5 Гидравлический расчёт трубопроводов
Перед выполнением гидравлического расчёта строится аксонометрическая схема системы отопления с нанесением всех элементов системы (нагревательные приборы, котлы, насосы и т.п.).
Выбираются расчётные циркуляционные кольца: большое (наиболее протяжённое и нагруженное) и малое (любое другое). Каждое циркуляционное кольцо разбивается на расчётные участки, характеризующиеся постоянным расходом и диаметром трубопровода. На аксонометрической схеме участки нумеруются, обозначаются их тепловые нагрузки и длины.
Выявляются местные
сопротивления на участках и подсчитываются
суммы коэффициентов местных сопротивлений
согласно таблице III.65
[1]. Местные сопротивления (МС), расположенные
на границе двух участков, относят к тому
участку, где меньше расход воды. Расчёт
приведён в таблице 5.2.
По величине тепловой нагрузки участка определяется расход теплоносителя (воды) через участок, кг/ч,
, (5.1)
где Qуч – тепловая нагрузка участка, Вт;
с – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙К), с = 4,186;
Затем принимается
ориентировочное среднее значение
удельных потерь давления на трение,
,
Па/м.
, (5.2)
где
-
длина всех расчетных участков, м;
-
располагаемое давление, Па.
С использованием
величин
и
по номограмме [3]
определяем
предварительное значение диаметра
трубопровода на участке d,
мм, затем по таблице III.60
[1] округляем его до стандартного
dуч.
Далее по величинам
и dуч
определяем уточнённые значения удельных
потерь давления
,
Па/м, а также скорость воды
,
м/с, и динамическое давление
,
Па, на участке.
Потери давления на трение на участке находятся как произведение:
Rучlуч. (5.3)
Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:
,
(5.4)
Затем определяются общие потери давления на трение:
. (5.5)
Подсчитываются потери давления на трение и на местные сопротивления в целом по циркуляционному кольцу
. (5.6)
В той же последовательности проводится расчёт остальных циркуляционных колец. Ограничимся двумя кольцами, расчёт которых приведён в таблице 5.1.
Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 5.1.
Рассчитаем располагаемое давление:
,
(5.7)
ΔРе – естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах. Па,
ΔРтр – естественное давление, возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах, Па.
Естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах, определяется по формуле:
(5.8)
Па.
определяется по
графику (лист III.25.)
[1],
Па.
Па.
Таблица 5.1- Гидравлический расчет системы отопления
№ участка |
Q, Вт |
G, кг/ч |
l, м |
R, Па/м |
R*l, Па |
d,мм |
w,м/c |
hw, Па |
(Σξ)уч |
Z, Па |
Z+R*l, Па |
Большое циркуляционное кольцо |
|||||||||||
1 |
486 |
17 |
1,100 |
2,8 |
3,08 |
10 |
0,039 |
0,74 |
3,6 |
2,68 |
5,76 |
2 |
810 |
28 |
5,050 |
6,5 |
32,83 |
10 |
0,062 |
1,88 |
2,5 |
4,70 |
37,52 |
3 |
2432 |
84 |
2,140 |
24 |
51,36 |
15 |
0,124 |
7,52 |
1 |
7,52 |
58,88 |
4 |
3651 |
126 |
6,500 |
50 |
325,00 |
15 |
0,186 |
16,91 |
1 |
16,91 |
341,91 |
5 |
5199 |
179 |
5,690 |
19 |
108,11 |
20 |
0,138 |
9,31 |
1 |
9,31 |
117,42 |
6 |
5685 |
196 |
3,360 |
22 |
73,92 |
20 |
0,150 |
11,00 |
1 |
11,00 |
84,92 |
7 |
8514 |
293 |
2,100 |
50 |
105,00 |
20 |
0,230 |
25,86 |
3,5 |
90,51 |
195,51 |
8 |
22099 |
760 |
18,000 |
24 |
432,00 |
32 |
0,215 |
22,60 |
0,3 |
6,78 |
438,78 |
9 |
11050 |
380 |
0,500 |
28 |
14,00 |
25 |
0,190 |
17,65 |
3,55 |
62,65 |
76,65 |
10 |
11050 |
380 |
0,500 |
28 |
14,00 |
25 |
0,190 |
17,65 |
3,55 |
62,65 |
76,65 |
11 |
22099 |
760 |
26,000 |
11 |
286,00 |
40 |
0,162 |
12,63 |
0,9 |
11,37 |
297,37 |
12 |
13463 |
463 |
2,300 |
40 |
92,00 |
25 |
0,226 |
24,59 |
3 |
73,76 |
165,76 |
13 |
8514 |
293 |
2,100 |
50 |
105,00 |
20 |
0,230 |
25,47 |
2 |
50,93 |
155,93 |
14 |
5685 |
196 |
3,360 |
22 |
73,92 |
20 |
0,150 |
10,83 |
1 |
10,83 |
84,75 |
15 |
5199 |
179 |
5,690 |
19 |
108,11 |
20 |
0,138 |
9,17 |
1 |
9,17 |
117,28 |
16 |
3651 |
126 |
6,500 |
50 |
325,00 |
15 |
0,186 |
16,65 |
1 |
16,65 |
341,65 |
17 |
2432 |
84 |
2,140 |
24 |
51,36 |
15 |
0,124 |
