ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Гідравлічний розрахунок трубопроводів

 

4.1. Розрахунковий циркуляційний тиск у системі водяного опалення

 

Перед виконанням гідравлічного розрахунку трубопроводів обчислюють розрахунковий циркуляційний тиск ∆Рр, Па, тобто величину різниці тисків, яка може бути витрачена на подолання опору тертя та місцевих опорів у системі опалення

Рр=∆Рн+Б∆Рпр, (25)

де ∆Рн – тиск, що створює циркуляційний насос, Па; ∆Рпр – природний тиск, що виникає внаслідок охолодження води в опалювальних приладах і трубопроводах системи опалення, Па; Б – коефіцієнт, що являє собою частку максимального природного тиску, яку необхідно враховувати в розрахункових умовах. Для насосних однотрубних горизонтальних систем водяного опалення приймають Б=0,4.

Розрахунковий природний тиск в однотрубних горизонтальних системах водяного опалення з поквартирними приладовими вітками визначають для кожної вітки за формулою:

Рпр.і=ghiо – ρг), (26)

де g=9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння; hi – вертикальна відстань між центром нагрівання і центром охолодження води в опалювальних приладах горизонтальної приладової вітки і-го поверху, м; ρо і ρг – відповідно густина охолодженої і гарячої води в системі опалення, кг/м3. При розрахунковому перепаді температур води tг - tо= 95-700С,
ρо =977,81 кг/м3 і ρг=961,92 кг/м3.

Центр нагрівання води в індивідуальному тепловому пункті беруть по осі подавального трубопроводу теплового вузла, що проходить на відстані 1300 мм від підлоги підвалу.

 

Насос, включений в замкнуте кільце системи водяного опалення, воду не піднімає, а лише переміщує, підтримуючи її циркуляцію, і тому називається циркуляційним (на відміну від підживлювальних та підвищувальних насосів).

Потужність циркуляційного насоса визначається кількістю води, яку він переміщує, та створюваним тиском. Витрата води в системі опалення Gс.о., кг/год, визначається за формулою

Gс.о..= . (27)

Значення необхідного циркуляційного тиску ∆Рн насоса можна одержати із формули (25), якщо розрахунковий тиск ∆Рр дорівнює сумарним втратам тиску ∑ ∆Рі , визначеним у результаті гідравлічного розрахунку системи опалення з заданими діаметрами трубопроводів. В іншому випадку необхідно спочатку вибрати типорозмір насоса і тоді, добавивши до ∆Рн величину ∆Рпр, визначити розрахунковий циркуляційний тиск ∆Рр для вибору діаметрів трубопроводів і виконання гідравлічного розрахунку.

Кожен насос має свою характеристику (робочу криву), одержану в результаті стендових випробувань. Характеристика показує залежність між витратою насоса Gн та тиском ∆Рн і при відповідній частоті обертів електродвигуна. Для забезпечення розрахункових витрат води і циркуляційного тиску при дії насоса рекомендується при його виборі орієнтуватися на максимальне значення ККД.

Потужність електродвигуна Nел насоса, Вт, визначається з врахуванням ККД насоса ζн та необхідного запасу потужності к (орієнтовно 1,5) на пусковий момент за формулою:

Nел = . (28)

Для систем опалення, приєднаних до теплових мереж центрального теплопостачання, необхідно знижувати температуру води Т1 , що надходить з теплової мережі до допустимої tг в системі. Це відбувається в тепловому пункті підмішуванням у високотемпературну воду води із зворотньої магістралі, охолодженої в системі опалення до температури tо.

Кількість високотемпературної води G1 при відомій тепловій потужності опалення Qс.о. буде тим меншою, чим вища температура Т1:

 

G1= (29)

де Т2 – температура води в зворотній магістралі, оС, беруть Т2 = 70 оС.

 

Співвідношення витрат води, охолодженої в системі опалення Gс.о. та високотемпературної G1 називають коефіцієнтом змішування U

 

U = Gс.о. / G1 , (30)

який можна виразити через температуру води:

U = (31)

Якщо опалювальні прилади сходових кліток приєднані перед підмішувальним насосом, то в формулі (31) замість Т1 треба взяти її фактичну температуру перед підмішувальним насосом Т1ф, яку обчислюють за формулою:

Т1ф = Т1 - (32)

де Qс.к – розрахункові тепловтрати сходових кліток, Вт.

Якщо опалювальні прилади сходових кліток приєднують перед підмішувальним насосом величину Тгф обчислюють за формулою:

 

Тгф= Тг - (33)

 

де Qс.к. – розрахункова теплова потужність системи опалення сходових кліток, Вт; Gт.м. – розрахункова втрата води, кг/год, що надходить із теплової мережі в систему опалення:

 

Gт.м.= (34)

 

де Qс.о. – розрахункова теплова потужність системи опалення будинку, обчислена за формулою (10) без урахування втрат теплоти в сходових клітках, Вт.

