Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
СО1-1.DOC
Скачиваний:
6
Добавлен:
20.07.2019
Размер:
1.97 Mб
Скачать

4. Гидравлический расчет трубопроводов системы

ОТОПЛЕНИЯ ПО УДЕЛЬНЫМ ЛИНЕЙНЫМ ПОТЕРЯМ ДАВЛЕНИЯ

Целью гидравлического расчета является определение диаметров труб на всех участках, обеспечивающих поступление теплоносителя к каждому отопительному прибору в количестве, соответствующем требуемому расходу теплоты.

Расчет начинают с основного циркуляционного кольца системы. В насосной вертикальной однотрубной системе - это кольцо через наиболее нагруженный стояк из удаленных от теплового пункта при тупиковом движении теплоносителя или через наиболее нагруженный из средних при попутном движении воды в магистралях. В насосной двухтрубной системе - это кольцо через нижний отопительный прибор аналогично выбранных стояков.

В горизонтальной однотрубной системе многоэтажного здания основное циркуляционное кольцо выбирают по меньшему значению р1 (см. формулу (10)) в двух кольцах через ветви на верхнем и нижнем этажах. Так же поступают при расчете гравитационной системы, сравнивая значения р1 в циркуляционных кольцах через отопительные приборы, находящиеся на различных расстояниях от теплового пункта.

р1 = рр/l, (10)

где рр - расчетное циркуляционное давление, Па; l - длина кольца, м.

При подборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из расчетного расхода воды на i - ом участке Gwi, кг/ч, и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления Rср, определяемого по формуле

Rср = (1 - k) рp/l, (11)

где k = 0.35 для насосных систем водяного отопления; l - общая длина последовательных участков, составляющих расчетное циркуляционное кольцо, м.

Расход теплоносителя на i - том участке или стояке определяют по формуле

Gwi = 3.6Qуч.i12 /[(cpw(tг - to)], (12)

где Qуч.i - тепловая нагрузка участка составляется из тепловых нагрузок приборов, обслуживаемых этим участком, Вт; cpw = 4.19 кДж/(кгК) - удельная теплоемкость воды.

Для систем с постоянно действующими замыкающими участками расход воды в замыкающих участках определяют по формуле

Gз.у = Gст - Gпр = Gст - Gст, (13)

где Gпр - расход воды в нагревательном приборе, кг/ч;  - коэффициент затекания воды в прибор, определяемый по данным табл. 5, в зависимости от конструкции узла прибора

Таблица 5. Значения коэффициента затекания воды  в приборных узлах с радиаторами секционными и панельными типа РСВ1

Приборный узел

Присоединение приборов к стояку

Подводка с замыкающим участком

С трехходовым краном КРТ

Одностороннее

Двустороннее

-

-

1.0

0.5

С проходным краном КРП

Одностороннее

Смещенным*

Осевым

0.5

0.33

То же

Двустороннее

Смещенным

Осевым

0.20

0.17

Примечание. *) при подводках с утками для этого узла  = 0.33, для остальных узлов  не изменяется.

По величине расхода теплоносителя на участке Gwi и средней удельной потере давления Rcp, используя таблицы гидравлического расчета трубопроводов систем водяного отопления II.1, II.2 [3] либо используя номограмму рис.2, определяют диаметр участка теплопровода. При этом для стояков принимают ближайший меньший диаметр (но не менее dу = 15 мм), а для магистральных теплопроводов - ближайший больший.

Результаты гидравлического расчета вносят в бланк табл. форма 1. Для принятых значений диаметров теплопроводов по таблицам II.1, II.2 [3] или номограмме рис.2 определяют фактическое значение удельных потерь на трение на расчетном участке Ri, Па/м, скорость движения теплоносителя wi, м/с, и динамическое давление рдi = ww2i/2, Па. Все величины заносят в бланк формы 1.

Форма 1. Гидравлический расчет системы водяного отопления

Данные по схеме

Принято

учас-

ток

Q,

Вт

G,

кг/ч

l,

м

dy,

мм

w,

м/с

R,

Па/м

Rl,

Па

pд,

Па



,

Па

Rl+,

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

При выборе диаметра однотрубных стояков с движением воды снизу - вверх в замыкающих участках принимают во внимание не только допустимый расход воды по скорости ( см. табл. 1), но и минимальный расход (для обеспечения затекания воды в приборы). В табл. 6 для ориентировки указан минимально допустимый расход воды в таких стояках с радиаторными узлами. Для стояков с приборными узлами иного вида, особенно при высоких приборах, минимальный расход воды определяют расчетом.

