Динамическое давление рд для расчета потерь давления в местных сопротивлениях трубопроводов систем водяного отопления

Скорость движения воды ω, м/с	рд, Па	Скорость движения воды ω, м/с	рд, Па	Скорость движения воды ω, м/с	рд, Па
0,01	0,05	0,28	38,25	0,55	149,09
0,02	0,2	0,29	41,19	0,56	154
0,03	0,45	0,3	44,13	0,57	159,88
0,04	0,8	0,31	47,08	0,58	165,77
0,05	1,23	0,32	49,99	0,59	170,67
0,06	1,77	0,33	53,93	0,6	176,55
0,07	2,45	0,34	56,88	0,61	183,42
0,08	3,14	0,35	59,82	0,62	189,3
0,09	4,02	0,36	63,74	0,65	207,88
0,1	4,9	0,37	67,67	0,68	227,48
0,11	5,98	0,38	70,61	0,71	248,07
0,12	7,06	0,39	74,53	0,74	268,67
Скорость движения воды ω, м/с	рд, Па	Скорость движения воды ω, м/с	рд, Па	Скорость движения воды ω, м/с	рд, Па
0,13	8,34	0,4	78,45	0,77	291,23
0,14	9,61	0,41	82,37	0,8	314,79
0,15	11,08	0,42	86,3	0,85	355
0,16	12,56	0,43	91,2	0,9	398,18
0,17	14,24	0,44	95,13	0,95	443,29
0,18	15,89	0,45	99,08	1	490,3
0,19	17,75	0,46	103,98	1,05	539,4
0,2	19,61	0,47	108,89	1,10	590,2
0,21	21,57	0,48	112,81	1,15	647,2
0,22	23,53	0,49	117,71	1,20	706,1
0,23	26,48	0,5	122,61	1,25	764,9
0,24	28,44	0,51	127,52	1,30	833,6
0,25	30,44	0,52	313,37	1,35	892,4
0,26	33,34	0,53	138,31	1,40	961,1
0,27	36,29	0,54	143,21

Подбор диаметров трубопроводов осуществляют в такой последовательности. По расходу воды G, стараясь по возможности приближаться к величине R_ср выбирают минимальный диаметр D трубопровода, находят действительное значение скорости воды ω и удельной потери давления на трение R.

Для всех участков кольца подсчитывается сумма коэффициентов местных сопротивлений (КМС). Значение КМС определяется по таблице 6.1.

Значения сопротивления трехходовых кранов на проход следует принимать равным 4 для D_у = 15 мм и 3,5 для D_у = 20 мм.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, находящиеся на границе двух смежных участков, относят к участку с меньшим расходом теплоносителя.

После определения по каждому участку общей потери давления Rl+Z эти потери суммируются для участков расчетного кольца.

Суммарные потери давления в основном кольце сравниваются с расчетным для этого кольца давлением. Необходимый резерв давления должен быть следующим:

Если А выходит из этих пределов, необходимо изменить диаметр одного - двух участков циркуляционного кольца.

Подбор диаметров стояка, входящего во второе (наиболее короткое циркуляционное кольцо той же ветви), следует производить таким образом, чтобы разница в потерях давления в небольших участках обоих колей составила не более 15 %.

Пример 6.1: Выполним гидравлический расчет основного циркуляционного кольца из легких водопроводных труб, вертикальной однотрубной системы водяного отопления трехэтажного здания, присоединенной через водоструйный элеватор к наружным теплопроводам, при параметрах теплоносителя t₁ = 150˚С, t_г = 95˚С, t_o = 70˚С. тепловые нагрузки приборов, стояков и участков (Вт), длины участков указаны на схеме (рис. 6.1). Приборы (радиаторы РСВ) установлены у остекления световых проемов, присоединены к стоякам без уток со смещенными обходными участками в третьем этаже (с кранами КРТ), с осевыми замыкающими участками во втором и со смещенными замыкающими участками в первом (с кранами КРП) этаже.

Основное циркуляционное кольцо выбираем при тупиковом движении воды в магистралях через стояк 2; длина кольца 56 м (принимая, что правая ветвь системы значительно длиннее левой). Расчетное циркуляционное давление, пренебрегая Δр_е­тр, , Па, принимая Па Δр_е­пр вычисляется

при расходе воды в стояке

кг/ч.

Средняя удельная линейная потеря давления по формуле

Па/м. Она является ориентиром для выбора параметров трубопроводных участков.

