6.Гидравлический расчёт тепловой сети. Пьезометрический график. Выбор насосов

Расчёт ведём согласно с [1], [5] и [6].

Ггидравлический расчёт только для максимально зимнего периода, то есть при расчётной температуре наружного воздуха.

Диаметры труб прямого и обратного хода сетевой воды примем одинаковыми. В совокупности с тем, что вязкость и плотности воды, а также эквивалентная шероховатость приняты постоянными, такой шаг обеспечит нам одинаковое падение давления в подающем и обратном трубопроводах и, следовательно, упростит расчёт.

10. Расходы воды по объектам снабжения

Суммарный расчётный расход объекта:

, кг/с (6.1)

где k – коэффициент запаса учитывает долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, принимаем по [1], как для закрытой системы с мощностью более 100 МВт (см. табл. 3.4) k = 1,0:

, – температуры воды в подающем и обратном трубопроводах первичного теплоносителя подогревателя ГВС в точке излома температурного графика (т.е. когда расход воды на ГВС максимален), равны: ºС и ºС.

Расчётный расход воды на 1-й жилой район:

 367,920 кг/с;

Расчётный расход воды на 2-й жилой район:

578,160 кг/с;

Расчётный расход воды на промышленное предприятие:

31,490 кг/с;

Суммарный расчётный расход теплосети: G = G₁ + G₂ + G₃ =367,920 + 578,160 + 31,490 = 971,571 кг/с

11. Выбор и расчёт магистрали

Для начала напомним себе геометрию сети – рис. 6.1. Видим, что имеются две магистрали: участок И - ПП и направление на какой-то из жилых районов. Необходимо определить по максимальному падению давления главную магистраль:

(6.2)

где R_л – линейное удельное падение давления в трубопроводе, примем R_л = 50 Па/м;

– геометрическая длина участка сети;

– эквивалентная длина местных сопротивлений, принимаем ориентировочно

= 20% от геометрической длины;

Z₁, Z₂ – геометрические высоты источника и приёмника соответственно;

– плотность воды, примем = 980 кг/м³. Вода при расчёте принимается несжимаемой жидкостью;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

1-й жилой район: 213,069 Па;

2-й жилой район: 192 138 Па;

Таким образом 2-я магистраль – трубопровод от источника теплоснабжения до второго жилого района или И - ТК - Ж2. Обозначим её красной пунктирной линией, для наглядности.

Рисунок 6.1 Схема сети. Основные геометрические параметры

Участок и - тк:

1. Задаёмся R_л = 75 Па/м;

2. Расход: G = G₁ + G₂ = 367 920 + 578 160 = 946 080 кг/с

3. Воспользуемся уравнением Дарси: , чтобы получить выражение для ориентировочного расчёта диаметра. Принимаем, что трубопровод работает в квадратичной области, для которой действительна формула Шифринсона: , где k_экв – эквивалентная шероховатость стенок трубопровода. По указаниям [1] принимаем k_экв = 0,0005 м. Тогда формула Дарси приобретает вид: , отсюда выражаем диаметр d:  0,507 м;

4. Подбираем трубу с ближайшим внутренним диаметром по ГОСТ 10706-76 на стальные сварные трубы группы А: d_Г = 512 мм, толщина стенки δ = 9 мм.

5. Скорость воды в трубопроводе:  1,954 м/с;

6. Критерий Рейнольдса: . Здесь – кинематическая вязкость, примем её при средней температуре в магистральных трубопроводах = 105ºС, и при давлении превышающем критическое при 105ºС на 50 кПа (запас на невскипание)  2,8·10^-7. Тогда:  3 573 632;

7. Предельное число Рейнольдса: ;

8. Re > Re_пр значит гидравлическое трение считается по формуле Шифринсона:  0,0194;

9. Тогда по формуле Дарси:  60,7 Па/м;

10. Поскольку нам доподлинно неизвестно как расставлена арматура на трассе, то, во избежание гадательных манипуляций, воспользуемся рекомендациями [1]. Примем на данном участке следующую арматуру:

Устанавливаемая арматура
Название арматуры	количество	сопротивление
Компенсатор	19	76
секционные задвижки	4	2
тройник	0	0
Обратный клапан	1	6
Итого:		84

Тогда: ;

11. Потери давления на участке:  210 271,30 Па = 210,27 кПа.