5.3 Расчет средневзвешенной температуры теплоносителя

Средневзвешенная температура:

, (5.19)

где - расход воды на отопление, вентиляцию и ГВС соответственнопри.

(5.20)

(5.21)

(5.22)

Результаты расчетов сведем в таблицу 5.9

Таблица 5.9 зависимость расхода воды от температуры наружного воздуха

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	8	0	-5	-10	-15	-20	-25	-32
G0, кг/с	120	205	227	228	230	222,5	223	224
Gb, кг/с	7,75	17,2	20,8	23,4	25,2	28,6	29,5	35
Gгв , кг/с	76,3	95,3	76,4	60,6	51,2	43,5	38,4	32,9
GΣ, кг/с	204.05	317.5	324.2	312	306.4	294.6	290.9	291.9

По полученным данным строим график для расходов воды.

G, кг/с

t_нр, ˚C

Рисунок 5.2 - График зависимости расходов воды от температуры наружного воздуха

Таблица 5.10 - Результаты расчета средневзвешенной температуры теплоносителя.

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	8	0	-5	-10	-15	-20	-25	-32
,	40,38	40,83	43,97	47,67	50,94	54,7	58,7	65,63

По полученным данным строим график регулирования отпуска теплоты – рисунок 5. 3

t_нр, ˚C

τ, ˚С

Рисунок 5.3 – График регулирования отпуска теплоты.

6 Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Построение пьезометрического графика для водяной тепловой сети. Выбор сетевых и подпиточных насосов

Задачей данного раздела является:

а) определение диаметров трубопроводов;

б) определение падения давления (напоров);

в) определение давлений (напоров) в различных точках сети;

г) увязки всех точек системы при статическом и динамическом режимах в целях обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Диаметры труб прямого и обратного хода сетевой воды примем одинаковыми.

Рисунок 6.1.Схема тепловой сети.

1 – котел; 2 – обратный клапан; 3 – задвижка; 4 – сетевой насос.

1. 6.1 Гидравлический расчет водяной тепловой сети

Определяем расход воды у потребителей в кг/с по формулам:

Жилой микрорайон

(6.1)

где - коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, принимаю по [1]=1,2.

кг/с

Промышленное предприятие

(6.2)

кг/с

(6.3)

Выбираем главную магистраль водяной тепловой сети. Она определяется по максимальным гидравлическим потерям.

Р_н=ΔР_Σ+ρg(z_п-z₁) (6.4)

Задаемся R_Л=50 Па/м

l_пр=(1,05…1,25)l_геом

Р_к-ж=50∙1,2∙(1600+1200)+3∙980∙9,8=1,97∙10⁵Па

Р_К-_ПП=50∙1,2∙2100+2,5∙980∙9,8=1,5∙10⁵Па;

Исходя из определения главной магистрали, за главную магистраль принимается та линия, которая подает тепло наиболее удаленным районам. Так как жилой район наиболее удален от источника теплоснабжения, то за главную магистраль принимаем линии, ведущие к жилому району, то есть за главную магистраль принимаем участок И-ТК-Ж.

РАСЧЕТ УЧАСТКА И – ТК

а) Задаемся величиной удельных потерь давления R_l=50-100 Па/м.

Примем R_l=50 Па/м [4].

б) Определяем ориентировочный внутренний диаметр трубопровода, м:

, (6.5)

где G– расход воды на участке, кг/с;

А_d– коэффициент, который зависит от удельной шероховатости К_эи плотности воды. По [4] принимаем равный А_d=0,117; [1]; К_э=0,0005 (для новых труб);

м

в) По [4] определяем стандартный диаметр:

_dгост=530 мм

г) Расчитываем среднюю скорость на участке, м/с:

(6.6)

м/с

д) Определяем критерий Рейнольдса по формуле:

, (6.7)

где - кинематическая вязкость воды, примем её при средней температуре в магистральных трубопроводахt=ºС, и при давлении превышающем критическое при 100ºС на 50 кПа (запас на невскипание) -= 0,271 ∙ 10^-6м²/с

>Re_пр

Значение предельного коэффициента Рейнольдса:

(6.8)

Т.к. значение Re>Re_пр, то при определении коэффициента гидравлического трения величинойпренебрегаем.

