补偿器计算
管道补偿器计算公式.docx
热伸长量管材的线膨管道的计输送介质管道安装
蒸汽表压胀系数算长度温度时温度
△X(mm)(KPa)
α(mm/m.k)L(m)t2( ℃)t1( ℃)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5
说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。
2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。
3、管道的热伸长量△X=αL（t2-t1）
△X--- 管道的热伸长量 (mm)
α--- 管材的线胀系数 (mm/m.k)
L --- 计算管道长度 (m)
t2 --- 输送热媒的温度℃
t1 --- 管道安装时的温度℃
一般取 -5 ℃, 管道在地下室或室内时取 -0 ℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。
4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤ 20m时，可在立管中间设固定卡。
固定卡以下长度 >10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。
5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6 倍。
6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。
管材的线膨胀系数α(mm/m.k)
管道材料普通钢不锈钢铸铁碳素钢聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯
管材线膨涨系
0.0120.01030.0110.0120.070.10.16
数。
补偿器计算
管径 (mm) DN125 长臂长 Lch (m) 短臂长 LD (m) 管壁温度 T1 (℃) 225 夹角形式 安装环境温度 T2 (℃) 25 线膨胀系数 α (mm/m· ℃) 0.013 夹角 β (° ) 0.0 弹性模数 管子断面惯性矩 管子外径 E I Dw (cm) (kg/cm2) (cm4) 1847000 337 13.3 n=Lch/LD 1.333 系数 A 12.0357 系数 B 7.2924 系数 C 3.3393
减刚系数 K 03 (mm) (mm) 5320 1500 1500 最大弯曲应力 σ bw 弯管应力修正系数 m (kg/mm2) 1.4666 8.7626
(m3) 27.0441
弹性力 Px (kg) 179.5225
4.00 3.00 长臂与短臂垂直方向的夹角 短臂上的变形弹力 短臂上的变形弹力 短臂固定点的弯曲应力 Px Py σ bw (kg) (kg) (kg/mm2) 216.4211 131.1290 7.1093
方型补偿器
固定支架之间管道长度 L (m) 60 管子弯曲半径 R (mm) 500 补偿器高 H (mm) 2500 管子断面抗弯矩 W (cm3) 50.8 管径 (mm) DN125 横截面平均半径 rp (mm) 64.5 补偿器宽 B (mm) 2500 弯曲力矩 Mmax (kg-m) 303.53 管壁温度 T1 (℃) 225 弯管尺寸系数 h 0.4807 自由臂长 l1 (mm) 安装环境温度 T2 (℃) 线膨胀系数 α (mm/m· ℃) 25 0.013 冷紧系数 ε 0.5 管子断面 弹性模数 惯性矩 管子外径 Dw E I (cm) 2 4 (kg/cm ) (cm ) 1847000 337 13.3 热伸长量 Δx (mm) 78.0 折算长度 弹性中心 惯性矩 Ix0 Lzh y0 (m) 25.9226 (m) 0.8093
补偿器选择与计算
补偿器分析本文讨论降压式Buck DC‐DC 补偿器的选择和参数计算。
1. Type II 补偿器Type II 补偿器如图 1所示：U i (s)U o (s)图 1 Type II 补偿器其传递函数为：()()()()+==-⎛⎫++ ⎪+⎝⎭21122121121.1o c i sR C U s G s C C U s sR C C sR C C(1)在设计的时候，一般>>12C C ，公式(1)可以简化为：()()+≈-+2122111.1c sR C G s sR C sR C(2)传递函数的零点为ω=211z R C ；极点为原点和ω=221p R C 。
Type II 补偿器的波特如图 2所示，当频率在ωz – ωp 之间，幅度增益近似于常数2120log R R ⎛⎫⎪⎝⎭，最大角度提升(PhaseBoost)为90o 。
图 2 Type II 补偿器波特图如果将穿越频率ωc 设定为对数坐标中的中点，即ωωω+=log log log 2z pc ，可得：ω=c(3)定义K 因子(K‐Factor)为：=K (4)由(3)和(4)，零极点ωz 、ωc 可写成：ωωωω⎧=⎪⎨⎪=⎩.c z p c K K (5)当ωω=c 时，补偿器有的相位为：()ϕω--=--111tan tan 90.o c c j K K(6)Type II 补偿器的最小相位为‐90o 。
