2. Расчёт и подбор водоструйного элеватора

2.1. Исходные данные

Водоструйные элеваторы предназначены для снижения температуры воды, поступающей из тепловой сети в систему отопления, до необходимой температуры путем ее смешивания с водой, прошедший систему отопления.

Расчет и подбор элеватора заключается в определении расхода воды, поступающей в элеватор из тепловой сети, расхода воды, поступающей в систему отопления после смешивания в элеваторе, - расхода инжектирующей воды, коэффициента инжекции (смешения), сопротивления оказываемого системой отопления, диаметра камеры смешивания и сопла, давления необходимого для работы элеватора. После определения диаметра камеры смешивания выбирается номер элеватора.

Потери давления в данной системе водяного отопления составляют ΔР_р= 7410,7 Па. Тепловая нагрузка на данный струйный смесительный насос равна Q₀ = 39440 Вт. Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети t₁= 150˚С.

2.2. Схема элеваторного узла

Схема элеваторного узла представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема элеваторного узла

2.3. Расчётная часть

Рассчитаем рабочий (массовый) расход теплоносителя, поступающего в элеватор из тепловой сети по формуле:

кг/ч =0,121 кг/с.

(5)

Тогда объёмный расход воды составит: .

Далее определим массовый расход воды, смешанной в элеваторе:

кг/ч = 0,386 кг/с.

Тогда объёмный расход воды составит: м.

Вычислим расход инжектируемой воды:

кг/ч.

(6)

Рассчитаем коэффициент инжекции (смешивания) из соотношения:

.

Определим сопротивление, оказываемое системой отопления:

(7)

Вычислим диаметр камеры смешения по следующей формуле:

м

(8)

По данному значению диаметра камеры смешения, согласно [2], выбираем стандартный элеватор № 1 с d₃ = 0,015м = 15 мм.

Определим диаметр сопла элеватора:

,

(9)

где n – коэффициент, находящийся в интервале 1,05…1,15; принимаем n = 1,1.

м

Уточним ранее принятый коэффициент n:

.

(10)

Рассчитаем перепад давлений в элеваторе по формуле:

,

(11)

где φ₁ = 0,95 – коэффициент скорости сопла;

м² – площадь поперечного сечения сопла.

кПа.

2.4. Конструктивная схема водоструйного элеватора

Конструктивная схема водоструйного элеватора представлена в приложении 2.

3. Тепловой расчёт отопительных приборов водяного отопления

Исходные данные

1. Характеристика системы отопления – однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой магистрали;

2. Тип и марка отопительного прибора – радиатор чуг. секц. М–140–АО;

3. Вариант схемы присоединения сверху вниз;

4. Теплоноситель – вода; t_вх = 95˚С и t_вых = 70˚С;

5. Температура воздуха в отапливаемом помещении t_в = 20˚С;

6. Диаметр труб мм.

3.2. Расчётная часть

1. Определим средний температурный напор в отопительном приборе

   ˚С.

   (12)

2. Определим значение номинальной плотности теплового потока, для радиаторов чугунных секционных типа М–140–АО q_ном = 595 Вт/м².

Рассчитаем действительный расход воды в отопительном приборе по формуле: ,

(13)

где - нормируемая тепловая мощность отопительного прибора, Вт; = 39440 Вт. кг/с.

3. Определим расчётную плотность теплового потока отопительного прибора:

,

(14)

где n и р – экспериментальные числовые показатели, n = 0,3; р = 0,02; С_пр = 1,039.

Вт/м².

4. Определим суммарную теплоотдачу теплопроводов по формуле:

,

(15)

где и - теплоотдачи 1 м соответственно вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые исходя из их диаметра и разности температуры (t_г – t_в); и - длина соответственно вертикальных и гори­зонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

= 49,6

м.

Вт.

5. Определим расчётную плотность отопительного прибора:

м2.

(16)

6. Определим расчётное число секций

,

(17)

где - площадь одной секции, м², типа радиатора, принятого к установке в помещении; β₄ – поправочный коэффициент, учитывающий способ уста­нов­ки радиатора в помещении, при открытой установке β₄ = 1,0; β₃ – попра­вочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, для радиаторов типа М – 140 вычисляется по формуле: β₃ = 0,92 + 0,06/F_р = 0,921.

Полученное число радиаторов: 264/20 = 13,2≈14.Выберем следующее расположение радиаторов: 7 радиаторов на стене под окнами и 7 – на противоположной стене.