4.4.Тепловые и гидравлические расчеты Гидравлический расчет системы отопления

Цель гидравлического расчёта – определение диаметров трубопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчётном циркуляционном давлении установленном для данной системы.

Гидравлический расчёт выполняют:

1. По способу определения удельных линейных потерь давления: заключается в раздельном определении потерь давления на трение и на местные сопротивления;

где: – коэффициент гидравлического трения;

– диаметр теплопровода, м;

– скорость движения воды, м/с;

– плотность воды, кг/м³;

– длина участка теплопровода, м;

– суммарный коэффициент местного сопротивления на данном участке теплопровода;

– удельное динамическое давление, Па/(кг/ч)².

где: – характеристика сопротивления, Па/(кг/ч)².

При последовательном соединении:

При параллельном соединении:

Потери давления на участке:

2. По характеристикам гидравлического сопротивления: здесь устанавливают распределение потоков воды в циркуляционных кольцах системы.

где: – удельные потери давления, Па/м.

В двухтрубных системах водяного отопления главное циркуляционное кольцо проходит при тупиковой разводке магистралей – через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного и удалённого от теплового центра стояка.

Расчет основной ветви

Наиболее нагруженная ветка

Рис1.

G₁=23.15кг/м³ч; G₂=62.99 кг/м³ч; G₃=31.1 кг/м³ч; G₄=49.43кг/м³ч; L₁= 3.78м. L₂=6м. L₃=6м. L₄=9.45м.

Потери давления на приборном узле

P_пр.уз = S∙G²_пр,

где, S - сопротивление приборного узла;

G²_пр - квадрат расхода приборного узла;

P_рт – сопротивление клапана;

P_кл - сопротивление запорного клапана.

P_кл = 1/10(Vпр/Kv).

S= A (/d∙l+),

где, l- длинна подводок к прибору;

А – по таблице;

/d- по таблице;

- сумма местных сопротивлений.

1) Участок

диаметр труб 15

G_пр = 49.43 кг/м³ч;

S = 10.6∙10^-4 (2.7∙2 + 5) = 110.24;

L = 2м;

A = 10.6 Па/(кг/ч)²;

/d = 2.7;

 = 5.

P_пр.уз =110.24∙ 49.43² = 26.9 Па;

P_кл =1/10(0.051/1.4)² = 132.6;

P_рт =1/10(0.051/3.4)²= 22.5;

Vпр =49.43/967.1 = 0.051.

P_уч = R∙l+ RV²/2 + ,

P_уч = 5.6∙7.8 + (967.1∙0.0656²)/2 + 6 = 51.76 Па;

R = 967.1;

L= 7.8м;

 = 6;

G_уч = 49.43 кг/м³ч;

R = 5.6;

V = (0.067-0.064)/(49.7- 48.2)∙(49.43- 48.2) + 0.064 = 0.0656 м/с.

2) Участок

диаметр труб 15

G_пр= 80.53 кг/м³ч;

S= 10.6∙10^-4 (2.7∙2 + 5) = 110.24;

L= 2м;

A= 10.6 Па/(кг/ч)²;

/d = 2.7;

 = 5.

P_пр.уз =110.24∙ 80.53² = 71.49 Па;

P_кл = 1/10(0.083/1.4)² = 351.4;

P_рт = 1/10(0.083/3.4)²= 59.6;

V_пр = 80.53/967.1 = 0.083.

Пересчитываем Кv клапана:

Кv = 5.4

P_уч = R∙l+ RV²/2 + ,

P_уч = 19∙3.6 + (967.1∙0.108²)/2 = 74 Па;

R = 967.1;

L= 3.6м;

G_уч = 80.53кг/м³ч;

R = 19;

V = (0.110-0.107)/(81.5 - 79.1)∙(80.53 - 79.1) + 0.107 = 0.108 м/с.

3) Участок

диаметр труб 15

G_пр = 143.52 кг/м³ч;

S= 10.6∙10^-4 (2.7∙2 + 5) = 110.24;

L= 2м;

A= 10.6 Па/(кг/ч)²;

/d = 2.7;

 = 5.

P_пр.уз =110.24∙143.52² = 227 Па;

P_кл = 1/10(0.148/1.4)² = 1117.5;

P_рт = 1/10(0.148/3.4)²= 189.4;

V_пр = 143.52/967.1 = 0.148.

Пересчитываем Кv клапана:

Кv = 6.16

P_уч = R∙l+ RV²/2 + ,

P_уч = 55∙8.4 + (967.1∙0.1862²)/2 = 478.73 Па;

R = 967.1;

L= 8.4м;

G_уч = 143.52кг/м³ч;

R = 55;

V = (0.196-0.186)/(144 - 137)∙(143.52 - 137) + 0.186 = 0.1862 м/с.

4) Участок

диаметр труб 15

G_пр= 166.67 кг/м³ч;

S= 10.6∙10^-4 (2.7∙2 + 5) = 110.24;

L= 2м;

A= 10.6 Па/(кг/ч)²;

/d = 2.7;

 = 5.

P_пр.уз =110.24∙ 166.67² = 306.23 Па;

P_кл = 1/10(0.172/1.4)² = 1509.4;

P_рт = 1/10(0.172/3.4)²= 255.4;

V_пр = 166.67/967.1 = 0.172.

Пересчитываем Кv клапана:

Кv = 1.9.

P_уч = R∙l+ RV²/2 + ,

P_уч = 70∙32.38 + (967.1∙0.2235²)/2 + 18 = 2308.75 Па;

R = 967.1;

L= 32.38м;

G_уч = 166.67кг/м³ч;

R = 70;

 = 18;

V = (0.231-0.223)/(170 - 164)∙(166.67 – 164) + 0.223 = 0.2235 м/с.

Для других ветвей рассчитываем аналогично, пересчитываем Кv.