Задача 3. Гидравлический расчет системы отопления 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Задача 3. Гидравлический расчет системы отопления



 

Приступая к гидравлическому расчету системы отопления, необходимо предварительно выполнить следующее:

3. 1. Разместить на планах этажей нагревательные приборы, а также горячие и обратные стояки; на каждом нагревательном при­ боре проставить тепловые нагрузки в зависимости от теплопотерь помещений и числа устанавливаемых в них приборов. Пронуме­ровать стояки.

3.2. Вычертить аксонометрическую схему трубопроводов отопления, указав расположение запорно-регулировочной арматуры.

3.3. Определить наиболее невыгодное (основное) циркуляционное кольцо.

3.4.Обозначить на аксонометрической схеме трубопроводов отопления расчетные участки основного циркуляционного кольца, указав для каждого участка тепловую нагрузку Qуч, Вт (над выносной чертой) и длину (под выносной чертой).

3.5. Изобразить принципиальную схему присоединения системы отопления к внешним тепловым сетям.

Самым невыгодным циркуляционным кольцом для тупико­вых систем является кольцо через наиболее удаленный стояк. Это кольцо является основным (расчетным) и его рассчитывают в первую очередь.

Расчетным участком расчетного циркуляционного кольца считают часть трубопровода магистрали и ответвлений с посто­янным расходом и скоростью теплоносителя.

Порядковые номера расчетных участков обычно проставляют по ходу теплоносителя от теп­лового пункта до конечного нагревательного прибора и обратно.

Далее выполняют гидравлический расчет одного основного циркуляционного кольца, в следующей последовательности:

Находят расчетное циркуляционное давление в кольце :

а) Для систем отопления с естественной циркуляцией (грави­тационных)

,

где g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;

h - расстояние по вертикали от центра подогревателя, располо­женного в подвале, до центра нагревательного прибора нижнего яруса, присоединенного к стояку, через который проходит расчетное циркуляционное кольцо, м;

- плотность обратной воды (при t0 =70°С; 0 = 977,8 кг/м3);

- плотность горячей воды (при tг = 95°С; = 961,9 кг/м3);

- естественное дополнительное давление от охлаждения в трубах,Па; - учитывают только при верхней разводке трубопроводов.

Принять = 100.

б) Для систем отопления с насосной циркуляцией

.

Здесь - давление, создаваемое насосом (или элеватором), Па;

Е - коэффициент, принимаемый равным 0,4 - 0,5;

- естественное дополнительное давление от остывания в приборах, Па,

- естественное дополнительное давление от остывания воды в трубах, Па

Давление, создаваемое насосом, для систем произвольной протяженности

,

где - сумма длин участков расчетного кольца, м.

При обычной протяженности колец системы ( 120 м) принимают

= (10000 12000) Па.

в) Для систем отопления, присоединяемым к внешней тепло­вой сети через элеватор, определяют коэффициент смешения U – отношение количества подмешиваемой в элеватор обратной воды G0 из системы отопления (при температуре to) к количеству сете­вой воды Gпод, подаваемой из трубопровода тепловой сети (с тем­пературой tпод), для получения требуемой температуры сме­си tсм = tг (горячей воды, подаваемой в систему отопле­ния), т.е. U = G0 / Gпод.

Расчетную формулу для определения коэффициента смеше­ния рекомендуется вывести самостоятельно, исходя из уравнений материального и теплового баланса при смешении двух потоков воды:

;

.

 

(Входящие в уравнение теплового баланса средние теплоем­кости воды спод, с0 и ссм в соответствующих интервалах темпера­тур 0 считать одинаковыми).

Давление, создаваемое элеватором, определяют в зависимо­сти от коэффициента смешения U и располагаемого давления в трубопроводах тепловой сети на вводе в здание. (Так как послед­нее не задано, принять 1,6 104 Па)

При определении суммы () для насосных сис­тем отопления можно воспользоваться формулой:

где - число этажей в здании,

- высота одною этажа, м.

Если эта сумма меньше 0,1 , то ее не учитывают.

Тепловую нагрузку каждого расчетного участка Qуч опреде­ляют как требуемый тепловой поток теплоносителя , обеспечивающий теплоотдачу всех присоединенных к нему отопительных приборов. Если расчет вести от ввода горячей воды в систему (участок 1), то тепловая нагрузка каждого последующего участка меньше тепловой нагрузки предшествующего на величи­ну отведенного теплового потока, а в обратной линии - больше на величину подведенного теплового потока.

Результаты гидравлического расчета участков циркуляционного кольца сводят в таблицу 10. Графы 1, 2 и 4 заполняют по данным расчетной схемы отопления. В графе 3 указывают рас­ход теплоносителя для каждого участка, кг/ч,

,

где сw 4190 Дж/(кг К) - средняя теплоемкость воды в интервале температур .

