4.3 Гидравлический системы отопления
Гидравлический расчет системы отопления выполняют по [2].
Гидравлический расчет стояка выполняют по удельной характеристике сопротивления.
P=SG2 , (4.7)
где Gп.р. – расход воды в приборе, кг/ч.
Gп.р. = (3.6*Qст*1*2)/(4.187*35), (4.8)
где 1, 2 – добавочные коэффициенты 1=1.02, 2 =1.02.
Sст=S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + S6 , (4.9)
определяем как для последовательно соединенных участков [2.(табл. 10, 19)];
где S1 -этажестояк с односторонним присоединением прибора;
S2 - для двухприборных узлов верхнего этажа;
S3 -присоедитение подающей магистрали вентилями;
S4 - присоединение к обратной магистрали с пробковым краном;
S5 - для прямых участков трубы;
S6 =Sуз = Sп + SпрLпр , (4.10)
где S6– характеристика сопротивления проточнорегулируемых приборных узлов с обходными линиями (Па/(кг/ч)2) [2, (табл. 10,20)];
Sп – сопротивления подвода;
Sпр – сопротивление прибора;
Стояк 11:
Gст.11=3600*2830*1.02*1.02/4187*25=101 кг/ч, принимаем диаметр стояка-20.
Характеристика гидравлического сопротивления стояка 1 для последовательного соединения участков по табл.10,19[2]:
S1=2*21*10-4=42*10-4 Па/(кг/ч)2
S2=12*10-4 Па/(кг/ч)2
S3=57*10-4 Па/(кг/ч)2
S4=46*10-4 Па/(кг/ч)2
S5=5.74*(2*2+2*0.2+3*2+0,23)*10-4=61,02*10-4
S6=6*15+11,5(2*0,662+1,334)*10-4=119,24*10-4
Sст.14=(46+12+57+46+61,02+119,24)*10-4=341,26*10-4/
Потери давления на 1-ом стояке по формуле:
Pст=101^2*381,72/10000=391,42 Па.
Переменные перепады температур воды в стояках рекомендуется принимать не более чем на 8 0С.
Задаваясь
для стояка Δt=30
0С,получаем
фактический расход воды в этом стояке:
Gст.14=3600*2830*1.02*1.02/4187*30=84,38 кг/ч,
При неизменности конструкции стояка 1 его суммарная характеристика сопротивления не меняется, тогда потери давления в нем:
Рст.1=84,38 ^2*381,72/10000=271,82 Па.
Участок 1: Ø15
ζ= 1 – тройник проходной;
∑ζ=2*1=2
На участке потери давления:
Р1=131,51*101^2/10000=141,66 Па.
Суммарное сопротивление Ст.1 и участка 1:
Рст.1+ Рст.1=392,42+141,66=534,08 Па
Стояк 12:
Расход теплоносителя в стояке:
Gст.13=3600*7710*1.02*1.02/4187*25=275,88 (кг/ч) -
принимаем диаметр стояка-25
Характеристика гидравлического сопротивления стояка 1 для последовательного соединения участков:
S1=42*10-4 Па/(кг/ч)2
S2=4*10-4 Па/(кг/ч)2
S3=20*10-4 4 Па/(кг/ч)2
S4=16*10-4 4 Па/(кг/ч)2
S5=1.72*(2*2+4*0.2)*10-4=7.2*10-4 Па/(кг/ч)2
S6=15*6+11,5(0,758+0.662+0,95+1,142*2+1,38)*10-4=159,39*10-4 Па/(кг/ч)2
Sст.12=(42+4+20+16+7,2+159,39)* 10-4=249,67 Па/(кг/ч)2
Уточняем расход по стояку 2:
Gст.12=(7710/249,67*10-4)^0,5=128,69 ( кг/ч).
Тогда Δt=3600*7710*1.02*1.02/128,69*431=24,70С
Участок 2-Ø25
ζ=3 – тройник поворотный на ответвление;
∑ζ=3*2=6
На участке потери давления:
Р2=186,03*377^2/10000=2594,20 Па
Суммарное сопротивление Ст.13 и участка 2:
Рст.12+ Р2=413,5+2594=3007,5 Па
Стояк 13
Уточняем расход по стояку 13:
Gст.13=(3007,5/257*10000)^1/2=342 кг/ч
Тогда Δt=3600*6830*1.02*1.02/4187*342=19,250С
Участок 3-Ø25
ζ=3 – тройник поворотный на ответвление;
∑ζ=3*2=6
На участке потери давления:
Р2=9,47*621,53^2/10000=365,82 Па
Суммарное сопротивление Ст.13 и участка 2:
Рст.13+ Р3=3007,7+365,82=3373,52 Па.
Стояк 14
Уточняем расход по стояку 11:
Gст.14=(3375,5/329,46*10000)^1/2=319,99 кг/ч
Тогда Δt=3600*4400*1.02*1.02/4187*319,99=25,060С
Участок 4-Ø25
ζ=3 – тройник поворотный на ответвление;
ζ=9 – вентиль обыкновенный;
∑ζ=3*2+9*2=24.
На участке потери давления:
Р4=2,58*778,97^2/10000=156,55Па
Суммарное сопротивление Ст.14 и участка 4:
Рст.14+ Р3=3373,5+156,55=3530,05 Па
Аналогично рассматриваем остальные ветки, данные заносим в таблицу 3 (смотреть приложение 3).
Определение действительных расходов воды в стояках.
Ветка 1 и ветка 2:
Новый расход в ветке 1 при равенстве давлений смежных ветках трубопровода:
G1'=G1*(P2/P1)^1/2=805,98кг/ч
Коэффициент пропорциональности для ветки 1:
а1=G1'/G1=1,04524
Остальные коэффициенты пропорциональности рассчитываются аналогично.
Действительные потери давления в любой ветке при новых расходах пересчитываем пропорционально квадрату расхода, при равенстве давлений в смежных ветках:
P1=3530,05*1,04524^2=3856,64
P2=3227,46* 1,0931^2= 3856,62
P3=4647,36* 0,91587^2= 3914.9
P4=4262,87* 0,9541^2=3914.86
Pab=137,01* 1,0931^2= 154,1962
Pbc=129,75* 0,9158^2= 112,5362
P1+ Pbc= P3+ Pab
3856.6+112.5=3914.9+154.2
4069.1=4069.1
Полные потери давления в вертикальной системе отопления жилого дома:
ΔРс.о.=4069.1+154.82=4223.92