2.8. Расчет диаметров трубопроводов и подбор насосов

Задачей расчета является определение диаметров и выбор по сортаменту всех трубопроводов воды как внутренних, так и внешних, соединяющих теплонасосную установку и градирни с потребителями, а также подбор насосов Н1 …Н4 /см. рис1/ и насосов байпасных линий. При подборе насосов полагается, что длина внутренних трубопроводов пренебрежимо мала по сравнению с длиной внешних трубопроводов, а напор, развиваемый насосом, развиваемый насосами, определяется снижением напора, во внешних трубопроводах и требуемым напором у потребителя.

Исходные данные для расчета.

1. Объемный расход воды по участкам: V.

2. Расстояние до потребителей ℓ, принимается ℓ = 50 … 100 м.

3. Температурный напор у потребителя Н_тр, принимается: Н_тр = 15 … 20 м – для систем низкотемпературного отопления и вентиляции, Н_тр = 10 …15 м – для систем горячего водоснабжения, Н_тр = 25 … 35 м – для технологических потребителей охлажденной обратной воды.

При подборе трубопровода вначале задаются значениями скоростей воды: во всасывающем трубопроводе w_вс = 1 …1,5 м/с, в нагнетательном w_наг = 1,5 …2,5 м/с. Для каждого участка трубопровода оценивается внутренний диаметр трубопровода.

Нагнетательный трубопровод:

d_в =

Всасывающий трубопровод:

d_в =

Полученный внутренний диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного размера d_в(наг) = 259 мм, d_в(вс) = 150 мм /табл. V Приложения/.

По выбранному диаметру трубы уточняется скорость воды.

Нагнетательный трубопровод:

ν = м/с

Всасывающий трубопровод:

ν = м/с

Напор, развиваемый насосом,

Для насосов: Н – 1, Н – 3.

Н = (1,2 … 1,3) Н_пр + Н_тп = 1,2 42 + 15 = 65,4 м

Для насосов: Н – 2, Н – 4.

Н = (1,2…1,3)Н_пр + Н_тп = 1,2 38 + 15 = 60,6 м

где Н_пр – снижение напора на прямых участках трубопровода.

Числовой коэффициент в формуле учитывает снижение напора на местных сопротивлениях.

Снижение напора на прямых участках

Для насосов: Н – 1, Н – 3.

Н_пр = м

Для насосов: Н – 2, Н – 4.

Н_пр = м

где λ – коэффициент сопротивления трения.

Для турбулентного режима течения

Для насосов: Н – 1 , Н – 3.

λ = 0,11

Для насосов: Н – 2, Н – 4.

λ = 0,11

где Re – число Рейнольдса; К_э – абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода.

Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации /с незначительной или умеренной коррозией/ К_э = 0,2 … 0,4 мм.

По значениям объемного расхода и напора подбираются центробежные насосы консольного типа: для насосов Н – 1, Н – 3. К 160/20.

для насосов Н – 2, Н – 4. К 90/20 /табл.IV Приложения/.

Для обеспечения бесперебойной работы системы оборотного водоснабжения и теплонасосной установки в группе насосов Н 2, Н 4 устанавливаем три насоса с одинаковой подачей, один из которых является резервным, в остальных случаях – один рабочий и один резервный насос.

Для проверки возможности использования комплексного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя.

Для насосов: Н – 1, Н – 3.

N_эд = кВт

Для насосов: Н – 2, Н – 4.

N_эд = кВт

где V_н – объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме; η_н – КПД насоса /см. табл. VI Приложения/; η_эд – КПД электродвигателя, равный 0,8 … 0,9.