Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Источники и системы теплоснабжения. Методические материалы для решения практических задач с элементами расчета в пакете Mathcad. Учебное пособие
.pdf
31
Рисунок 4.5. Расчет коэффициента гибкости трубы
для П-образного компенсатора
32
Рисунок 4.6. Расчет вспомогательных параметров
для определения параметра l2
33
Рисунок 4.7. Расчет первого параметра l2
по методу последовательных приближений
34
Рисунок 4.8. Расчет второго параметра l2
по методу последовательных приближений
35
Рисунок 4.9. Итоговое значение вылета П-образного компенсатора
Задача № 4.1.
Выполнить расчет П-образного или Г-образного компенсатора,
схема которого показана на рисунке 4.10, по исходным данным, приведенным в таблице 4.1. В расчете необходимо определить:
− для П-образного компенсатора – вылет H;
− для Г-образного компенсатора – длину меньшего плеча L1.
Для расчета рекомендуется воспользоваться [14].
R
x
A
B
C
P
x
P
y
y
0
y
y
0
x
0
l
1
l
2
Рисунок 4.10. Расчетная схема Г-образного компенсатора
l2
36
Таблица 4.1
Исходные данные для расчета компенсатора
Исходные
данные
№ варианта
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
Тип
компенсатора
Г П Г П П Г П Г П
Г
Диаметр
трубопровода,
мм
219 × 6
273 × 8
325 × 8
377 × 9
426 × 11
529 × 7
720 × 9
1020
× 10
920 × 9
820 × 9
Материал
Ст10 Ст10 Ст10 Ст10 Ст20 Ст20 Ст3
Ст3
Ст20 Ст20
Давление
внутри трубопровода, МПа
3 4 2,8
6,2
3,1
2,8
4,3
3,5 4 6
Температура
среды, ℃
100
110
120
130
140
150
120
115
120
130
Радиус отвода, R
4D
L1, м – 7 – 5 6 – 9 –
10
–
L2, м 6 4 8 6 5 8 6 –5 8 4
Ширина спинки,
м
– 3 –
3,5 4 – 6 – 8 –
37
5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
В результате проведения гидравлического расчета тепловой
сети выполняется несколько задач, основные из которых заключаются в определении [8, 15]:
1) внутреннего диаметра трубопровода;
2) вида и количества запорно-регулирующей арматуры;
3) потери давления теплоносителя для отдельных участков теп-
ловой сети и в отдельных точках;
4) увязки всех точек системы при статическом и динамическом
режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых
напоров в сети и абонентских системах.
В результате выполнения гидравлического расчета тепловой
сети получают исходный материал для следующего вида работ [16]:
1) определение характеристик перекачивающих устройств;
2) определение капиталовложений на обустройство основных
элементов тепловой сети;
3) построение пьезометрического графика тепловой сети;
4) разработка режимов эксплуатации тепловой сети и регули-
рование тепловой нагрузки и другие вопросы.
Первоначально при выполнении гидравлического расчета определяют требуемое количество теплоносителя для обеспечения рассчитанной тепловой нагрузки по видам потребления. Основные расчетные формулы для определения расхода теплоносителя (при качественном регулировании тепловой нагрузки):
− для нагрузки отопления:
( )
max
12
o
o
p
Q
G
c
=
−
, (5.1)
где τ1 – температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети, °C; τ2 – температура теплоносителя в обратном трубопро-
воде тепловой сети, °C;
− для нагрузки вентиляции:
( )
max
12
v
v
p
Q
Gc=
−
; (5.2)
38
− для нагрузки горячего водоснабжения расход теплоносителя
зависит от вида подключения абонента к тепловой сети. В соответствии с [16] все новые абоненты должны быть подключены по закрытой схеме, поэтому далее расчетные формулы приведены для соответствующего типа подключения. При открытых схемах присоединения расчетный расход теплоносителя может быть определен,
например, по [17]:
1) при параллельной схеме присоединения водоподогрева-те-
лей
( )
13
gvs
gvs
p
Q
G
c
=
−
, (5.3)
где
13
,
– температура в подающем трубопроводе в точке излома
графика температур воды и температура воды после параллельно
включенного водоподогревателя соответственно, °C (
3
рекоменду-
ется принимать 30 °C);
2) при двухступенчатых схемах присоединения водоподогрева-
телей:
а) среднечасовой
( )
12
55
0,2
55
gvs
gvs
ph
Q
t
G
ct
−
=+
− −
, (5.4)
где
2
– температура в обратном трубопроводе в точке излома гра-
фика температур воды, °C; th – температура холодной воды (5 ℃), °C;
t
– температура нагреваемой водопроводной воды после нижней
(первой) ступени водоподогревателя при температуре наружного
воздуха, соответствующей точке излома графика, °C;
б) максимальный расход ℃
( )
max
12
0,55
gvs
gvs
p
Q
G
c
=
−
. (5.5)
При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения
расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях
определяется как сумма расходов воды на отопление и вентиляцию
без учета нагрузки горячего водоснабжения [17].
