4.2. Предварительный расчет магистрали водяной тепловой сети.

4.2.1. Определяется падение давления по всей длине расчетной магистрали:

∆Р = , Па (4.2.1.)

ΔH – падение напора в магистрали тепловой сети. Если падение напора неизвестно, его можно предварительно принять, задаваясь удельным падением давления h = 50 – 80 Па/м. Тогда

ΔH = (4,2,2,)

ρ – средняя плотность воды, кг/м3. Принимается ρср. = 975 кг/м³;

g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

4.2.2. Коэффициент местного падения давлений:

α = Z ; (4.2.3.)

В_0-5 – максимальный расход теплоносителя в расчетной магистрали, кг/с;

Z = 0,03 – 0,05 - постоянный коэффициент для воды и конденсата.

4.2.3. Удельное линейное падение давления в магистрали:

, Па/м. (4.2.4.)

Далее расчет производится для каждого участка магистрали.

4.2.4.Определяются диаметры трубопроводов для участков магистрали:

, м (4.2.5.)

где А_d = 0,117

В – расход теплоносителя на рассчитываемом участке, кг/с.

По найденным диаметрам трубопроводов принимается стандартный диаметр трубопровода. Рекомендуется принимать ближайший больший диаметр по Приложению 11. Л.1. или по Л.3. стр. 122.

Предварительный расчет можно производить в электронных таблицах Excel.

Таблица 4.2.1. Предварительный расчет магистрали.

Расчетная величина	Способ определения	0 - а	а - b	b - c	c - 5
1. Падение давления в расчетной магистрали, Р0-5, Па		108810
2. Падение напора в магистрали тепловой сети, H, м		1,86
3. Плотность воды,  кг/м3	принимается	975
4. Коэффициент трения, 		0,128551
Z	см. п.4.2.2. МУ	0,04
5. Удельное падение давления, Rл Па/м		311,0182
6. Диаметр трубопровода, d, м		0,095474	0,0765	0,05956	0,05354

После проведения предварительного расчета можно приступать к проверочному расчету магистрали, в котором определяется действительное падение давления на участках магистрали и располагаемые напоры в характерных точках сети. Расчет произведен по зависимой схеме присоединения отопительной нагрузки, график –130 – 70 ⁰С.

4.3. Проверочный расчет магистрали водяной тепловой сети

Проверочный расчет может производиться как с начала, так и с конца магистрали. Если задано давление в начале магистрали – расчет производится с первого участка, если давление не задано, то расчет может производиться с конечного участка, при этом для определения располагаемого напора в характерных точках задаются необходимым располагаемым напором на вводе у последнего абонента ΔНаб. = 20 –25 м.

В проверочном расчете для участка 5-С определяется:

4.3.1. Режим движения теплоносителя. Для этого определяется критерий Рейнольдса для участка магистрали и сравнивается с его предельным значением:

(4.3.1.)

Кэ = 0,5 мм – абсолютная эквивалентная шероховатость.

(4.3.2.)

ν – кинематическая вязкость воды при расчетной температуре теплоносителя в подающей линии теплосети, м²/с. Определяется по Приложению 9 Л.1.

При Rе > Rе пр. – движение турбулентное;

при 2300< Re< Re пр. – движение переходное;

при Re < 2300 – движение ламинарное.

4.3.2.Действительное удельное линейное падение давления для турбулентного движения:

, Па/м, (4.3.3.)

где А^в_R = ; В – расход теплоносителя на участке, кг/с.

Для переходного движения:

, Па/м (4.3.4.)

λ= 0,3164/Re^0,25 – коэффициент гидравлического трения; (4.3.5.)

ω = 4В/ π d²ρ_ср. – скорость движения теплоносителя, м/с; (4.3.6.)

