4.3. Гидравлический расчет системы отопления

Расчет вертикальной системы отопления (для двойных стояков) ведем по характеристикам гидравлического сопротивления. Стояки принимаем с односторонним присоединением приборов. Сначала определяем характеристики гидравлического сопротивления стояков согласно табл.10.19. спр.Староверова.1ч.:

S_ст=S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅ + S₆

S₁ - сопротивление этаж. стояков;

S₂ - сопротивление приборных узлов верхнего этажа;

S₃ - сопротивление узла присоединения у подающей магистрали;

S₄ - сопротивление узла присоединения у обратной магистрали;

S₅ - сопротивление прямых участков труб стояков;

S₆ - сопротивление приборных узлов, определяется по формуле:

S₆ = S_п + S_пр×l_пр

S_п – сопротивление подвода, (Па/(кг/ч)2);

S_пр – сопротивление прибора длиной 1 (м), (Па/(кг/ч)2);

l_пр –длина прибора.

Определяем потери давления для стояков:

P=S×G²_CT, Па

На участках необходимо определить скорость движения воды:

=G/(s××3600)=G×4/(××d²×3600), м/с

Затем находим R_уд по таблице II.2 спр. Староверова. Линейные потери на участке находим по формуле:

P_л=R_уч×l_уч, Па

Определяем коэффициенты местных сопротивления по таблице II.1.1. и местные потери давления на участке по таблице II.3.

Находим невязку. Невязка для тупиковых систем не должна превышать 15%, иначе необходимо установить шайбу, диаметр которой определяеться по следующей формуле:

d= 3,54×(G²_ст/P_)^0.25, мм

Пример расчета:

Для того, чтобы произвести расчет системы, разбиваем схему на участки выделяем стояки. Произведем расчет стояка 5, Q_ст2=3376 Вт.

G_ст= 1,02×1,03×0,86×3376/(95-70)=122,01 кг/ч

Принимаем диаметр трубы равный 20 мм.

P= (57+46+12+4*23+3*31+3*31)×10^-4× G²_ст=585,04 ,Па

При гидравлическом расчете системы на участке Ст₅:-Ст₆ мы получили невязку 68%, поэтому необходимо ввести шайбу:

d= 3,54×((285,26)²/3197,9-585,04+1000)^0.25=16,2 мм

Результаты гидравлического расчета системы представлены в таблице 4.2

5. Система вентиляции

5.1. Выбор системы

Жилые здания согласно СНиПу оборудованы вытяжной естественной канальной системой вентиляции с устройством каналов во внутренних стенах. Вытяжная система должна осуществляться из санитарных углов и кухонь.

В жилых домах квартирного типа допускается объединение вентиляционных каналов: из санитарного узла без унитаза и кухни той же квартиры; можно объединить туалет и ванную. Поквартирная вытяжка индивидуальная!

Норма вытяжки воздуха:

- ванная комната 25 м³/час;

- туалет 25 м³/час;

- объединенный санузел 50 м³/час;

- кухня с электроплитой 60 м³/час.

Рекомендуемые скорости воздуха:

- в вытяжных решетках 0,5-1 м/с:

- горизонтально сборный канал 1 м/с(1,5 максимальная):

- вытяжные шахты 1-1,5 м/с.

5.2 Расчет воздухообменов. Расчет системы вентиляции

Системы вентиляции общего назначения служат для подачи и удаления незапыленного воздуха с температурой до 80 С.

Производить расчет будем только третьего этажа.

При расчетах использовался справочник Староверова часть 3-я, книга 2я, глава 22(таблицы № 22,7; 22,11;22,12)

t_H = +5 C

t_B = +18 C

Общие потери давления , Па, в сети воздуховодов для стандартного воздуха (t = 20С и  = 1,2 кг/м³) определяется по формуле:

p = (Rl+z),

где R – потери давления на трение на расчетном участке сети, Па, на 1 м;

l – длина участка воздуховода, м;

z – потери давления на местные сопротивления на расчетном участке сети, Па;

Рабочие давления рассчитываются по основному закону гидростатики:

p_p = _*g_*h = (_H - _B)_*g_*h,

где h – расстояние от кровли до потолка и от кровли до дефлектора, м;

g – ускорение свободного падения.

h= 0.3+0.5=0.9 м

Формула зависимости плотности:

 = 353/273+t

_В = 1.21, _Н = 1.27

Найдем рабочее давление:

p_p = _*g_*h = (_H - _B)_*g_*h = (1,27 – 1,21)_*9,81_*0,9 = 0,53 Па

Теперь займемся расчетом располагаемого давления.

Потери давления на трение R, Па, на 1 м в круглых воздуховодах определяют по формуле:

R = _*_*v²_*n/2_*d,

где  - коэффициент сопротивления трения;

d – гидравлический диаметр канала;

v – скорость движения воздуха в воздуховоде;

 - плотность воздуха, перемещаемого по воздуховоду, кг/м³;

_*v²/2 – скоростное динамическое давление, Па;

n – коэффициент на потери давления на трение, учитывающий шероховатость материалов воздуховода.

Материал воздуховода – кирпич, следовательно n = 1,4.

Размер канала равен 140х140, следовательно s = 0,02 м.

v = Q/s_*3600 = 60/0.02_*3600 = 0.83 м/с.

Коэффициент сопротивления рассчитывается по формуле Альтшуля:

 = 0,11(K_Э/d + 68/R_E)^0,25,

где К_Э – абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода по листовой стали, равная 0,1 мм;

d – диаметр воздуховода, мм;

R_E – число Рейнольдса.

d = 2_*s/п = 2*140*140/280 = 140 мм

R_E = V_d/ = 0.83/0.0000133= 62406

Потери давления z, Па, на местные сопротивления определяются по формуле:

z = _*_*v²/2,

где  - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуха.

 = 0,5+1,2*2 = 2,9

z = _*_*v²/2 = 2,9_*1,2_*0,83_*0,83/2 = 1,12

Коэффициент сопротивления:

 = 0,11(K_Э/d + 68/R_E)^0,25 = 0,11(4/140+68/62406)^0,25 = 0,24

R = _*_*v²_*n/2_*d = 0,24_*0,06_*0,83_*0,83_*1,4/2_*0,14 = 0,049

p = (Rl+z) = 0.049*3+1.12=2.59

Располагаемое давление меньше рабочего давления, следовательно система вентиляции будет работать.