定义相位提升(phase boost)θBoost 为：()θϕω--=--=-11190tan tan .o Boost c c j K K(7)由于存在着这样的反三角函数关系：--+=111tan tan 90.o K K(8)由(7)和(8)，可得：tan .452o Boost K θ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(9)相位裕量为ϕm ，开环传递函数的相位为()vd c j ϕω，那么Boost θ为：()90.o Boost vd c m j θϕωϕ=--+(10)2. Type III 补偿器Type III 补偿器如图 3所示：U i U o (s)图 3 Type III 补偿器其传递函数为：()()()()()()()()21123122121331211.11o c i sR C s RR C U s G s C C U s sR C C sR sR C C C +++==-⎛⎫+++ ⎪+⎝⎭(11)在设计的时候，一般>>12C C 。
L型和方形补偿器补偿器力学计算
L型和方形补偿器补偿器力学计算补偿器在机械设计中扮演着非常重要的角色，它能够有效地补偿由于温度变化、机械变形等原因引起的线性和角度误差。
其中，L型和方形补偿器是常用的两种类型，下面将分别对它们的力学计算进行详细介绍。
L型补偿器由两段不等长度的杆件组成，形成"L"字形。
其中，较长的杆件称为主杆件，较短的杆件称为从杆件。
在实际应用中，主杆件一般固定不动，而从杆件用于补偿线性误差。
下面将详细介绍L型补偿器的力学计算方法。
1.1补偿量计算L型补偿器的补偿量可以通过以下公式计算：ΔL=α*L*ΔT其中，ΔL表示补偿量，α表示材料的线膨胀系数，L表示从杆件的长度，ΔT表示温度变化。
1.2力的计算L型补偿器在工作过程中需要承受一定的力。
其中，主要包括补偿力和应力。
补偿力可以通过以下公式计算：F=ΔL*k其中，F表示补偿力，ΔL表示补偿量，k表示补偿器的刚度系数。
应力可以通过以下公式计算：σ=F/A其中，σ表示应力，F表示补偿力，A表示补偿器的截面积。
方形补偿器由两段等长度的杆件和两个连接杆件组成，形成"口"字形。
其中，连接杆件可自由伸缩，用于补偿角度误差。
下面将详细介绍方形补偿器的力学计算方法。
2.1补偿角度计算方形补偿器的补偿角度可以通过以下公式计算：Δθ=α*L*ΔT/L1其中，Δθ表示补偿角度，α表示材料的线膨胀系数，L表示杆件的长度，ΔT表示温度变化，L1表示连接杆件的长度。
2.2力的计算方形补偿器在工作过程中需要承受一定的力。
其中，主要包括补偿力和应力。
补偿力可以通过以下公式计算：F=Δθ*k其中，F表示补偿力，Δθ表示补偿角度，k表示补偿器的刚度系数。
应力可以通过以下公式计算：σ=F/A其中，σ表示应力，F表示补偿力，A表示补偿器的截面积。
总结：L型和方形补偿器在力学计算方面有许多相似之处，都需要考虑补偿量、补偿力和应力。
只是在补偿的形式上有所不同，L型补偿器主要用于补偿线性误差，方形补偿器主要用于补偿角度误差。
金属补偿器计算(大全)
补偿器按约束型式分类表波纹管型式及代号单式轴向型（DZ ）补偿器代号标记示例波数公称通径设计压力，1.6MPa （16kgf/2cm ） 接管焊接连接 无加强U 型波纹管 单式轴向型波纹管型式及代号补偿器端部连接型式及代号一、补偿量（x、y、ɑ）及刚度（Kx、Ky、Kɑ）的修正计算1、样本上所列的补偿量x0、y O、ɑ0，系疲劳寿命N=1000次（寿命安全系数为15），工作温度为20℃时，单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应补偿量。
当疲劳寿命N≠1000次时，可查图1曲线，修正得到轴向、横向及角向补偿量x、y、ɑ（当修正得到的ɑ＞ɑ0时，取ɑ=ɑ0）例1：求N=3000次时，DZJH25-600×8，补偿器的x=?、y=?、ɑ=?解：查样本得x0=46、y0=11.2 、ɑ0=±4查图1，因产品代号中有J,故查带加强环的波纹管曲线，得f N=0.71,那么，x=f N×x0=0.71×46=32. 7 y=f N×y0=0.71×11.=8 ɑ=f N×ɑ0=0.71×4=±2.82、样本上所列的Kx0、Ky0、Kɑ0，系工作温度t=20℃时的轴向刚度、横向刚度及角向刚度。
当t≠20℃时，可查图2曲线，修正得到温度变更情况下的相应刚度例2：求t=350℃时，DZJH25-600×8补偿器的Kx、Ky、Kɑ?解：查样本得Kx0=2557、Ky0=7361、Kɑ0=2467，查图2曲线得f k=0.88那么Kx=f k×Kx0=0.88×2557=2250 Ky=f k×Ky0=0.88×7361=6478Kɑ=f k×Kɑx0=0.88×2467=2171二、补偿量的选用范围通用补偿器可以单独用作轴向补偿或横向补偿，这两种情况应分别满足X1≤X, Y 1≤Y通用补偿器不宜单独用作角向补偿，但可兼作角向补偿，即在轴向、横向、角向三种补偿中，允许同时存在任意两种或三种补偿。
补偿器计算
补偿管线因温度变化而伸长或缩短的配件，热力管线上所利用的主要有波形补偿器和波纹管两种。
一. 补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。