Для заполнения граф 5, 6 и 7 необходимо предварительно определить среднюю для кольца удельную потерю давления на трение, Па/м

,

где - коэффициент, учитывающий долю потери давления на преодоление сопротивления трения от расчетного циркуляционного давления в кольце:

= 0,5 - для двухтрубных систем отопления с естественной циркуляцией;

= 0,65 - для насосных систем.

Фактическая удельная потеря давления на трение (гра­фа 7) должна быть близка к .

Гидравлический расчет одного расчетного кольца состоит в подборе диаметра трубы каждого участка, входящего в это кольцо (исходя из значения ), определении фактических потерь давле­ния на каждом участке и суммарных потерь давления в кольце. Для насосных систем отопления расчет заканчивается подбором насоса, а для гравитационных - сравнением суммарных: потерь давления в кольце с расчетным циркуляционным давлением. При этом следует учесть следующее.

Потери давления на участке трубопровода

,

где - потери давления на трение, Па;

- потери давления в местных сопротивлениях, Па;

- удельная линейная потеря давления на трение, Па/м

Согласно известной формуле

,

где - коэффициент гидравлического сопротивления трения;

d - гидравлический диаметр канала (трубы), м;

- плотность воды, кг/м;

w - средняя (по расходу) скорость воды, м/с.

Учитывая, что w = G/ (для труб f = /4), получим

(**)

Аналитический метод определения величины R является весь­ма трудоемким, требует сложных расчетов, так как .

В данном проекте можно выполнить гидродинамический расчет кольца системы отопления, используя приведенную на рис 3 номограмму либо табл. 12 и 13.

Расчет ведется в следующей последовательности.

3.1. По величинам Rср, и Gуч определяют диаметр трубы участка dуч округляя его до ближайшего значения изготавливаемых труб (по ГОСТу) Следует обратить внимание на то, что номограмма (рис 3) выполнена в единицах технической системы измерений, в которой "килограмм" обозначаемый кгс является единицей силы Так как 1 кгс = 9,81 Н, то 1 кгс/м2 = 9,81 Н/м (Па).

По выбранному диаметру dуч и расходу Gуч, пользуясь номо­граммой или табл. 12, находят фактическую (среднюю по расхо­ду) скорость движения воды на участке wуч, м/с, и соответствующую удельную потерю давления на участке Rуч Па/м. Для опре­деления Gуч можно также воспользоваться формулой

.

При этом для насосных систем следует учитывать предель­ные скорости движения воды в трубах (табл.9).

Таблица 9

Предельные скорости движения воды в трубопроводах

 

Диаметр трубопровода d, мм             Более 50
Предельная скорость движения воды в трубопроводах wпр, м/с   0,3     0,5     0,8   1,0   1,5   1,5   1,5

 

3.2. Потери давления на трение, Па

3.3. Потери давления в местных сопротивлениях , Па
для каждого участка определяют по формуле

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Значения для различных видов местных сопротивлений в системах отопления (вентили, тройники, крестовины, скобы, вне­запные расширения и сужения и др.) приведены в табл. 13.

Если местное сопротивление расположено на стыке двух смежных участков, его относят к участку с меньшим расходом те­плоносителя.

3.4. Общие потери давления на участке, Па, составляют .

Результаты расчетов представляют в виде табл. 10.

 

Таблица 10

Результаты гидравлического расчета системы отопления

 

Номер участка Qуч Вт Gуч кг/ч l, м d, мм w, м/с R, Па/м Rl, Па Z, Па +Z Па
                     

 

В табл. 10 величины l, d, w, R, z условно приведены без ин­дексов.

Удельные потери давления Rl удобно определять по таблицам гидравлического расчета трубопроводов систем отопления (см. табл. 12). Для нахождения промежуточных значений Rl, Па/м, G, кг/ч и w, м/с (в интервалах указанных в таблице значений) можно использовать формулы (*) и (**), согласно которым (при =idem, d =idem и idem) величина R пропорциональна квадрату расхода G2 или скорости w2.

3.5. Сравнивают общие потери давления в кольце с расчетным циркуляционным давлением в этом кольце Должно быть выполнено условие

На неучтенные местные сопротивления и неточности в мон­таже системы можно оставлять некоторый запас, но не более 10%. Если этот запас окажется большим или общие потери давления в кольце превысят циркуляционное давление, то следует произвести перерасчет циркуляционного кольца, изменив соответственно диаметры некоторых участков. Поэтому бланк гидравлического расчета (табл. 10) должен содержать графы предварительного подбора диаметров труб и графы корректировки диаметров для увязки

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 257; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.95.39.127 (0.024 с.)