2.3 Гидравлический расчет системы транспорта теплоты
Гидравлический расчет – один из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети.
Задачами гидравлического расчета являются:
определение диаметров трубопроводов водяной и паровой сети;
определение падения давления или напора на участках трубопровода.
Для проведения гидравлического расчета составляется схема тепловой сети, на которой указаны размещение источника теплоты и потребителей, длины, номера участков и расчетные нагрузки.
В закрытых системах теплоснабжения расчетные расходы воды получаются одинаковыми для подающего и обратного трубопроводов. Их длины и диаметры одинаковы.
Расчет водяной сети
По данным задания составляется план района. Для этого на бумагу в масштабе наносятся промышленные предприятия. Располагают промышленную котельную. Намечается схема разводки трубопроводов тепловой сети от промышленной котельной до промышленных предприятий. По масштабу определяются длины участков по основной магистрали и ответвлений до объектов.
Составляется расчетная схема, на которой наносятся потребители тепла и их номер, длины, диаметры и номера участков, расходы воды на промышленные предприятия и по участкам тепловой сети.
По тепловой схеме задаёмся коэффициентами местных потерь ξ. Принимаем плотность воды постоянной, равной ρ = 983,24 кг/м3, при τср = 600С, значение абсолютной эквивалентной шероховатости водяных сетей kэ = 0,0005 м.
Гидравлический расчет выполнен с учетом максимальной тепловой нагрузки.
Диаметр
трубопроводов определяем из предположения
его работы в квадратичной области по
формуле:
[5.16, 1 стр.190],
где Rл - действительное удельное падение давления, определяется по формуле:
[5.15,
1 стр.190],
где
- постоянный коэффициент, принимаем по
таблице 5.1.[1];
-
уточненный диаметр трубопровода.
Если представить прямолинейный трубопровод диаметром d, линейное падение давления в местных сопротивлениях (задвижки, колена и пр.), то длина такого участка трубопровода, называемая эквивалентной длиной местных сопротивлений, определяется по формуле:
[5.20б,
1 стр.190],
где Al=60,7 м-0,25 – постоянный коэффициент, принимается по таблице 5.1. [3]
-
сумма местных сопротивлений на участке
(прил. 10 [1]).
Определяем суммарное падение давления (линейного и в местных сопротивлениях) в подающей и обратной линиях на участке
[5.25,
1 стр.191],
где l – длина участка;
Определяем падение напора в подающей линии на участке
[
1 стр.187],
где γ – удельный вес воды, Н/м3.
Пример расчета для административного здания:
1.
Па/м
2.
3.
4.
5.
Таким образом, суммарное падение давления составляет 2,49 МПа, падение напора – 0,259м.
Гидравлический расчет водяной сети отопления и вентиляции сведен в таблицу №.10.
2.4. Определение нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии
Определение нормативных значений часовых тепловых потерь тепловой энергии теплопередачей через теплоизоляционные конструкции трубопроводов для среднегодовых условий функционирования тепловой сети, Гкал/ч, производится по соответствующим нормам тепловых потерь по формулам:
– для теплопроводов подземной прокладки по подающим и обратным трубопроводам вместе [5]:
,
ккал/ч [34, 9 стр.36],
– для теплопроводов надземной прокладки по подающим и обратным трубопроводам раздельно:
[35,
9 стр.36],
,
[35 а, 9 стр.36],
где
–
удельные часовые тепловые потери
трубопроводов каждого диаметра,
определенные пересчетом табличных
значений норм удельных часовых тепловых
потерь на среднегодовые условия
функционирования тепловой сети, подающих
и обратных трубопроводов подземной
прокладки – вместе, надземной –
раздельно (табл.16, прил.4);
l – длина трубопроводов участка тепловой сети подземной прокладки в двухтрубном исчислении, надземной в однотрубном, м;
β – коэффициент местных тепловых потерь, учитывающий потери запорной арматурой, компенсаторами, опорами.
Коэффициент β принимается равным 1,2 при диаметре трубопроводов до 150 мм, 1,15–при диаметре 150мм и более. Расчеты нормативных теплопотерь через изоляцию приведены для отопления и вентиляции в таблице 11, для ГВС – в таблице 12, для технологического теплопровода – в таблице 13.
Расчет нормативных теплопотерь через изоляцию для отопления и вентиляции |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
таблица №11 |
|
|
надземные трубопроводы |
подземные трубопроводы |
|
||||||||
d, мм |
lп, м |
lоб, м |
qlп, ккал/м.ч |
qlоб, ккал/м.ч |
lп, м |
qlп, ккал/м.ч |
qlоб, ккал/м.ч |
бета |
Qпп Гкал/ч |
Qпоб Гкал/ч |
Qп Гкал/ч |
25 |
15 |
15 |
11 |
9 |
15 |
21 |
16 |
1,2 |
0,00036 |
0,000378 |
0,000738 |
38 |
20 |
20 |
15 |
14 |
22 |
28 |
24 |
1,2 |
0,000696 |
0,000739 |
0,001435 |
50 |
16 |
16 |
21 |
16 |
18 |
36 |
31 |
1,2 |
0,00071 |
0,000778 |
0,001488 |
75 |
30 |
30 |
25 |
20 |
17 |
40 |
34 |
1,2 |
0,00162 |
0,000816 |
0,002436 |
110 |
|
|
|
|
20 |
46 |
40 |
1,2 |
0,04416 |
0,001104 |
0,000453 |
145 |
|
|
|
|
18 |
61 |
52 |
1,2 |
0,068515 |
0,001318 |
0,000698 |
200 |
|
|
|
|
35 |
71 |
61 |
1,15 |
0,174323 |
0,002858 |
0,001772 |
Итого: |
0,00902 |
||||||||||
Расчет нормативных теплопотерь через изоляцию для ГВС
|
|
|
|
|
таблица №12 |
|
|
подземные трубопроводы |
|
||||
d, мм |
lп, м |
q п, ккал/м.ч |
qlоб, ккал/м.ч |
бета |
Qпп Гкал/ч |
Qп Гкал/ч |
25 |
15 |
21 |
16 |
1,2 |
0,00038 |
0,000378 |
30 |
15 |
25 |
21 |
1,2 |
0,00045 |
0,00045 |
38 |
18 |
28 |
24 |
1,2 |
0,0006 |
0,0006048 |
50 |
15 |
36 |
31 |
1,2 |
0,00065 |
0,000648 |
100 |
18 |
46 |
40 |
1,2 |
0,00099 |
0,0009936 |
150 |
15 |
61 |
52 |
1,15 |
0,00105 |
0,00105225 |
160 |
20 |
62 |
53 |
1,15 |
0,00143 |
0,001426 |
180 |
15 |
71 |
61 |
1,15 |
0,00122 |
0,00122475 |
230 |
19 |
79 |
67 |
1,15 |
0,00173 |
0,00172615 |
350 |
47 |
95 |
79 |
1,15 |
0,00513 |
0,00513475 |
Итого: |
0,0136383 |
|||||