3.2 Розрахункова схема головної вітки системи опалення

Вихідними даними для гідравлічного розрахунку є викреслена в масштабі 1:200 аксонометрична схема системи опалення (на аркуші креслення). На схему системи опалення наносимо теплові навантаження кожного опалювального приладу (рівні тепловтратам приміщення). Крім того, вказуємо довжину кожної розрахункової ділянки, нумеруємо їх. Розрахунковою ділянкою називається відрізок трубопроводу одного діаметра з постійними витратами теплоносія. Однотрубний стояк можна розглядати як одну розрахункову ділянку.

4. Гідравлічний розрахунок системи водяного опалення

Мета гідравлічного розрахунку – підібрати такі діаметри трубопроводів, які б забезпечували проходження розрахункових витрат теплоносія для передачі заданої кількості теплоти кожному опалювальному приладу.

У даній курсовій роботі виконується гідравлічний розрахунок головного кільця циркуляції і “ув’язка” одного ближнього стояка. При цьому, крім діаметрів магістральних ділянок і дальнього стояка, розрахуємо і діаметр ближнього стояка.

Гідравлічний розрахунок системи опалення проведемо послідовності:

1. Вибираємо на аксонометричній схемі головне кільце циркуляції. Воно проходить через дальній стояк (Ст8) найбільш навантаженої гілки та гідроелеватор. Інші кільця циркуляції мають спільні й паралельні ділянки по відношенню до головного і, як наслідок, гідравлічно зв’язані з останнім.

2. Головне кільце розбиваємо на ділянки – відрізки трубопроводу, на яких витрати теплоносія і діаметри постійні. Визначаємо довжини ділянок, їх теплові навантаження і витрати води. Витрати води на ділянці (стояк також розглядають як ділянку), кг/год

, (4.1)

де теплове навантаження і-ї ділянки, Вт; коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тепла і тепловиділення в приміщеннях Згідно з завданням =95⁰С, =70⁰С. Для головного стояка підставляємо без коефіцієнта .

. (4.2)

В нашому випадку:

;

Витрати води з теплової мережі, кг/год:

, (4.3)

де  теплова потужність системи опалення будинку, Вт; , - розрахункові температури теплоносія відповідно в подаючому і зворотньому трубопроводі теплової мережі, ⁰С.

Згідно з завданням =130⁰С, =70⁰С.

кг/год.

3. За додатком Е[11] приймаємо діаметри стояків рівними 25 або 32, орієнтуючись на швидкість руху води, упевнюються в тому, що витрати води в стояку менші максимально можливих. Приймаємо також орієнтовні діаметри магістральних трубопроводів.

4. Знаходимо розрахунковий циркуляційний тиск в системі теплопостачання. В елеваторних системах опалення розрахунковий тиск визначається за формулою, Па

, (4.4)

Зазвичай перепад тиску, що діє в системі опалення можна прийняти на рівні 13000 Па, втрати тиску в елеваторному вузлі 15000 Па, отже

(Па);

де перепад тиску в тепловій мережі, Па; коефіцієнт змішування, який залежить від параметрів теплоносія до елеватора та після нього і визначається за формулою:

. (4.5)

;

– приймаємо 15000 Па

де гравітаційний циркуляційний тиск, який залежить від конструктивних особливостей системи опалення і параметрів теплоносія, Па; Б  коефіцієнт використання гравітаційного циркуляційного тиску. Для вертикальних однотрубних систем опалення Б=1, =130⁰С (зг. завдання).

Гравітаційний циркуляційний тиск можна розрахувати за формулою, Па

, (4.6)

де середній приріст густини при зменшенні температури води на 1^ОС, який залежить від розрахункової різниці температур води у системі опалення (для температур 95-70^ОС ); g  прискорення вільного падіння, м/с², м/с²; висот а розміщення опалювального приладу першого поверху відносно елеватора, м, м; висота поверху, м; кількість поверхів.

5. Визначаємо середні питомі втрати тиску для дальнього стояка і магістральних трубопроводів кільця циркуляції з умови стійкості системи опалення:

, (4.7)

(Па/м)

, (4.8)

(Па/м).

де (1-0,35)  доля втрат тиску по довжині трубопровода ділянки; загальна довжина ділянок дальнього стояка, м; загальна довжина магістральних трубопроводів головного циркуляційного кільця.