7,40 |
1 |
7,40 |
58,76 |
18 |
810 |
28 |
9,400 |
6,5 |
61,10 |
10 |
0,062 |
1,85 |
2,5 |
4,63 |
65,73 |
19 |
486 |
17 |
1,000 |
2,8 |
1,21 |
10 |
0,039 |
0,73 |
6,1 |
4,47 |
5,68 |
|
|
|
|
|
Суммарные потери давления: |
2726,91 |
|||||
Продолжение таблицы 5.1
№ участка |
Q, Вт |
G, кг/ч |
l, м |
R, Па/м |
R*l, Па |
d,мм |
w,м/c |
hw, Па |
(Σξ)уч |
Z, Па |
Z+R*l, Па |
Малое циркуляционное кольцо |
|||||||||||
20 |
1622 |
56 |
1,100 |
6,4 |
7,04 |
15 |
0,073 |
2,61 |
3,6 |
9,38 |
16,42 |
21 |
1622 |
56 |
0,500 |
6,4 |
3,20 |
15 |
0,073 |
2,61 |
1,5 |
3,91 |
7,11 |
3 |
2432 |
84 |
2,140 |
24 |
51,36 |
15 |
0,124 |
7,52 |
1 |
7,52 |
58,88 |
4 |
3651 |
126 |
6,500 |
50 |
325,00 |
15 |
0,186 |
16,91 |
1 |
16,91 |
341,91 |
5 |
5199 |
179 |
5,690 |
19 |
108,11 |
20 |
0,138 |
9,31 |
1 |
9,31 |
117,42 |
6 |
5685 |
196 |
3,360 |
22 |
73,92 |
20 |
0,150 |
11,00 |
1 |
11,00 |
84,92 |
7 |
8514 |
293 |
2,100 |
50 |
105,00 |
20 |
0,230 |
25,86 |
3,5 |
90,51 |
195,51 |
8 |
22099 |
760 |
18,000 |
24 |
432,00 |
32 |
0,215 |
22,60 |
0,3 |
6,78 |
438,78 |
9 |
11050 |
380 |
0,500 |
28 |
14,00 |
25 |
0,190 |
17,65 |
3,55 |
62,65 |
76,65 |
10 |
11050 |
380 |
0,500 |
28 |
14,00 |
25 |
0,190 |
17,65 |
3,55 |
62,65 |
76,65 |
11 |
22099 |
760 |
26,000 |
11 |
286,00 |
40 |
0,162 |
12,63 |
0,9 |
11,37 |
297,37 |
12 |
13463 |
463 |
2,300 |
40 |
92,00 |
25 |
0,226 |
24,59 |
3 |
73,76 |
165,76 |
13 |
8514 |
293 |
2,100 |
50 |
105,00 |
20 |
0,230 |
25,47 |
2 |
50,93 |
155,93 |
14 |
5685 |
196 |
3,360 |
22 |
73,92 |
20 |
0,150 |
10,83 |
1 |
10,83 |
84,75 |
15 |
5199 |
179 |
5,690 |
19 |
108,11 |
20 |
0,138 |
9,17 |
1 |
9,17 |
117,28 |
16 |
3651 |
126 |
6,500 |
50 |
325,00 |
15 |
0,186 |
16,65 |
1 |
16,65 |
341,65 |
17 |
2432 |
84 |
2,140 |
24 |
51,36 |
15 |
0,124 |
7,40 |
1 |
7,40 |
58,76 |
22 |
1622 |
56 |
6,000 |
6,4 |
38,40 |
15 |
0,073 |
2,57 |
3 |
7,70 |
46,10 |
23 |
1622 |
56 |
1,100 |
6,4 |
7,04 |
15 |
0,073 |
2,57 |
6,1 |
15,65 |
22,69 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарные потери давления |
2704,54 |
||
Рассчитаем невязку:
Невязка допустима.
Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 5.2
Таблица 5.2 - Расчёт местных сопротивлений
№ участка |
Характер сопротивления |
число МС х ξ |
Σξ |
1 |
полрадиатора |
1х0,6 |
3,6 |
тройник на противотоке |
1х3 |
||
2 |
отвод под углом 900 |
1х1,5 |
2,5 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
||
3 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
4 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
5 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
6 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
7 |
тройник на противотоке |
1х3 |
3,5 |
задвижка |
3х0,5 |
||
8 |
отвод под углом 900 |
1х0,3 |
0,3 |
9 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
3,55 |
полкотла |
1х1,25 |
||
задвижка |
1х0,5 |
||
отвод под углом 900 |
1х0,3 |
||
10 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
3,55 |
отвод под углом 900 |
1х0,3 |
||
задвижка |
1х0,5 |
||
полкотла |
1х1,25 |
||
11 |
отвод под углом 900 |
3х0,3 |
0,9 |
12 |
тройник на противотоке |
1х3 |
3 |
13 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
2 |
задвижка |
1х0,5 |
||
14 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
14 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
|
15 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
16 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
17 |
тройник на прямой проход |
1х1 |
1 |
18 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
2,5 |
отвод под углом 900 |
1х1 |
||
19 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
6,1 |
кран двойной регулировки |
1х4 |
||
полрадиатора |
1х0,6 |
||
20 |
полрадиатора |
1х0,6 |
3,6 |
тройник на противотоке |
1х3 |
||
21 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
1,5 |
22 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
3 |
отвод под углом 900 |
1х1,5 |
||
23 |
полрадиатора |
1х0,6 |
6,1 |
тройник на проход с поворотом |
1х1,5 |
||
кран двойной регулировки |
1х4 |