6. Гидравлический расчет системы отопления

Целью гидравлического расчета систем отопления является подбор диаметров трубопроводов и определение потерь давления в них, затрачиваемых на подачу требуемого расхода теплоносителя к отопительным приборам.

Выбираем главное циркуляционное кольцо и разбиваем его на участки.

На участке 1 определяем суммарные потери давления по формуле, Па:

Потери давления на трение обусловлены трением жидкости о стенки трубы /канала и внутренним трением в потоке и выражаются формулой Дарси-Вейсбаха, Па:

где – коэффициент гидравлического трения;

– длина участка, м;

– диаметр трубопровода, м;

– плотность перемещаемой среды кг/м³;

U – скорость перемещаемой среду, м/с.

Скорость теплоносителя U, м/с в трубе диаметром , м равна:

Объемный расход теплоносителя , м/с²:

Коэффициент гидравлического трения:

где – шероховатость трубопровода, для стального трубопровода принимаем 0,2 мм.

Местные потери давления обуславливаются изменением скорости потока по величине или направлению и выражаются формулой Вейсбаха, Па:

где – коэффициент местного сопротивления (КМС), см. табл.1 прил. 10.

Для всех остальных участков потери давления определяются аналогично и суммируются по главной магистрали, результаты расчета заносятся в таблицу 3.

Потери давления на главной магистрали составили 35590 Па.

7. Подбор оборудования итп

Для выбора циркуляционного насоса воспользуемся двумя параметрами: потерями давления в главной магистрали с запасом 10-20 кПа и расходом воды:

Из приложения «Характеристики циркуляционных насосов», выбрали в точке пересечения 2-х параметров наиболее подходящий циркуляционный насос в системе отопления: ВМН 60/240, 50Т.

8. Конструирование системы вентиляции

Система вентиляции запроектирована естественная вытяжная. Компенсация удаляемого воздуха осуществляется как за счет наружного воздуха, так и за счет перетекания воздуха из других помещений. Поступление наружного воздуха происходит через окна, фрамуги, форточки и через неплотности окон и дверей.

Вытяжка из жилых комнат предусмотрена через вытяжные каналы, расположенные во внутренних стенах кухонь, уборных и ванных. Вытяжная вентиляция из санузлов и ванных комнат объединена в один канал.

Вытяжная шахта для выброса воздуха должна выведена выше конька крыши на 0,5 м.

Вытяжные отверстия в помещениях расположены на 0,3 м от потолка.

9. Аэродинамический расчет системы вентиляции и разработка мероприятий по интенсификации воздухообмена в здании

Определяем располагаемое давление для помещений первого этажа, кПа по формуле:

где – плотность наружного воздуха, принимаемая по нормам при температуре 5 ºС равная 1,27 кг/м³;

– плотность внутреннего воздуха, кг/м³;

– расстояние от оси решетки до плоскости выпускного отверстия, м;

По аналогии определяем располагаемое давление для всех этажей:

После определения объемов воздухообмена и располагаемого давления вычерчиваем расчетную аксонометрическую схему системы вентиляции, разбиваем её на участки; при этом первым участком является вертикальный канал, наиболее удаленный от вытяжной шахты. Каждому расчетному участку присваивается номер, в числителе выносной линией указываются объем воздуха м³/час, движущегося по участку, в знаменателе – длина участка.

Задаваясь скоростью воздуха W в пределах 0,3…1 м/с, определяем площадь живого сечения канала (результаты заносим в 5 столбец таблицы № 4):

где – расход воздуха, перемещаемого по расчетному каналу, м³/ч;

W – задаваемая скорость воздуха в канале, м/с.

По площади живого сечения принимаем размеры канала системы ВЕ-1 (270х140) при этом в кирпичных стенах они должны быть кратны размеру кирпича, затем необходимо сделать перерасчет скорости по формуле, м/с (результаты заносим в 4 столбец таблицы № 4):

где – диаметр круглого воздуховода, который эквивалентен по потерям на трение принятому прямоугольному или квадратному каналу, м.

Эквивалентный диаметр определяют по формуле, м:

Определяем потери давления системы ВЕ-1, Па:

где – потери давления на трение (по длине) и на местные сопротивления соответственно, Па.

После расчета каждой ветви определяется суммарное аэродинамическое сопротивление ветви. Для удаления требуемого расхода воздуха полученное сопротивление ветви должно быть менее 0,9 P_p для помещения, где расположена расчетная вентиляционная решетка. В противном случае необходимо увеличить сечение решетки и вентиляционных каналов. В случае невозможности подбора требуемых сечений решетки и каналов по архитектурно-планировочным условиям необходима разработка мероприятий для интенсификации удаления воздуха, например, установка дефлектора с блоком поддержания постоянного разрежения в шахте.

Потери давления на трение обусловлены трением жидкости о стенки трубы/канала и внутренним трением в потоке и выражаются формулой Дарси-Вейебаха:

где – коэффициент гидравлического трения (принять 0,04);

– длина участка, м;

– эквивалентный диаметр воздухоотвода принимается в соответствии с расчетом, м;

– плотность перемещаемой среды принимает 1,213 кг/м³;

W – фактическая скорость перемещаемой среды для системы ВЕ-1 равная 0,94 м/с;

Коэффициент гидравлического трения определяем по формуле:

где - абсолютная шероховатость воздуховодов принимаем равной 0,003, м;7

– число Рейнольдса находим по формуле:

где – динамическая вязкость, для воздуха Па·с;

Местные потери давления обуславливаются изменением скорости потока по величине или направлению и выражаются формулой Вейербаха:

где – сумма коэффициентов местного сопротивления (КМС)

Аэродинамический расчет производится для наиболее удаленных от вытяжной шахты каналов, удаляющих воздух с первого и последнего этажа. Результаты расчета сводятся в таблицу 4.

Для других систем вентиляции расчет производится аналогично.