传感器输出值的影响，热端温度的变化会导致传感器输出值的变化，需要通过实验或理论分析来确定这种影响的规律。
一般来说，热端温度升高会导致传感器输出值增大，而热端温度降低会导致传感器输出值减小。
3. 建立热端温度补偿计算公式，根据传感器的特性曲线和热端温度变化对传感器输出值的影响，可以建立热端温度补偿计算公式。
这个公式通常是一个数学模型，可以根据热端温度的变化来计算出修正值，从而对传感器的输出值进行修正。
热端温度补偿计算公式的建立需要充分考虑传感器的特性和热端温度变化对传感器输出值的影响。
只有在深入了解传感器的特性和热端温度变化规律的基础上，才能建立准确可靠的热端温度补偿计算公式。
热端温度补偿计算公式的应用可以提高传感器测量的准确性和稳定性。
在实际应用中，热端温度补偿计算公式通常会嵌入到传感器的信号处理电路中，以实现自动的温度补偿。
这样就可以在热端温度变化时，自动对传感器的输出值进行修正，从而保证测量结果的准确性。
热端温度补偿计算公式的选择和应用对传感器的性能和精度有着重要的影响。
合理的热端温度补偿计算公式可以有效地消除温度变化对测量结果的影响，提高传感器的测量精度和稳定性。
管道热补偿量计算
采暖补偿器计算该帖被浏览了4176次| 回复了27次1引言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，本文根据笔者经验，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。
由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。
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。
采暖管道热补偿计算
采暖立管热补偿计算
热补偿是指补偿供热管道被加热引起的受热伸长量，从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力。
主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。
热力网管道的热补偿设计，应考虑如下各点：
（1）充分利用管道的转角等进行自然补偿。
（2）采用弯管补偿器或轴向波纹管补偿器时，应考虑安装时的冷紧。
（3）采用套筒补偿器时，应计算各种安装温度下的安装长度，保证管道在可能出现的最高和最低温度下，补偿器留有不小于20mm的补偿余量。
（4）采用波纹管轴向补偿器时，管道上安装防止波纹管失稳的导向支座，当采用套筒补偿器、球形补偿器、铰接波纹补偿器，补偿管段过长时，亦应在适当地点设导向支座。
（5）采用球形补偿器、铰接波纹补偿器，且补偿管段较长时，宜采取减小管道摩擦力的措施。
（6）当一条管道直接敷设于另一条管道上时，应考虑两管道在最不利运行状态下热位移不同的影响。
（7）直埋敷设管道，宜采用无补偿敷设方式。
计算方式:
1、高区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
中间分两段，两个固定支架间距离为24米，则热补偿量为：
ΔL=0.012∗24∗(50−0)=14.4
选用波纹补偿器，补偿量为14.4m。
2、低区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算
角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算热能动力工程所杜西普摘要现有的产品手册或设计手册中均没有精确计算角向型补偿器热补偿时的变形，属于空白。
本文介绍了角向型补偿器热补偿的各种应用实例，并对各种应用的变形进行详细的图解计算。
本文对热力管道热膨胀量的计算具有工具手册的功能关键词角向型波纹管补偿器、热胀、热补偿、图解法、精确计算一、热力管道补偿器的种类1．自然补偿：利用管道的自然转弯。
2．门形补偿器：人为地设置方形转弯。
是自然补偿的补充。
3．套筒式补偿器：像活塞一样。
只进行轴向补偿。
4．波纹管补偿器：利用波纹管，实现轴向和角向位移。
5．旋转式补偿器：利用盘根密封，实现管道扭转，进行补偿。
6．球型补偿器：和波纹管角向补偿器一样，实现角向位移。
二、各种补偿器的优缺点1．自然补偿：顺其自然，工作可靠，工作压力和温度范围最宽。
但必须有现成的地形或平面位置，能使管道有较多的转弯，满足热补偿的要求。
