33. Основы гидравлического режима с.О.
Гидравлическим режимом определяется взаимосвязь между расходом теплоносителя и давлением в различных точках системы в данный момент времени, т.е. каждый потребитель должен получать теплоту в расчетном количестве при соответствующем давлении. При эксплуатации гидравлический режим не бывает постоянным, т.к. имеют место различные переключения по сети у потребителей, а также переменный расход теплоносителя в некоторых системах. Расчетный гидравлический режим определяется при расчетной тепловой нагрузке абонентов и построен пьезометрический график. Расчеты других гидравлических режимов позволяют определить перераспределение расходов и давлений в сети, установить пределы допустимых изменений нагрузки и условия безаварийной работы.
Гидравлические режимы разрабатываются для отопительного и летнего периодов времени. В открытых системах дополнительно рассчитываются гидравлические режимы при максимальном водоразборе из подающего и обратного трубопроводов.
В
основу расчета гидравлического режима
положена квадратичная зависимость
падения давления от расхода:
где V - объемный расход, м3/с; S - характеристика сопротивления сети, представляющая собой падение давления при единице расхода теплоносителя, (Па ∙ с2)/ м6.
Формулу
можно записать также через изменение
напора
,
тогда характеристика сопротивления S
будет иметь размерность (м ∙ с2)
/ м6.
Учитывая
известные нам зависимости Rл
= 0.812
;
= 0.11
;
можно
получить следующие выражения для
сопротивления сети S
=
=
=
/
5.25;
Sн
=
/ g
5.25, где
АR
= 0.0894 k
;
м0,25.
Х
арактеристика
сети не зависит от расхода, а определяется
шероховатостью стенок, эквивалентной
длиной местных сопротивлений и плотностью
теплоносителя. Для данного состояния
сети её характеристика может быть
построена по одному известному режиму.
Если на основе режимных данных находить сопротивление при средней температуре теплоносителя, то в условиях работы водяных тепловых сетей можно не учитывать зависимость сопротивления от температуры воды, так как она незначительна.
Гидравлический режим системы определяется точкой пересечения гидравлических характеристик насоса и сети. На рис. кривая 1 – характеристика насоса; кривая 2 – характеристика тепловой сети; точка пересечения А определяет гидравлический режим работы системы: напор НА, развиваемый насосом, и равный гидравлическим потерям в системе, и объемную подачу насоса VА, равную расходу воды в системе.
В процессе эксплуатации характеристика сопротивления сети изменяется в связи с присоединением новых абонентов, отключением части нагрузки, при изменении шероховатости стенок трубопроводов. При отключении абонента расход воды сократится.
Обычно
характеристика сопротивления разветвленной
сети определяется для ряда последовательно
и параллельно соединенных участков.
Общие потери давления в сети
,
состоящей из последовательно соединенных
участков c неизменным
расходом V, складываются
из потерь давления на каждом участке
=
1
+
2
+
3.
Выразив потери давления через расход и характеристики сопротивления по формуле (1) получим S V=S1 V + S2 V + S3 V,
где S – характеристика сети; S1, S2, S3 – характеристики сопротивления её составных участков.
Отсюда следует: суммарное сопротивление сети равно арифметической сумме сопротивлений последовательно включенных участков: S=S1+S2+S3.
При параллельном соединении общий расход в сети равен сумме расходов на ответвлениях V = V1 + V2 + V3. (2)
Расход
воды согласно выражению (1) может быть
представлен в виде V
=
;
V1
=
;
V2
=
;
V3
=
.
В
виду равенства потерь давления в
параллельно соединенных участках сети
(
=
1
=
2
=
3)
выражение (2) примет вид 
=
+
+
.
Величина
представляет собой гидравлический
показатель, называемый проводимостью,
равный расходу воды при перепаде давления
в 1 Па; a =
.
Тогда
суммарная проводимость параллельных
участков равна их сумме: 
=
a1
+ a2
+ a3,
где а – проводимость сети; а1, а2, а3 – проводимости отдельных её участков, м3/(с∙Па0,5).
На основе этих выражений определяется характеристика сопротивления разветвленной сети, и производится расчет гидравлического режима системы.