4.3.3. Коэффициент местных сопротивлений:

(4.3.7.)

nз. – количество запорных устройств на участке;

ξз. – коэффициент местного сопротивления (КМС) одного запорного устройства. В тепловых сетях чаще применяются задвижки, для которых ξ = 0,3…0,5. Вентили применяют для диаметров менее 50 мм и для них ξ = 4…8.

nп. – число поворотов;

ξп. – КМС одного поворота. В тепловых сетях чаще применяют повороты заводского изготовления (литые или кованные) с радиусом, равным диаметру трубопровода. Для них ξп. = 1, для других см. Л.3. стр. 136.

nк. – количество компенсаторов. Принимается из расчета 1 компенсатор на длине 50 – 80 метров;

ξк. – КМС одного компенсатора. Компенсаторы могут быть П-образные и сальниковые. Для первых ξ = 4, для вторых ξ = 0,2 – 0,3. Более широкое применение имеют П-образные компенсаторы. Они применяются для всех типов прокладок, при любых диаметрах и давлениях. Применение сальниковых компенсаторов ограничено. Они устанавливаются на трубопроводах d ≥ 100 мм и применяются при подземных прокладках трубопроводов;

nр. – количество разветвлений;

ξр. – КМС одного разветвления, ξ= 1,5.

4.3.4. Эквивалентная длина местных сопротивлений:

, (4.3.8.)

где А_l = 60,7

4.3.5. Действительное падение давления:

Па (4.3.9.)

Результат удваивается, т.к. водяные тепловые сети обычно выполняются двухтрубными и оба трубопровода рассчитываются одновременно и имеют одинаковые диаметры.

4.3.6. Действительное падение напора:

, м (4.3.10.)

4.3.7. Располагаемый напор в конце участка:

ΔНс = ΔНаб. + ΔН′_5-С (4.3.11.)

Проверочные расчеты следующих участков проводятся в том же порядке. В конце расчета определяется располагаемый напор в конечной точке участка. Например, для участка с- b определяется располагаемый напор в точке b:

ΔНb = ΔНc + ΔНc-b, м (4.3.12.)

Расчет можно производить в электронных таблицах Excel.

Таблица 4.3.1. Проверочный расчет магистрали.

Расчетная величина	Способ определения	0-а	a-b	b - c	c - 5
1	2	4	5	6	7
1. Предельный критерий Рейнольдса, Rе пр.		113600	93152	79520	57936
dвн., м	Л.3. Стр. 122	0,1	0,082	0,07	0,051
Dн, м		0,108	0,089	0,076	0,057
2.Абсолютная эквивалентная шероховатость, Кэ, мм	Принимается по п. 4.3.1. МУ	0,5
3. Критерий Рейнольдса, Re		589282	401851	243177	252249
1	2	3	4	5	6
кинематическая вязкость,м2/с	См. Л.1. Приложение 9	2,29E-07
4. Действительное удельное линейное падение давления, R'л , Па/м		258,370	228,99	140,240	422,33
при турбулентном движении, Па/м		258,370	228,99	140,240	422,33
АR	Принимается	0,00001
5.То же при переходном движении, Па/м	λ	101,378	94,092	62,7990	173,13
6. Коэффициент гидравлического трения, 		0,0114	0,0125	0,014	0,0141
7. Скорость теплоносителя, wм/с		1,349	1,122	0,795	1,132
8. Коэффициент местных сопротивлений задвижек,  з	n * з	0,4	0,8	0,8	0,8
n	По схеме сети	1	2	2	2
з		0,4
9. То же поворотов, п.	n * п	0	0	0	0
n	По схеме сети	0
п	См. п. 5.3.3. МУ	1
10. То же компенсаторов, к.	n * к				
n	По схеме сети		1	2	2
к		
11. То же разветвлений, р	n * р.	0	0	0	0
n	По схеме сети	0
р		1,3
12. Сумма коэффициентов местных сопротивлений, 	Σξз+ Σξп + Σξк + Σξр	4,4	4,80	8,80	8,80
13. Эквивалентная длина местных сопротивлений, lэ		15,0190	12,784	19,2328	12,945
Аl	Принимается	60,7
14. Действительное падение давления, Р', Па		29717,5	25827	9709,3	30807
15. Действительное падение напора, Н', м		3,11	2,70	1,02	3,22
16.Располагаемый напор в начальной точке участка, Н, м		35,05	31,94	29,24	28,22
Набм		25

Примечание: по формуле п. 16 определяется располагаемый напор только на последнем участке магистрали. На остальных участках располагаемый напор определяется по формуле: ΔНп.т. + ΔН′уч., где ΔН п.т. – располагаемый напор в предыдущей точке.