10. Тема: Гідростатичний розрахунок трубопроводів системи опалення.

Методичні вказівки.

Гідравлічний розрахунок системи опалення будівлі, яка проектується.

Гідравлічний розрахунок системи опалення полягає у визначенні діаметрів трубопроводів при відомих теплових навантаженнях і наявному перепаді тисків теплоносія Р_р на вводі та пов'язанню тисків, що втрачаються в стояках і магістральних трубопроводах.

Перш ніж розпочати гідравлічний розрахунок, необхідно виконати наступне:

• накреслити розрахункову схему системи опалення з розміщенням запірно-регулюючої арматури, повітрозбірників, поворотів і вигинів трубопроводів;

• на кожному опалювальному приладі проставляємо теплові навантаження приладів Q_пр, Вт, які дорівнюють тепловтратам відповідних приміщень;

• розрахункове циркуляційне кільце (найбільш протяжне і навантажене) розбиваємо на розрахункові ділянки – відрізки трубопроводів одного діаметра з постійним тепловим навантаженням (постійними витратами теплоносія) і проставляємо порядкові номери розрахункових ділянок, починаючи нумерацію від теплового вводу за ходом теплоносія по подавальній магістралі до кінцевого опалювального приладу та по зворотній магістралі до теплового вводу;

• проставляємо теплові навантаження магістральних ділянок, що визначаються сумою теплових навантажень стояків, які обслуговуються цією ділянкою.

Після складання розрахункової схеми приступаємо до гідравлічного розрахунку, що може бути виконаний будь-яким з відомих методів. У даному курсовому проекті розглядається метод розрахунку за питомими втратами тиску на 1 пм розрахункового кільця при постійному перепаді температури води в стояках і здійснюється розрахунок двох кілець: розрахункового циркуляційного та малого (через найближчий стояк цього напрямку).

Розрахунок виконується у наступній послідовності:

1. у розрахунковій таблиці проставляємо на кожній ділянці теплові навантаження та довжини;

2. визначаємо необхідні витрати теплоносія (води) на ділянці, G_Д, кг/год, за формулою:

де Q_Д – теплове навантаження розрахункової ділянки, Вт;

с_в – теплоємкість води, с_в = 4,19 кДж/(кг ^{. 0}С);

t_г,t_о – температура води на вході і виході системи опалення, ⁰С;

3. знаходимо середню величину питомої втрати тиску на тертя для розрахункового циркуляційного кільця, R_ср, Па/м, за формулою:

де Р_р – наявний перепад тиску в системі опалення, Па; в курсовому проекті Р_р не розраховуємо, а приймаємо – 6000 ÷ 10000 Па;

∑l – сума довжин ділянок розрахункового циркуляційного кільця, м;

В – коефіцієнт, що враховує частку втрат тиску на подолання опору тертя від загального наявного перепаду тисків Р_р; при природній циркуляції в системі В=0,5, при насосній В=0,65.

4. за додатком Ж залежно від відомих величин R_ср і G_Д, знаходимо дійсні питомі втрати тиску R, Па; діаметри трубопроводів d_y, мм, і швидкість води v, м/с, намагаючись, щoб значення R було як можна ближче до R_ср (більше або менше);

Діаметри труб належить вибирати так, щоб швидкість зростала без різких стрибків при збільшенні теплових навантажень та не перевищувала гранично допустимих величин за умовою безшумної роботи системи (не більше 1,5 м/с).

5. за додатком Д визначають суму коефіцієнтів місцевих опорів ∑ξ на розрахункові ділянці;

6. розраховуємо втрати тиску на тертя по довжині ділянки Rl, Па, і в місцевих опорах , Па, де р – густина води, кг/м³. Величини Z, які розраховано залежно від наведено у додатку Р;

7. знаходимо повні втрати тиску на кожній ділянці (Rl + Z), Па. Складаючи їх по всьому розрахунковому циркуляційному кільцю, визначаємо повну втрату тиску в кільці ∑(Rl + Z) і порівнюємо її з наявним перепадом тиску на вводі, при цьому повинна дотримуватися умова Z(Rl + Z) ≤ 0,9 Р_р;

8. визначаємо величину запасу або нев’язки тиску, що використовується, у відсотках:

(5.16)

При розрахунку найбільш протяжного та навантаженого кільця допускається залишати запас наявного перепаду тиску Р_р на невраховані розрахунком опори мережі не більше 10%.

Пов’язання втрат тиску на вузлових точках (тобто для неосновних циркуляційних кілець) провадиться без врахування втрат на загальних ділянках. Втрати тиску в циркуляційних кільцях однотрубних систем опалення, розрахованих з постійним перепадом температур теплоносія в стояках, не повинні розрізнятися більше ніж на 15% при тупиковій схемі розводки магістралей і на 5% - при попутній; в двотрубних системах відповідно – на 25% і на 15%.

Якщо ця умова не дотримується, слід на окремих ділянках збільшити або зменшити діаметр трубопроводу, завдяки цьому змінивши величину втрат тиску. З метою забезпечення гідравлічної сталості системи необхідно прагнути, щоб втрати тиску в розрахунковому стояку складали якомога більшу частку від втрат тиску в розрахунковому циркуляційному кільці.

Для запису змінених діаметрів належить залишати вільні рядки в розрахунковій таблиці (додаток С).