2．方形补偿器：类似自然补偿，人为地增加方形转弯，以弥补自然补偿器弯头数量的不足。
优点也是不受工作压力和温度的限制，缺点：流体阻力大，占地面积多，管道支架多，不美观，投资较大。
用于自然补偿不能满足热补偿要求时而采用的“自然补偿”。
对于压力超过4.0MPa的场合，几乎没其他产品可以替代。
3．套筒补偿器：也能够承受较高的压力和温度，补偿量大，安装方便。
缺点：容易泄漏，检修频繁、推力大。
不能用于对流体纯度要求高的场合。
4．波纹管补偿器：种类较多，分为轴向型（内压和外压或有推力和无推力或架空型直埋型。
）、角向型（平面和复式）、和横向型（平面和复式）。
应用广，无泄漏，可靠性较好，但运行温度和压力有限制，温度，400度，压力不超过4.0MPa。
角向型通过组合（2到3个），可以满足大位移量和产生小的推力，应用前景光明。
本次重点讲述。
5．旋转式补偿器：最近推出的新产品，通过2个组合和管道转弯实现热补偿。
补偿量大，推力小，最高温度可达到485度，压力可达5.0MPa。
热力管道的补偿类型和方法[最新]
![热力管道的补偿类型和方法[最新]](https://img.taocdn.com/s3/m/4f398f48ac02de80d4d8d15abe23482fb4da02da.png)
热力管道的补偿类型和方式热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。
1．自然补偿自然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，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。
自然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．补偿器补偿热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。
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。
波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。
蒸汽管道的热补偿设计案例
蒸汽管道的热补偿设计案例[摘要]以某新建项目的蒸汽管道设计为例，对蒸汽管道的热补偿设计，如热伸长量计算、补偿器选型与计算给出了具体的分析与计算。
为解决蒸汽管道的热补偿问题提供了思路。
[关键词]蒸汽管道；自然补偿；补偿器；案例蒸汽是工业生产公用工程中的一种专用介质，利用燃烧天然气等化石燃料燃烧产生的热量对锅炉进行加热后通过控制压力使水蒸发得到饱和蒸汽或者过热蒸汽，因此，蒸汽管道一般均承受压力和温度的影响。
蒸汽管道由于长期运行容易产生受热膨胀支吊架失稳，蒸汽管托产生热位移造成支架脱空,引起整个系统受力的变化，造成局部应力过大，产生破坏；而高温蒸汽管道使用的材料一般为合金钢，运行时的高温容易使其产生蠕变、内部球化、石墨化等材料劣化现象，造成疲劳破坏。
因此对蒸汽管道进行柔性设计具有极其重要的意义，对管道系统进行热补偿计算和核算，确定补偿量、补偿方式，保障蒸汽管道运行的准确性和可靠性。
1、工程概况某新建项目引入蒸汽管道，该蒸汽管道管径DN300，接自蒸汽锅炉房，现需对此管道进行设计。
2、管道条件输入管径：DN300 ；蒸汽品质：过热饱和蒸汽，0.8MPa，200 ℃ ；管道材质：20# 无缝钢管；管道路径及具体尺寸见和图 2。
图 1管道走向示意图 图2 固定点设置示意图3、热伸长量计算管道热伸长量计算公式 ：△ L=Lα（t 2 -t 1 ）式中：△ L—管道热伸长量（cm ）；L —计算管长（m ）；α—管道的线膨胀系数[cm /(m ·℃ )] ；t 1 —管道内介质温度（℃）；t 2 —管道设计安装温度（℃），可取用20 ℃。
查《动力管道设计手册》表6-1，知200 ℃时，20#钢管的线膨胀系数为12.12×10 -4 cm/(m ·℃ )，又已知L=458 m，t 1=200℃，则每 100 m 管道的热伸长量为△L=Lα（t 2 -t 1 ）=100×12.12×10 -4×（200-20）= 21.82 cm。
直埋供热管道补偿器设置工程实例-文档
直埋供热管道补偿器设置工程实例、补偿器的作用供热工程中，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。
