10 Гідравлічний розрахунок теплової мережі

Гідравлічний розрахунок теплових мереж виконують за таблицями і номограмами, наведеним в літературі [6, 7, 8], або за таблицями додатку 5 [2].

У додатках (11) - (13) наведений приклад гідравлічного розрахунку магістральних теплопроводів двотрубної водяної теплової мережі закритої системи теплопостачання. Розрахункова схема тепломережі від джерела теплоти (ДТ) до районних теплових пунктів (РТП) наведена в додатку 11. Для компенсації температурних деформацій передбачені сальникові компенсатори.

Спочатку виконують розрахунок головної магістралі (1-4). При невідомому гарантованому перепаді тиску на початку теплотраси, питомі втрати тиску на ділянках головної магістралі слід приймати 20-40, але не більше 80 Па/м;

За відомими витратами теплоносія (додаток 12, ст. 2), орієнтуючись на рекомендовані величини питомих втрат тиску R, визначають діаметри трубопроводу  (ст. 6), фактичні питомі втрати тиску (ст. 8), Па/м, а також швидкість руху теплоносія V (ст. 7), м/с. Умовний прохід труб в теплових мережах, незалежно від розрахункової витрати теплоносія повинен прийматися не менше 32 мм. Швидкість руху води не повинна бути більшою 3,5 м/с.

Далі переходять до таблиці для розрахунку еквівалентних довжин місцевих опорів (додаток 13).

За відомими діаметрами на ділянках головної магістралі визначають суму коефіцієнтів місцевих опорів  (додаток 16) і їх еквівалентні довжини Lе. Так, на ділянці (1-2) є головна засувка ( = 0,5), трійник на прохід при розподілі потоку ( = 1,0). Кількість сальникових компенсаторів ( = 0,3) на ділянці визначають в залежності від довжини ділянки L і максимальної допустимої відстані між нерухомими опорами l. Згідно додатку (7) для Dу = 600 мм ця відстань складає 160 метрів. Отже, на ділянці (1-2) довжиною 400 м слід передбачити три сальникові компенсатори. Сума коефіцієнтів місцевих опорів на даній ділянці складе

 = 0, 5 + 1,0 + 30,3 = 2, 4.

(10.1)

За додатком (17) (при = 0,0005 м) еквівалентна довжина lе для  = 1,0 дорівнює 32,9 м. Еквівалентна довжина ділянки Lе складе

Lе = lе  = 32,92,4 = 79 м.

(10.2)

Далі визначають наведену довжину ділянки Lп, значення якої заносять у таблицю додатку 12 (ст. 5)

Lп = L + Lе = 400 + 79 = 479 м.

(10.3)

Після цього визначають втрати тиску P на ділянці (1-2)

P = RLп = 42479 = 20118 Па/м.

(10.4)

Аналогічно виконують гідравлічний розрахунок ділянок (2-3) і (3-4) головної магістралі (див. додатки 12 і 13).

Далі приступають до розрахунку відгалужень. За принципом ув’язки, втрати тиску P від точки поділу потоку до кінцевих точок (РТП) для різноманітних гілок системи повинні бути рівні між собою. Тому при гідравлічному розрахунку відгалужень необхідно прагнути до виконання наступних умов:

Виходячи з цих умов знаходять орієнтовні питомі втрати тиску для відгалужень

, Па/м,

(10.5)

де - сумарна довжина розрахункового відгалуження на; - втрати тиску у відгалуженні;  - коефіцієнт, що враховує середню частку втрат тиску в місцевих опорах, який приймається за додатком (14).

У попередніх розрахунках частка втрат напору в місцевих опорах може бути орієнтовно визначена за формулою Б.Л.Шифрінсона

,

(10.6)

де - коефіцієнт, що приймається рівним 0,01 - для водяних мереж, 0,05-0,5 - для парових мереж; - витрата теплоносія на початковій ділянці розгалуженого теплопроводу, т/год.

Так, для відгалуження з ділянками (2-8)

,	(10.7)
Па/м.	(10.8)

Орієнтуючись на R = 65,1 Па/м за таблицями гідравлічного розрахунку визначають діаметри трубопроводів, питомі втрати тиску R, швидкості V, втрати тиску Р на ділянках (2-5) і (5-8). Аналогічно виконаємо розрахунок відгалужень (5-6) і (3-7) визначивши заздалегідь для них орієнтовні значення R.

Далі визначають нев’язку втрат тиску на відгалуженнях. Нев’язка на відгалуженні з ділянками (2-5) і (5-8) складе:

(10.9)

Ув’язку втрат тиску слід виконувати підбором діаметрів трубопроводу відгалужень. Нев’язка не повинна бути більшою 10 %. При неможливості повністю ув’язати діаметрами, надлишковий напір на відгалуженнях повинен бути погашений соплами елеваторів, дросельними діафрагмами і авторегуляторами споживачів.

Таблиці і номограми гідравлічного розрахунку, які наведені в літературі, складені для еквівалентної шорсткості труб = 0,5 мм. При розрахунку трубопроводів із іншою шорсткістю до значень питомих втрат тиску R слід приймати поправний коефіцієнт  ([6], табл. 4.14). Діаметри подаючого і зворотного трубопроводів двотрубних водяних теплових мереж при спільній подачі теплоти на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання повинні прийматися, як правило, однаковими.