Циркуляционное кольцо разбивается на расчетные участки, по каждому расчетному участку определяется нагрузки в Вт и кг/час, а затем по табл. 6.3 подбирается диаметры, скорости, потери линейные и местные

Результаты гидравлического расчета представлены в табл.6.4

Таблица 6.4 - Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца вертикальной однотрубной системы водяного отопления

Данные на схеме				Принято
участок	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	Dу, мм	ω, м/с	R, Па/м	Rl, Па		Z, Па	Rl+Z, Па
1	33000	1320	15,0	32	0,355	57	855	2,0	123	978
2	12500	500	5,0	20	0,38	130	650	11,9	840	1490
3	4500	180	14,0	15	0,245	83	1162	15,35	450	1612
4	-	120	0,5	15	0,16	39	20	2,3	29	49
5	4500	180	3,0	15	0,245	83	249	0,8	24	273
6	-	90	0,5	15	0,12	23	12	7,4	52	64
7	4500	180	6,5	15	0,245	83	540	6,4	188	728
8	12500	500	9,0	25	0,23	37	333	10,5	272	605
9	33000	1320	2,0	32	0,355	57	114	1,0	62	176
10	-	907,5	0,5	25	0,42	115	58	1,2	103	161
Σ l = 56,0				Σ Rl = 3993				ΣZ = 2143		6136

Примечание: 1. Расход воды на участке 4 при α = 0,33 (коэффициент затекания) кг/ч; 2. Расход воды на участке 6 при α = 0,5. кг/ч; 3. Расход воды на участке 10 определяется следующим образом:

кг/ч.

Проверим правильность выбора коэффициентов затекания воды в приборы по формуле:

Сопротивление замыкающего участка S_е на втором этаже

;

на первом этаже .

h_пр = 0,5 – высота прибора (м).

Таблица 6.5 – Значение β, кг/(м³·˚С)

tг – tо	β	tг – tо	β
85-65	0,6	115 - 70	0,68
95 - 70	0,64	130 - 70	0,72
105 - 70	0,66	150 - 70	0,76

Так как полученные S_е меньше предельных, указанных в табл. 10.11 справочника [3], то коэффициенты затекания воды α могут быть оставлены без изменения.

Запас давления в основном циркуляционном кольце

%< 10 %

При расчете приняты следующие значения коэффициентов местных сопротивлений на участках (см. табл. 6.1 и табл. II.3 справочника [3]), причем для смежных участков местное сопротивление тройника отнесено к участку с меньшей тепловой нагрузкой.

Участок 1: задвижка Dу 40	0,5
отводы Dу 32, 3 шт.	0,5· 3 =1,5
Участок 2: тройник на расстоянии при	10,1
кран пробочный проходной Dу 20	1,8
Участок 3: тройник на проходе при	4,8
воздухосборник	1,5
отводы Dу 15, 4 шт.	0,8 · 4 =3,2
тройник на проходе	0,7
радиатор РСВ при Dу 15	0,75
кран трехходовой Dу 15 при проходе	4,4
Участок 4: тройник на проходе при
Участок 5: отводы Dу 15
Участок 6: тройник на ответвлении при и делении потока	5,4
то же, при слиянии потоков	2,0
Участок 7: отводы Dу 15, 2 шт.	0,8 · 2 =1,6
тройник на проходе при	4,8
Участок 8: отводы Dу 25, 2 шт.	0,5 · 2 =1,0
кран пробочный проходной Dу 25	1,7
отводы Dу 15, 4 шт.	0,8 · 4 =3,2
тройник на противотоке при	7,8
Участок 9: отводы Dу 32	0,5
задвижка Dу 40	0,5
Участок 10: тройник на ответвлении при и делении потока

Пример 6.2: Определим располагаемое циркуляционное давление и среднюю удельную потерю давления для гидравлического расчета второстепенного циркуляционного кольца однотрубной системы, изображенной на рис.6.1.

Гидравлический расчет второстепенного кольца, через стояк 1 сводится в данном случае к расчету самого стояка 1. располагаемое циркуляционное давление для расчета стояка 1 определяется по формуле:

Па,

где Ошибка! Ошибка связи. Па.

Среднее значение линейной потери давления R_ср вычисляем по формуле при м:

Па/м.

В результате гидравлического расчета аналогично расчету в примере 6.1 определим d_ст = 20 мм, d_з.у = d­_подв = 15 мм.

Пример 6.3: Выполним гидравлический расчет малого циркуляционного кольца отопительного прибора на втором этаже в стояке 2 рассмотренном в примере 6.1 однотрубной системы отопления (рис. 6.2). Расход воды в стояке G_ст = 180 кг/ч.

Располагаемое циркуляционное давление в малом кольце при движении воды сверху вниз определим по формуле:

Па,

где Па.

где - потери в замыкающем участке, известные из гидравлического расчета стояка;

Р_еmax – естественное циркуляционное давление малого кольца.

Коэффициент затекания воды в прибор будет следующим α = 0,33;

Па.

Принимая , определим разность температур

˚С

Результаты гидравлического расчета вносим в табл. 6.6.

Таблица 6.6 - Гидравлический расчет подводок к