供热管道形成有补偿管段的补偿装置分为以下几种：1）管道定线时自然形成的补偿弯管；（2）人为设置的L型、Z型和U型补偿弯管;3）波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器等。
当供热管道经过应力分析需要设置补偿装置，且没有设置自然补偿的条件时，就需要设置补偿器。
而当采用补偿器时，补偿器势必会取代管道，形成管网的危险点，这又会增加管网的事故必要使整个管网都处于有补偿管段中，这样，既增加了管网的投资，又增加大了出现事故的概率，降低管网的可靠性。
概率。
因此，在管网设计中，应尽量减少补偿器的设置，更没有二、常用补偿器类型在直埋供热管道中，最常用的补偿器为套筒补偿器和波纹管补偿器。
2.1 套筒补偿器套筒补偿器主要有套筒（芯管），外壳，密封材料等组成用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动. 具有体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质，通过滑动套筒对外套筒的滑移运动，达到热膨胀的补偿。
套筒式补偿器适用于介质工程压力W2.5MPa介质温度-40C〜600C,热补偿量可按要求进行设计。
单向补偿型产品，热补偿量实际使用可达500mn以上，双向补偿型产品，热补偿量实际使用可达1000mm以上。
2.2 波纹管补偿器由单层或多层不锈钢板组成，其单层厚度一般为0.3〜1.2毫米，其波形经过胀波挤压形成。
波纹管尺寸参数根据设计压力、设计温度等确定。
波纹管使用极限寿命一般以许用循环次数1000次为标准。
三、工程实例3.1 工程简介焦作市万方电厂配套供热管网工程，以万方电厂热电联产机组为热源，向焦作市东部供热区进行集中供热。
该工程最大设计管径DN1200供回水设计温度采用130/70 C,设计压力1.6MPa。
本工程为DN600分支管工程，沿规划的市政道路下敷设，总长度约1.4 公里，中间需要穿越铁路一次。
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热补偿计算实例
1．热力管道的热膨胀
管道由于受输送介质及外界环境的影响，会产生热胀冷缩现象。
如果管道的热胀冷缩受到约束，管壁会产生巨大的应力，这种应力称为热应力。
热力管道安装时，是在环境温度下安装的。
系统运行时，热媒温度高于环境温度，管道便会发生膨胀，管道因热膨胀产生的热伸长量按下式计算：
△L =L α(t 2－t 1) (8-4) 式中 △L －管道的热膨胀量，mm ；
L －计算管段长度，m ；
α－管材的线膨胀系数，mm/m ·℃，钢材的线胀系数通常取α＝0.012 mm/m ·℃； t 2－管道设计计算时的热态计算温度，通常取管内介质的最高温度，℃；
t 1－管道设计计算时的冷态计算温度，℃。
2．热力管道的热应力
热力管道受热膨胀后，如能自由伸缩，则管道不致产生热应力，如果管道的伸缩受到约束，管壁就会产生热应力，管壁产生的热应力按下式计算：
б＝E ×△L /L ＝E α(t 2－t 1) (8-5) 式中 б——管道的轴向热应力，MPa ，
E ——管材的弹性模量，MPa ，钢材的弹性模量E 通常取2.0×105MPa ；
其他符号同式（8-4）。
直线热力管段若两端固定，受热膨胀后，作用在固定点的推力按下式计算： P k =б×A (8-6) 式中 P k ——管子受热膨胀后对固定点的推力，N ；
б——管道的轴向热应力，MPa ；
A ——管壁的截面积，mm 2； 而()
224d D A -=π （8-7）
式中 D ——管子外径，mm ；
d ——管子内径，mm 。
例8-1 某热力管段长100m ，钢材材质为Q235-A 钢，管子规格为D 219×9mm ，管道安装时环境温度为10℃，管内输送介质的最高温度为210℃，试计算管道运行前后的热伸长量；若管道两端固定，求管道的轴向热应力和管道对固定点的推力。
解：（1）计算热伸长量
根据公式（8-4）△L =L α(t 2－t 1)
按给定条件L ＝100m ，t 1＝10℃，t 2＝210℃，线胀系数α按0.012mm/m ·℃； 得 △L ＝100×0.012×（210－10）＝240mm
（2）计算热应力
根据公式（8-5）б＝E ×△L /L ＝E α(t 2－t 1)