由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。
属于一种补偿元件。
利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。
也可用于降噪减振。
在现代工业中用途广泛。
二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。
补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。
3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。
4.吸收地震、地陷对管道的变形量。
三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。
主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。
推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N），A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2），P-此管段管道最高压力（MPa）。
轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量△X=0）时，f=1/2，否则f=1。
管道除上述部位外，可设置中间固定管架。
中间固定管架可不考虑压力推力的作用。
2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。
3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。
补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp 管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm），X0-补偿额定位移量（mm）。
L型和方形补偿器补偿器计算
管径 (mm) DN200 长臂长 Lch (m) 短臂长 LD (m) 管壁温度 T1 (℃) 200 夹角形式 安装环境温度 T2 (℃) 10 线膨胀系数 α (mm/m· ℃) 0.0128 夹角 β (° ) 0.0 弹性模数 管子断面惯性矩 管子外径 E I Dw 2 4 (cm) (kg/cm ) (cm ) 1875000 2279 21.9 n=Lch/LD 2.188 系数 A 14.0297 系数 B 3.7002 系数 C 4.5258
减刚系数 K 0.2742
高边直管长 宽边直管长 l2 l3 (mm) (mm) 6360 1800 0 最大弯曲应力 σ bw 弯管应力修正系数 m (kg/mm2) 1.5271 3.8527
(m3) 40.5240
弹性力 Px (kg) 96.9174
35.00 16.00 长臂与短臂垂直方向的夹角 短臂上的变形弹力 短臂上的变形弹力 短臂固定点的弯曲应力 Px Py σ bw (kg) (kg) (kg/mm2) 56.9532 15.0208 2.8248
方型补偿器
固定支架之间管道长度 L (m) 50 管子弯曲半径 R (mm) 600 补偿器高 H (mm) 3000 管子断面抗弯矩 W (cm3) 82 管径 (mm) DN150 横截面平均半径 rp (mm) 77.25 补偿器宽 B (mm) 1200 弯曲力矩 Mmax (kg-m) 206.88 管壁温度 T1 (℃) 100 弯管尺寸系数 h 0.4524 自由臂长 l1 (mm) 安装环境温度 T2 (℃) 线膨胀系数 α (mm/m· ℃) 0 0.0122 冷紧系数 ε 0.5 管子断面 弹性模数 惯性矩 管子外径 Dw E I (cm) 2 4 (kg/cm ) (cm ) 1975000 652 15.9 热伸长量 Δx (mm) 30.5 折算长度 弹性中心 惯性矩 Ix0 Lzh y0 (m) 30.0683 (m) 0.8654
方形补偿器计算
300.88 自动计算 300.88 自动计算B NhomakorabeaH
目标计算悬臂H和开口B尺寸 1、计算悬臂H和开口B尺寸 2、对于给定尺寸补偿器进行弯曲应力计算，以检验是否满足要求。 E 管道弹性模量 碳钢为2x106kg/cm2 K 系数 K=B/H，建议取0.6--1.6之间，常取1 ⊿L 方形补偿器伸长量cm ⊿L=ε *⊿l ⊿l 管道热伸长量 ⊿l=α *L ε 冷紧系数 当最高工作温度小于250取0.5,250至400取0.7 t 工作温度 t0 安装温度 ⊿t 温差 L 管道固定支架之间长度m α 线膨胀系数cm/(m.℃) Dw 管道外径cm 【σ 】 管材许用弯曲应力 碳钢为800kg/cm2 H B 悬臂伸长量cm 开口尺寸cm ⊿L（cm） 60 100 50 50 90 76 96 130 130 130 130 130 6.8256 7.584 3.792 3.792 6.8256 5.76384 7.28064 9.8592 9.8592 9.8592 9.8592 9.8592 Dw(cm) K 8.9 10.8 13.3 15.9 21.9 27.3 32.5 37.7 42.6 52.9 63 72 H(cm) 168.747 195.9439 153.7555 168.1138 264.7056 271.5863 333.0405 417.4093 443.707 494.4465 539.5873 576.8431
