2.4 Гидравлический расчёт трубопроводов и расчет элеватора

Цель гидравлического расчёта: определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчётном циркуляционном давлении установленном для данной системы. Из курса гидравлики известно, что при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют места потери давления для преодоления сопротивлений двух видов: сопротивления на трение, на местное сопротивление (сопротивление по длине).

Для данной двухтрубной системы расчетное кольцо проходит через нижний нагревательный прибор через стояк с наибольшей тепловой нагрузкой наиболее удаленный от элеваторного пункта. Данное неблагоприятное кольцо разбивается на расчетные участки, под которыми принимают длину трубопровода с постоянным расходом теплоносителя.

Под расчетным циркуляционным давлением понимается необходимое давление для поддержания принятого гидравлического режима системы отопления, т.е. то давление, которое может быть израсходовано в расчетных условиях на преодоление гидравлических сопротивлений в системе.

Для определения диаметра трубопровода, скорости движения воды в трубопроводе нужно рассчитать расход воды на участке G_i, кг/ч, который определяется по формуле:

,

где Q_уч – тепловая нагрузка участка, Вт.

При подборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления от трения при движении теплоносителя по трубам, Па/м:

,

где K – доля потери давления на трение, принимается равной для систем с искусственной циркуляцией равной 0,65; Σl – длина циркуляционного кольца (сумма длин участков расчетного кольца), м.

Зная G_i и R_ср по приложению В методического руководства по расчету отопления и вентиляции жилых зданий определим d и v.

В данном курсовом проекте гидравлический расчет трубопроводов ведется методом удельных потерь давления. Предварительно зададим потери давления 8000 Па. Потери давления на трение на участке определяются путем умножения удельной потери давления R на длину участка l, м. Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле:

,

где  – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;  –

скорость воды на участке, м/с;  – плотность воды, кг/м³. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке зависит от вида местных сопротивлений. Составим вспомагательную таблицу 4 коэффициентов метных сопротивлений, а результаты расчета сведем в таблицу 5.

Таблица 4 – Коэффициенты местных сопротивлений

Номер участка	Название элемента системы отопления		
1	Элеватор	2,3	5,3
	Задвижка	0,5
	Отвод 90	1
	Тройник поворотный	1,5
2	Тройник проходной	1	1
3	Тройник проходной	1	1
4	Кран двойной регулировки	4	5
	Тройник проходной	1
5	Вентиль обыкновенный	16	17
	Стальной радиатор	2,28
	Тройник проходной	1
6	Тройник проходной	1	1
7	Тройник проходной	1	1
8	Тройник проходной	1	1

Продолжение таблицы 4

9	Тройник поворотный	1,5	1,5
10	Отвод 90	1	1,5
	Задвижка	0,5

Таблица 5 – Гидравлический расчет трубопровода

Номер участка	Тепловая нагрузка участка, Qi, Вт	Расход воды на участке, Gi, кг/ч	Длина участка, l, м	Диаметр трубопровода, d, мм	Скорость движения воды, V, м/с		Потери давления от трения на 1м длины, R, Па/м	Потери давления от трения на участке, Rl, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений, Z, Па	Потери давления в местных сопротивлениях, Z, Па	Сумма потерь давления на учатке Rli + Zi
1	37816	929	26,4	25	0,45		144,7	3820,4	5,3	177,3	3997,7
2	21977	540	1,2	25	0,26		47,4	56,9	1	67,3	124,2
3	18916	465	5	25	0,69		331,5	1657,5	1	469,1	2126,6
4	16002	393	2,8	25		0,61	442,6	1239,3	5	359,2	1598,5
5	5975	147	20,3	15		0,22	66,5	399,1	17	304,5	703,5
6	10941	269	13,2	15		0,40	221,3	2921,0	1	155,4	3076,4
7	16666	410	4,5	20		0,32	91,7	412,5	1	73,2	485,8
8	19710	484	5	20		0,37	127,8	639,2	1	102,1	741,4
9	21977	540	0,3	25		0,26	51,6	15,5	1,5	33,4	48,9
10	37816	929	12,3	25		0,45	144,7	1780,0	1,5	98,5	1878,5

Итак, сумма потерь давления в кольце составляет 7587,51 Па. Потери давления в кольце должны быть в пределах 90 % располагаемого давления:

% ≤ 10 %.

Расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:

= 7670 + ,

где – давление, возникающее от охлаждения воды в приборе, вычисляется по формуле:

= 0,5 ∙ n ∙ h ∙ g ∙ (ρ_o – _г),

где n – количество этажей в здании; h – высота этажа; ρ_o и _г – плотность теплоносителя в обратной и подающей магистралях соответственно.

= 13,2 ∙ 9,81 ∙ (988 – 936,6) = 6649 Па,

= 7670 + 6649 = 14319 Па,

Па,

≤ 10%.

т.е. можно сказать, что гидравлический расчёт выполнен верно