Лекция №16.

Гидравлический расчет участков трубопроводов.

Гидравлический расчет разветвленной тупиковой сети.

Пьезометрический график и режимы работы сети.

Подбор насосов и регулирование уровня напоров в водяной тепловой сети.

Построение пьезометрического графика.

Пьезометрические графики тепловых сетей с верхней и нижней зоной.

Пьезометрический график протяженных тепловых сетей.

Порядок гидравлического расчета участков трубопроводов и разветвленных водяных сетей.

П 1. Гидравлический расчет участков трубопроводов выполняется обычно для определения диаметра трубопровода при исходно заданных расходе G (кг/с) и суммарном падении давления p (Па) на участке. Расчет имеет два этапа: предварительный и проверочный, причем расчет значительно упрощается при использовании диаграмм R(G, d, w). Порядок гидравлического расчета участка трубопровода с постоянным расходом. Исходные данные: l, G, p, k_э, =const, _i , , , , , , , .

Предварительный расчет:

1. Определяют долю местных потерь:

• или

2. Находят удельные линейные потери давления:

• R = = … ,

3. Определяют диаметр трубопровода (предварительно):

• d = = … , м

4. Округляют значение до ближайшего по Стандарту:

• d = d_ст = …   = min !

Проверочный расчет:

1. Определяют скорость теплоносителя:

• w = = …

2. Определяют предельное число Re:

• Re_пр = 568 = … , _э = = …

3. Находим число Re и режим течения:

• Re = Re_пр Re_э = Re_э ≷ 5,6 и 824

4. Если Re ≥ Re_пр (квадратичная область), то уточняют линейные потери, эквивалентную длину и суммарные потери давления:

• R = = … , = …

• = … , p = R = . . .

5. Если R < Re_пр (переходная область), то считают коэффициент  и также суммарные потери давления на участке:

•  = … , R = 0,811 = …

• … , … , p = R = . . .

6. Определение давления в конце (начале) участка Обычно магистрали и остновные ответвления работают в квадратичной области и уточнение области необходимо только для участков с малой нагрузкой, т.е. абонентских ответвлений.

П 2. Гидравлический расчет разветвленной тупиковой сети. Перед выполнением расчета разрабатывают расчетную схему тепловой сети, на которой проставляют на сносках длины участков в метрах, расчетные расходы теплоносителя (т/ч, кг/с), номера узлов или участков, определяют расположение запорной арматуры, других местных сопротивлений. Перед расчетом должны быть известны расчетные расходы и параметры теплоносителя (давление или напор, температура, плотность) на источнике и у абонентов. Искомой величиной при расчете являются диаметры участков трубопроводов сети при условии обеспечения требуемых напоров у потребителей.

Расчет начинают с определения основной магистрали от источника до одного из абонентов. Она характеризуется наименьшим удельным падением давления

R = H, Па/м. Если давления у потребителей одинаковы, то основной магистралью является линия к самому удаленному потребителю. Далее задаются распределением давления (видом пьезометрического графика) по основной магистрали. Если нет ограничений по рельефу, высотности зданий, дальности транспортировки и т.д., то выбирают прямолинейное распределение давления (напора). Затем расчет ведут от начального участка расчетной магистрали до конечного абонента, определяя для каждого участка диаметр трубопровода D_НS, фактические удельные потери R, Па/м, потери и конечное давление , скорость движения теплоносителя , где i-j – номера узлов начала и конца участка. Диаметр условного прохода труб независимо от расчетного расхода принимается не менее 32 мм. Скорость движения воды не должна превышать 3,5 м/с. Определив диаметры труб, находят количество компенсаторов на участках и другие виды местных сопротивлений (переходы, …). Далее выполняют гидравлический расчет ответвлений от основной магистрали по располагаемому перепаду давления между точкой ответвления и потребителями. Простые ответвления (один потребитель) считаются как транзитные участки с заданными потерями давления. Сложные ответвления (два и более потребителя) считаются аналогично с определением и первоначальным расчетом основной магистрали ответвления, затем ответвлений от нее и т.д. Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений, причем линейные потери давления не должны превышать 300 Па/м. Если же это невозможно, то избыток давления на абонентском вводе срабатывают в сопле элеватора, дроссельными шайбами или авторегуляторами потребителей. Невязка между ответвлениями или основными магистралями не должна превышать 10%.