《市政公用工程管理与实务》习题集之案例题

（案例29） 
背景材料： 
准备施工的热网工程为： 
1、     寒冷北方某城市室外露天敷设蒸汽管网，回水为凝结水。 
2、     蒸汽压力P=2Mpa，t=300℃，干管DN=600㎜，2处支管DN=500㎜ 
3、     管网有多处上下翻身，有几处穿围墙，全长1000m。 
4、     已到了几批钢管和阀门，其中有1/3阀门为灰铸铁制品。 
5、     有关部门已将以上材料分门别类存放，并建立了台账。全部阀门也已经过检验。 
问题： 
1、     如何对到货的钢管进行检验？ 
2、     灰铸铁制品的阀门是否符合要求，为什么？ 
3、     热力网考虑补偿首先应考虑何种补偿，为什么？ 
4、     干线、支干线的起点应如何考虑，为什么/ 
5、     DN500及以上管径的管线设阀门时应注意什么？为什么？ 
6、     对蒸汽管有上、下翻身时，应配何设施，为什么？ 
7、     对凝水管有上、下翻身时，应配何设施，为什么？ 
8、     管道有几处穿围墙，要注意什么？为什么？ 
9、     根据背景资料，如何对现有材料进行质量控制？ 
答案： 
1、     钢管的材质和壁厚的偏差应符合国家现行钢管制造技术标准，必须具有制造厂的产品证书，证书中所缺项目应作补充检验。 
2、     灰铸铁制品阀门不符合要求，因为《城市供热管网工程施工及验收规范》（CJJ28—89）规定： 
①     城市热力网蒸汽管道在任何条件下，应采用钢制阀门和附件。 
②     露天敷设的不连续运行的凝结水管道放水阀，不得采用灰铸铁制品，因为背景资料已说明是在寒冷北方城市，则冬季环境温度必定﹤—5℃，故不符合要求，必须指出此类阀门应更换。 
3、     热力网补偿首先应考虑自然补偿，即利用管网自身的上、下、左、右翻身与拐弯所形成的弯头来进行补偿，因为利用管道自身弯头来补偿是最省钱、最省事的（考虑检修、保养），故应尽量采用自然补偿。 
4、     干线、支干线的起点应有关断阀门，这样万一后面出事可立即关闭，避免关干线阀门而引起大面积的影响。 
5、     DN500及以上管线，设阀门时应注意两点： 
①     若此阀门设为闸阀，则应并列设一较小的旁通管，上设旁通阀。因闸阀开启时单面受力很大，若有一较小的旁通，则先开旁通阀，让闸阀两边都充满介质，压力相差不大后，闸阀开启就容易了。 
②     若有可能此DN500及以上管线设的阀门可采用电动驱动装置，以减轻人力，也更安全。 
6、     对蒸汽管道，若有上、下翻身时，因蒸汽介质在管道中，难免温度降低而出现凝水，而凝水往往聚集在上、下翻身的低处，故应设疏水装置，将凝水及时排除，以免产生水击或影响蒸汽品质。 
7、     凝水管道的低点应安装放水装置，为的是能方便排水。 
8、     管道穿墙壁及楼板处应安装套管，为的是保护管道。 
9、     根据背景资料，对现在材料的质量控制已做了一些工作，但还应补充做好以下工作： 
①     对材料进行必要的标识； 
②     对钢管进行检验，并对不合格的材料按合同进行及时处置。 
（案例30） 
背景材料： 
几组碳素钢管的资料如下（DN为钢管管径，L为钢管长度，Δt为钢管运行时与刚安装时的温度差）： 
１　　　DN=500mm   L=100m   Δt=100℃ 
２　　　DN=500mm   L=100m   Δt=200℃ 
３　　　DN=500mm   L=200m   Δt=100℃ 
４　　　DN=500mm   L=200m   Δt=200℃ 
５　　　DN=300mm   L=100m   Δt=100℃ 
６　　　DN=300mm   L=100m   Δt=200℃ 
７　　　DN=300mm   L=100m   Δt=100℃ 
８　　　DN=300mm   L=200m   Δt=200℃ 
问题： 
设碳素钢的线膨胀系数为：α＝12×10﹣6m/m℃， 
钢管的弹性模量为：Ε＝20.14×104Mpa，  
热伸长计算式为：Δt＝αLΔt，热膨胀应力计算式为：σ＝ＥαΔt， 
试计算及分析各因素对ΔL及σ的影响。 
答案： 
一、计算结果如下表所示： 
序号     DN(mm)     L(m)     Δt(℃)     ΔL(m)     α(MPa) 
１     500     100     100     0.12     241.68 
２     500     100     200     0.24     483.36 
３     500     200     100     0.24     241.68 
4     500     200     200     0.48     483.36 
5     300     100     100     0.12     241.68 
6     300     100     200     0.24     483.36 
7     300     200     100     0.24     241.68 
8     300     200     200     0.48     483.36 
二、分析： 
从上表可看出： 
１、热伸长与热衷膨胀应力与管径大小无关。 
２、对ΔL来说 
①Δt不变，则L越长ΔL越大，L与ΔL成正比。 
②L不变，则Δt越大，ΔL越大，α与ΔL成正比。 
③若材质不一样，则α越大，ΔL越大，α与ΔL成正比。 
３、对σ来说 
①因同一材质，σ、Ｅ不变，故Δt越大，σ越大，σ与Δt成正比。 
②若材质不一样，则σ或Ｅ越大，σ越大也就越大。 
４、对σ与Ｌ关系来说， 
∵ΔL＝αLΔt　∴α＝ΔＬ／（ＬΔt）…①　又∵σ＝ＥαΔt ∴α＝σ／（ＥΔt）…②∵①=②∴ΔＬ／Ｌ＝σ／Ｅ或σ＝（ΔＬＥ）／Ｌ…③ 
从③式看，σ似乎与Ｌ成反比，其实不然，将ΔＬ＝αＬΔt 代入③式 
仍得：σ=ＥαΔt 故σ与Ｌ、ΔＬ无关。 
再看上表序１与序７，虽然ΔＬ与Ｌ不同，但σ却完全相同即可充分证明σ与Ｌ、ΔＬ无关。