39
Последовательность выполнения гидравлического расчета может быть следующей (один из возможных вариантов) [17]:
1) выбирают магистральный участок тепловой сети, как пра-
вило, наиболее протяженный и загруженный;
2) разбивают тепловую сеть на участки и определяют их длины
и расчетные расходы теплоносителя;
3) задавшись удельными потерями на трение R (до 80 Па/м),
по номограммам или при помощи расчета определяют диаметр тру-
бопровода, действительные удельные потери на трение и скорость
движения теплоносителя (не более 3,5 м/с);
4) разрабатывают монтажную схему трубопровода, размещая
на трассе запорную арматуру, опоры и компенсаторы;
5) по монтажной схеме определяют местные сопротивления
и их эквивалентные длины;
6) находят суммарную длину расчетного участка;
7) определяют потерю давления на расчетном участке исходя
из суммарных длин и удельных линейных потерь давления;
8) ответвления и другие магистрали рассчитывают по распола-
гаемому перепаду давлений в токе присоединения ответвлений к расчетной магистрали. При этом невязка между потерями давления в ответвлениях и располагаемым давлением не должна превышать 10 %.
Расчет диафрагмы. При последовательном расчете ответвлений от самого удаленного участка тепловой сети в сторону источника
тепловой энергии часто не удается увязать потери давления между
ответвлением и магистральным участком. Особенно актуально это
для ответвлений, наиболее близко расположенных к источнику тепловой энергии.
В этом случае для погашения избыточного напора в магистральном участке относительно ответвления необходимо устанавливать
дроссельные шайбы у абонентов. Расчет таких дроссельных шайб
можно сделать по формуле, мм [18]:
2
4
0
10
G
dP=
, (5.6)
где G – расчетный расход воды в системе, т/ч; ΔP – избыточное давление, подлежащее дросселированию, м. вод. ст.
40
Пример выполнения расчета.
Произвести гидравлический расчет водяной тепловой сети,
схема которой представлена на рисунке 5.1. П1 и П2 – потребители
тепловой энергии.
Рисунок 5.1. Расчетная схема тепловой сети
Решение.
По данным рисунка 5.1 магистральный участок состоит из первого и второго участков, так как они обеспечивают наибольшую протяженность и максимальный расход теплоносителя. Зададим удельные линейные потери давления на магистрали R = 80 Па/м. Рассчитаем или примем по номограмме [17] для водяных тепловых сетей
предварительно диаметр трубопровода на участке 1 и 2:
0,38
0,38
2
2
0,19 0,19
0,1173
0,1173 19,4
0,157
80
G
d
R
= = =
м; (5.7)
1
0,180d =
м.
Округляем полученные значения до стандартного размера:
d1 = 184 м, d2 = 180 м. Исходя из стандартного размера трубопровода, уточняем удельные линейные потери давления:
6 2 5,26
22
2
12,72 10 80R G d
−
= =
Па/м; (5.8)
1
80R =
Па/м.
На магистральных участках трубопровода присутствуют задвижки на каждом участке тепловой сети и один тройник. Для соответствующего диаметра выбираем по справочным данным [19] эквивалентные длины местных сопротивлений. Для участка № 2
Le2 = 2,24 м, для участка № 1 Le1 = 2,9 м. Полная длина участков
Источник
тепла
П1
П2
L1 = 100 м
L2 = 200 м
L3 = 100 м
G1 = 100 т/ч
G2 = 70 т/ч
G3 = 30 т/ч
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]