е) Определяем действительное значение удельной потери давления, Па/м:

, (6.9)

где - коэффициент гидравлического трения

(6.10)

Па/м

ж) Определяем эквивалентную длину участка трубопровода, м:

, (6.11)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяем по [4]:

По условию задания на проектирование на каждом участке имеются следующие местные сопротивления: две задвижки, один обратный клапан, один шов на каждые 25 метров трубопровода, один П-образный компенсатор на каждый 100 метров. Таким образом при геометрической длине участка l=1600 метров на участке имеются 64 сварных швов и 16 П-образных компенсаторов;

(6.12)

Принимаем по [4]значения сопротивлений:

Фактическая потеря напора на участке:

_(6.13)

Па

з) Определяем потери напора, м:

(6.14)

где - средний удельный вес воды;

м.

РАСЧЕТ УЧАСТКА ГЛАВНОЙ МАГИСТРАЛИ ЖИЛОЙ РАЙОН – ТК.

а) Задаемся R_l=50 Па/м.

б) Определяем ориентировочный диаметр трубопровода, м:

,

где G– расход воды на участке, кг/с;

А – коэффициент равный 0,117;

м

в) По [4] определяем стандартный диаметр:

d_гост=466 мм

г) Расчитываем среднюю скорость на участке, м/с:

м/с

д) Определяем критерий Рейнольдса по формуле:

,

где - кинематическая вязкость воды,= 0,271 ∙ 10^-6м²/с

>Re_кр

Значение предельного коэффициента Рейнольдса:

е) Определяем действительное значение удельной потери давления, Па/м:

,

где - коэффициент гидравлического трения

Па/м

ж) Определяем эквивалентную длину участка трубопровода, м:

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяемая по [5].

По условию задания на проектирование на каждом участке имеются следующие местные сопротивления: две задвижки, один обратный клапан, один шов на каждые 25 метров трубопровода, один П-образный компенсатор на каждый 100 метров. Таким образом при геометрической длине участка l=1600 метров на участке имеются 48 сварных швов и 12 П-образных компенсаторов;

Принимаем по [4]значения сопротивлений:

Фактическая потеря напора на участке:

Па

Определяем потери напора, м:

где - средний удельный вес воды;

м.

РАСЧЕТ ОТВЕТВЛЕНИЯПРОМЫШЛЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ – ТК

Алгоритм расчета аналогичен участку И-ТК. При расчете воспользуемся формулами

(6.5-6.14).

а) Задаемся R_l=50 Па/м.

б) Определяем ориентировочный диаметр трубопровода, м:

,

где G– расход воды на участке, кг/с;

А – коэффициент равный 0,117;

м

в) По [4] определяем стандартный диаметр:

d_гост=325 мм

г) Расчитываем среднюю скорость на участке, м/с:

м/с

д) Определяем критерий Рейнольдса по формуле:

,

где - кинематическая вязкость воды,= 0,271 ∙ 10^-6м²/с

>Re_кр

Значение предельного коэффициента Рейнольдса:

е) Определяем действительное значение удельной потери давления, Па/м:

,

где - коэффииент гидравлического трения

Па/м

ж) Определяем эквивалентную длину участка трубопровода, м:

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяемая по [5].

По условию задания на проектирование на каждом участке имеются следующие местные сопротивления: две задвижки, один обратный клапан, один шов на каждые 25 метров трубопровода, один П-образный компенсатор на каждый 100 метров. Таким образом при геометрической длине участка l=500 метров на участке имеются 20 сварных швов и 5 П-образных компенсаторов;

Принимаем по [4]значения сопротивлений:

Фактическая потеря напора на участке:

Па

Определяем потери напора, м:

где - средний удельный вес воды;

м.

В начале участка источник-ПП устанавливаем диафрагму, которая понижает давление

2. Расчет дроссельной диафрагмы

Диаметр отверстия диафрагмы определяется по следующей формуле, мм:

,

где G– расчетный расход воды на участке, т/ч;

 - напор, гасимый диафрагмой, м.в.ст.

мм

Результаты расчета сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Результаты гидравлического расчета водяной тепловой сети.

Участок	G, кг/с	l, м	dг, мм	, м/с	Rl, Па/м	lэкв, м	∆Н		, кПа
Магистраль
Ж1-ТК	256,5	1200	466	1,58	50,9	898,5	11,2	0,02	106,8
Ответвление
И-ПП	116,6	500	325	1,48	69,75	284,75	5,8	0,0218	54,8
Магистраль
ТК-И	373,1	1600	530	1,78	54,74	1364	17	0,0193	162,3

3. По результатам гидравлического расчета строится пьезометрический график для водяной тепловой сети.