管材的弹性模量E 按2.0×105 MPa ，
得 б＝E α(t 2－t 1)＝2.0×105×1.2×10－5（210－10）＝480MPa
（3）管子对固定点的推力
根据公式(8-6) P k =б×A
得 P k =б×A ＝480×()
222012194-π=480×0.7854×7560=2.85×106N
3．热力管道的热补偿
热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。
（1）自然补偿
自然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，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。
自然补偿的管道长度一般为15～25m ，弯曲应力[]bw σ不应超过80MPa 。
管道工程中常用的自然补偿有：L 形补偿和Z 形补偿。
1）L 形补偿。
L 形直角弯自然补偿简称为L 形自然补偿，其短臂长度按式（8-8）计算。
300
1.1LD l ∆= （8-8） 式中 l ——L 形自然补偿短臂长度，m ；
△L ——长臂L 的热伸长量（mm ）；()12t t L t L L -=∆=∆αα；L ——管道长度（m ）；
α——管材的线胀系数[mm/(m •℃)],碳钢管常温时α取0.012[mm/(m •℃)]； t 2—管 道的最高温度，取系统运行时介质的最高温度（℃）；t 1——管道安装时温度（℃），设计计算时，安装温度无法确定，按设计时的冷态计算温度确定；
D ——管道外径，mm 。
例8-2 如图所示的L 形自然补偿器，采用10钢无缝钢管，管子规格为D 159×4.5，输送介质为220℃的蒸汽，管道安装时的环境温度为20℃，长臂L =20m ，求短臂的最小长度l (已知钢管的线胀系数α=1.26×10-2mm/(m •℃))。
解 1．计算热伸长量△L
根据公式(8-4) △L =L α(t 2－t 1) 得：
△L =20×1.26×10-2×(220－20)=50.4mm
2．计算短臂长l
根据公式（8-8）300
1.1LD l ∆= 得： 71
2.261.1300
1594.501.13001.1⨯=⨯⨯=∆=LD l =5.69m 2）Z 形折角自然补偿。
Z 形折角自然补偿又称Z 形补偿，其短臂长度l 可按式（8-9）计算。
[]()
n LED l bw 2.111067+∆=σ （8-9） 式中 l ——Z 形自然补偿短臂长度，m ；
△L ——（L 1+ L 2）的总热伸长量，mm ；
E ——管材的弹性模量（MPa ），碳钢管在常温状态下，可取E =2.0×105MPa ；
[σbw ]——管材的弯曲应力（MPa ），通常采用[σbw ]=80MPa ；
D ——管子外径，mm ；
n ——系数，1
21L L L n +=，且L 1＜L 2。
例8-3 如图8-21所示的Z 形自然补偿器，采用20钢无缝钢管，管子规格为D 273×11，已知Z 形自然补偿器的L 1=15m ， L 2 =20m ，管子输送介质温度为235℃的蒸汽。
管道安装时的环境温度为15℃，求Z 形补偿器的短臂长度l （已知钢管的线胀系数α=1.26×10-2mm/(m •℃)，弹性模量为E =1.84×105MPa)
解 1．计算参数
(1) 线胀系数α=1.26×10-2mm/(m •℃)；
(2)弹性模量E =1.84×105MPa ；
(3)系数n 15
201512
1+=+=L L L n =2.33
(4)管材弯曲应力[]bw σ=80MPa
2．计算热变形量△L
根据公式(8-4) △L =L α(t 2－t 1) 得：
(1)△L 1=15×1.26×10-2×(235－15)=41.58mm
(2) △L 2=20×1.26×10-2×(235－15)=55.44mm
(3) △L =△L 1+△ L 2=41.58+55.44=97.02mm
3．计算短臂长l
根据公式（8-9）[]()n LED
l bw 2.
111067+∆=σ得：
[]()()
6289.933.22.118010273
1084.102.9762.11106457=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+∆=n LED
l bw σ=3.1m。