⊿t（℃）L（m） 90 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2000000 1 2.9712 5.9424 0.5 240 20 60 80 0.001238 32.5 800
补偿器补偿量计算
[补偿器]管道的热伸长量计算方法
一般情况下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）。
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。
计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置；并在两个补偿器中间设置固定支架。
选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部；波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架；方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。
设计时可以根据工程具体情况选用。
管道的热伸长量计算方法:
△ X=0.012*(T1-T2)*L
△ 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·℃。
波纹补偿器补偿量计算公式
波纹补偿器补偿量计算公式
波纹管补偿器是管道系统中常用的一种弹性管件，主要具有吸收补偿管道热胀冷缩引起的管道移位量，因此波纹补偿器具有一定的伸缩能力，伸缩量的大小就是补偿器的补偿量，其大小应根据管道的需求来设置。
波纹补偿器的补偿量计算方法：补偿量的计算公式：补偿量计算公式：X=a*L*△T x为管道膨胀量a为线膨胀系数，取0.0133mm/m L补偿管线(所需补偿管道固定支座间的距离)长度△T为温差(介质温度-安装时环境温度)补偿量就是由于管道因温度影响形变所需要留的余量，在管道的轴向补偿情况下也指伸缩量，膨胀量。
如果管道存在轴向，径向，角向位移，一般使用补偿量来表示。
在这里主要指的是管道弹性元件的伸缩范围。
是指伸缩装置拉伸、压缩的总和。
并以负号(-)表示拉伸，以正号(+)表示压缩。
正确选择波纹补偿器的补偿量是非常关键的，足够的补偿量是可以让波纹补偿器通过自身的压缩和拉伸来实现管道位移的补偿。
大家都清楚，正常的波纹补偿器一般是8个波纹，而大口径的通常是4个波纹。
当然根据实际工况需要的补偿量是不一样的，可以通过对波纹波数的增减来实现所需要的补偿量，从而保证管道的正常运行。
补偿器的口径大小不同，单波的补偿量也就不同，口径越大，单波补偿量就越大。
补偿器的口径大小不同，单波的补偿量也就不同，口径越大，单波补偿量就越大。
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5.00 1.30 长臂与短臂垂直方向的பைடு நூலகம்角 短臂上的变形弹力 短臂上的变形弹力 短臂固定点的弯曲应力 Px Py σ bw (kg) (kg) (kg/mm2) 1324.1788 140.6401 15.4217
方型补偿器
固定支架之间管道长度 L (m) 60 管子弯曲半径 R (mm) 600 补偿器高 H (mm) 1500 管子断面抗弯矩 W (cm3) 82 管径 (mm) DN150 横截面平均半径 rp (mm) 77.25 补偿器宽 B (mm) 700 弯曲力矩 Mmax (kg-m) 522.30 管壁温度 T1 (℃) 75 弯管尺寸系数 h 0.4524 自由臂长 l1 (mm) 安装环境温度 T2 (℃) 线膨胀系数 α (mm/m· ℃) 0 0.012 冷紧系数 ε 0.5 管子断面 弹性模数 惯性矩 管子外径 Dw E I (cm) (kg/cm2) (cm4) 1990000 652 15.9 热伸长量 Δx (mm) 27.0 折算长度 弹性中心 惯性矩 Ix0 Lzh y0 (m) 26.5683 (m) 0.3768 (m3) 7.5335
L型自然补偿
管径 (mm) DN150 长臂长 Lch (m) 短臂长 LD (m) 管壁温度 T1 (℃) 75 夹角形式 安装环境温度 T2 (℃) 0 线膨胀系数 α (mm/m· ℃) 0.012 夹角 β (° ) 0.0 弹性模数 管子断面惯性矩 管子外径 E I Dw 2 4 (cm) (kg/cm ) (cm ) 1990000 652 15.9 n=Lch/LD 3.846 系数 A 19.1642 系数 B 2.0354 系数 C 7.0402
减刚系数 K 0.2742
高边直管长 宽边直管长 l2 l3 (mm) (mm) 6360 300 -500 最大弯曲应力 σ bw 弯管应力修正系数 m (kg/mm2) 1.5271 9.7268
弹性力 Px (kg) 465.0138