Расход воды, кг/ч

Рис. 2. Номограмма для гидравлического расчета стальных труб

Таблица 6. Минимальный расход воды при движении ее снизу - вверх в однотрубных стояках с радиаторными узлами, имеющими смещенные замыкающие участки (высотой 0.5 м и краны КРП)

tг - tо, оС

Диаметр условного прохода труб, мм

Минимальный

расход

стояка

замык. уч-ка

подводок

воды, Gст, кг/ч

95 - 70

105 - 70

15

15

15

200

220

95 - 70

105 - 70

20

15

20

150

170

95 - 70

105 - 70

25

20

25

330

360

При выборе диаметра труб в системах с нижним расположением обеих магистралей учитывают, что минимальный расход воды в верхей части П-образных однотрубных стояков, при котором обеспечивается унос воздуха из труб, составляет: при Dy 15 мм Gст = 140, при Dy 20 мм Gст = 250, при Dy 25 мм Gст = 400 кг/ч.

После определения диаметра труб и расчета потерь давления на трение приступают к расчету потерь давления на местных сопротивлениях. На каждом расчетном участке устанавливают виды местных сопротивлений и по справочным данным [3, прил. II] определяют коэффициенты местных сопротивлений (КМС) с учетом диаметра трубопроводов (см. также табл. П.3 -П.10). Для этого после таблицы формы 1 в специальной ведомости выписываются значения КМС на каждом участке. После указания номера участка дается перечень местных сопротивлений с полной их характеристикой. Так, для поворотного тройника должны указываться соотношения расходов и диаметров в ответвлении и стволе, схема движения воды в тройнике; для отводов - соотношение между диаметром и радиусом закругления и т.д.

Сумму коэффициентов местных сопротивлений заносят в графу 10 формы 1. Определяют потери давления на местных сопротивлениях Z, Па, и заносят их в графу 11 формы 1.

Z = pд. (14)

Суммируя потери давления на трение Rl и на местных сопротивлениях Z, определяют потери давления на расчетном участке, которые заносят в графу 12 формы 1. Суммируя потери давления на участках основного циркуляционного кольца, состоящего из N последовательных участков, определяют суммарные потери в кольце, которые должны составлять

(Rl + Z) = (0.9 - 0.95)pp. (15)

1

Если условие (13) не выполняется, необходимо изменить диаметры одного-двух участков циркуляционного кольца на один калибр и вновь вычислить невязку давлений.

Расчет второстепенных циркуляционных колец системы проводят исходя из расчета основного кольца. В качестве второстепенного кольца в однотрубной системе с тупиковым движением теплоносителя принимают кольцо через ближайший к тепловому пункту стояк, входящий в основное циркуляционное кольцо. В системах с попутным движением теплоносителя помимо основного циркуляционного кольца необходимо произвести расчет двух второстепенных - через ближний и дальний стояки (через приборы первого этажа этих стояков в двухтрубных системах).

Располагаемый перепад давлений для второстепенных колец рр.вт., Па, определяют по сумме потерь давления на необщих участках основного кольца, вычитая естественное циркуляционное давление стояка основного кольца ре.ст.ос и прибавляя естественное циркуляционное давление стояка, входящего во второстепенное кольцо ре.ст.вт

рр.вт = (Rl + Z)необщ. + (ре.ст.вт - ре.ст.ос). (16)

Далее по формуле (11) вычисляют средние удельные потери на трение Rср.вт и производят гидравлический расчет второстепенного кольца. Допустимая величина невязки составляет 15% для систем с тупиковым движением теплоносителя и 5% для систем с попутным движением теплоносителя. Для увязки потерь давления могут применяться составные стояки из труб различного диаметра. В первую очередь изменяют диаметр труб, соединяющих стояки с магистралями.

При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметра труб гидравлический расчет выполняют способом характеристик гидравлического сопротивления (см. п. 5). В исключительных случаях устанавливают диафрагмы на стояках. Диаметр отверстия диафрагмы dд, мм, определяют (принимая его не менее 5 мм) исходя из расхода воды в стояке, Gст, кг/ч, по формуле

dд = 3.54(G2ст/рд)0.25, (17)

где рд - необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па.

Более эффективным в настоящее время следует считать установку балансировочных клапанов на стояках системы отопления.

Гидравлический расчет малых циркуляционных колец выполняют для стояков с замыкающими участками с целью определения действительного значения коэффициента затекания воды в прибор . Расчетным является равенство

(Rl + Z)подв.пр. = (Rl + Z)з.у  0.5ghпр(tвх - tвых), (18)

где левая часть - суммарные потери давления в подводках и нагревательном приборе; первое слагаемое правой части - потери давления в замыкающем участке; второе слагаемое правой части - естественное циркуляционное давление в малом циркуляционном кольце; знак “+” принимают при движении теплоносителя по схеме “сверху - вниз”, знак “-“ - при движении по схеме “снизу - вверх”; tвх, tвых - соответственно температура воды на входе и выходе из нагревательного прибора, оС.

Расчет выполняют методом последовательных приближений, задаваясь различными значениями коэффициента затекания воды в прибор  и определяя разность температур (tвх - tвых) по формуле

(tвх - tвых) = Qп12/(cpwGст). (19)

Расчет может считаться законченным, если расхождение между значением левой и правой частью равенства (16) не превышает 15%.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.