6. Потім за таблицями для гідравлічного розрахунку [8] знаходимо діаметри труб залежно від одержаних витрат води на ділянках та уточнюють значення R. Втрати тиску на всіх ділянках кільця циркуляції визначають за формулою, Па

, (4.9)

де питомі втрати тиску від тертя на і-тій ділянці, Па/м; довжина ділянки, м; сума коефіцієнтів місцевих опорів на цій ділянці (додаток Ж [11]); швидкість руху води за таблицями [8], м/с; густина води, кг/м³, у середньому кг/м³.

Гідравлічний розрахунок виконуємо в табличній формі, його результати заносимо в таблицю 3.

7. Знаходимо суму втрат тиску на ділянках головного кільця циркуляції і порівнюємо із розрахунковим .

.

Дозволяється відхилення загальних втрат тиску від розрахункових не більше ніж на 15% у бік меншого (таблиця 3)

Таблиця 3

Гідравлічний розрахунок системи опалення

№	Q, Вт	G,кг/год	l, м	,мм	V, м/с	R,Па/м	Rl, Па		kv	Z, Па	Pi, Па	Pi, Па	Примітки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Ст8	19 343	648	47,8	25	0,3	60,4	2887	88	4	6474,66	9 361,93	9 361,93	РСВ,поворот90, 3,2
1-2	19 343	648	5,41	40	0,132	7,717	41,75	2,6	-	22,22565	63,97	9 425,91	Повітрозб,поворот90,45
2-3	38 585	1 292	2,2	40	0,263	27,6	60,77	1	-	33,99507	94,76	9 520,67	Трійник прхідний
3-4	57 827	1 937	3	50	0,239	19,24	57,73	0	-	0	57,73	9 578,41
4-5	76 545	2 563	4,34	50	0,317	28,21	122,4	8	-	393,2749	515,72	10 094,13	Трійник прхідний,вентиль
5-6	76 545	2 563	5,07	80	0,133	3,272	16,59	3	-	25,9986	42,59	10 136,71	Трійник на протитечії
6-7	76 545	2 563	48,1	80	0,133	3,272	157,5	4	-	34,6648	192,16	10 328,87	Поворот90,трійник поворотн
8-9	19 343	648	5,07	40	0,132	7,717	39,12	2	-	17,09666	56,22	10 385,10	Повітрозб,поворот90
9-10	38 585	1 292	2,2	40	0,263	27,6	60,77	1	-	33,99507	94,76	10 479,86	Трійник прхідний
10-11	57 827	1 937	3	50	0,239	19,24	57,73	0	-	0	57,73	10 537,59
11-12	76 545	2 563	4,33	80	0,133	3,272	14,17	8	-	69,32961	83,50	10 621,09	Трійник прхідний,вентиль
12-13	76 545	2 563	5,89	80	0,133	3,272	19,27	3	-	25,9986	45,27	10 666,36	Трійник на протитечії
13-14	76 545	2 563	9,5	80	0,133	3,272	31,08	3	-	25,9986	57,08	10 723,44	Поворот90,трійник поворотн

8. На даному етапі переходимо до розрахунку відгалужень від головного кільця. Виконаємо гідравлічний розрахунок одного ближнього стояка розрахункового кільця циркуляції (Ст8). Тиск для даного стояка визначається з умови виконання правила: втрати тиску на півкільцях між спільними точками рівні між собою. Таким чином, розрахунковим тиском для ближнього стояка є тиск в півкільці, яке включає ділянки подаючої магістралі, які йдуть від ближнього стояка до дальнього, дальній стояк (Ст8) і магістральні ділянки зворотного трубопроводу, які йдуть від дальнього стояка до ближнього:

, (4.10)

де - розрахунковий циркуляційний тиск для ближнього стояка, Па; - уточнені втрати тиску в дальньому стояку, Па; - втрати тиску на магістральних ділянках півкільця , Па; - кількість магістральних ділянок від ближнього стояка до дальнього і назад.

Ув’язку виконуємо в табличній формі (таблиця 4)

Таблиця 4

Ув’язка ближнього стояка

№	Q, Вт	G, кг/год	l, м	,мм	V, м/с	R,Па/м	Rl, Па		kv	Z, Па	Pi, Па	Pi, Па	Примітки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Ст5	18718	626,8	47,8	25	0,475	202	9653	88	0,96	9690,779	19 344,14	69289,47	РСВ,поворот90
										52325,15	61978,5

9. Порівнюють втрати тиску в ближньому стояку з розрахунковим тиском для цього стояка. Розходження в значеннях не повинно перевищувати 10%.

=69289,47-61978,5=7310,97 Па. =10%