Центр охолодження в опалювальному приладі знаходиться на середині цього приладу, а при русі води в ньому „знизу-вниз” – на рівні приєднання трубопроводів до опалювального приладу.

Оскільки величина природного тиску ∆Рпр.і залежить від величини hi, то і розрахунковий циркуляційний тиск ∆Ррі необхідно обчислювати для циркуляційних кілець, що проходять через горизонтальні приладові вітки всіх поверхів.

 

 

4.2. Послідовність гідравлічного розрахунку трубопроводів

 

Гідравлічний розрахунок трубопроводів є найбільш складним, трудомістким і важливим етапом при проектуванні системи опалення. Перед його проведенням мають бути:

 

- визначені теплова потужність системи опалення та теплове навантаження опалювальних приладів і стояків для всіх приміщень;

- вибрані принципові схемі системи опалення і параметри теплоносія;

- вибраний тип і спосіб установки опалювальних приладів;

- конструктивно вирішена система опалення; на планах будинку розміщені опалювальні прилади, стояки, подавальні та зворотні магістральні трубопроводи, визначене місце розташування вузла вводу тепломережі в індивідуальному тепловому пункті (ІТП) будинку;

- накреслена аксометрична схема системи опалення;

- визначений розрахунковий циркуляційний тиск у системі опалення.

Гідравлічний розрахунок трубопроводів виконують після розробки розрахункової схеми системи опалення.

На розрахунковій схемі вказують номер, теплове навантаження і довжину розрахункових ділянок циркуляційних кілець.

Циркуляційним кільцем у системі опалення називають замкнений контур, що включає послідовно розташовані ділянки трубопроводів за ходом руху теплоносія: тепловий центр (ІТП) – опалювальний прилад (приладова вітка або стояк) – тепловий центр. Отже, довжиною циркуляційною кільця є сума довжин послідовно розташованих ділянок трубопроводів, по яких вода, виходячи із теплового центра і проходячи будь-який опалювальний прилад (приладову вітку або стояк), повертається у тепловий центр.

Гідравлічний розрахунок трубопроводів, як правило, починають з основного (головного) циркуляційного кільця, після чого розраховують інші (другорядні) кільця. Головним вважається кільце, що знаходиться у найнесприятливіших умовах: в однотрубних насосних поквартирних системах водяного опалення основне циркуляційне кільце проходить через найбільш навантажену і найвіддаленішу від ІТП приладову вітку на верхньому (останньому) поверсі будинку.

Кожне циркуляційне кільце, починаючи з основного, розбивають на розрахункові ділянки. Розрахунковою є ділянка трубопроводу постійного діаметра з незмінною витратою води

4.3. Гідравлічний розрахунок трубопроводів систем водяного

опалення методом характеристик опору

 

Втрату тиску в розрахунковій ділянці трубопроводу за методом характеристик опору обчислюють за формулою:

Р=SG2, (35)

де S – характеристика опору розрахункової ділянки трубопроводу, Па/(кг/год)2; G – витрата води в розрахунковій ділянці трубопроводу, кг/год.

Характеристики опорів уніфікованих вузлів систем водяного опалення наведені в довідниковій літературі. В інших випадках характеристику опору будь-якої розрахункової ділянки трубопроводів обчислюють за формулою:

S=Aξприв, (36)

де А – питомий динамічний тиск, Па/(кг/год)2 у розрахунковій ділянці трубопроводу, що виникає при втраті води в ній G=1 кг/год;
ξзв – зведений коефіцієнт опору розрахункової ділянки трубопроводу, який визначають за формулою:

ξприв= (37)

де – зведений коефіцієнт тертя труби, м-1; l – довжина розрахункової ділянки трубопроводу, м; ∑ξ – сума коефіцієнтів місцевих опорів на розрахунковій ділянці трубопроводу.

Величини гідравлічних характеристик А, і для сталевих труб, що застосовують у сучасних системах опалення, із середньою температурою води t=600С, яка відповідає середній температурі за опалювальний сезон, наведені в [7,8].

Використання величини дозволяє за заданими витратою води G і діаметром труби обчислити швидкість теплоносія V, м/с, діленням витрати води G на величину , тобто:

V= . (38)

 

Значення характеристики опору S може бути визначено як для окремої ділянки трубопроводу, так і для частини мережі, що складається з послідовних і паралельних ділянок трубопроводів. Так, характеристика опору послідовно розташованих ділянок трубопроводів із постійною витратою води дорівнює сумі характеристик опору цих ділянок, тобто:

 

S1+i=S1+S2+…+Si, (39)

де S1+S2+…+Si – характеристики опору послідовно розташованих трубопроводів, визначені за формулою (36) або взяті за [7,8].

На рис. 6 і 7 зображені фрагменти розрахункової схеми трубопроводів однотрубної по квартирної системи опалення.

 
 

 

Рис 6. Розрахункова схема подавальних і зворотніх трубопроводів системи опалення

 


 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти