Практичне заняття №4. Побудова підвищеного графіка регулювання теплової мережі.

Задача 4.1 Використовуючи дані задачі 2.2 по тепловому навантаженні визначити витрату водяного теплоносія з питомою теплоємністю С=4,19 кДж/кг К для теплової мережі з перепадом температур з задачі 3.1

Розв’язок

Витрата водяного теплоносія визначається з залежності

Задача 4.2 За даними задачі 4.1 по тепловому навантаженні парової тепломережі визначити витрату пари з ентальпією і=2750кДж/кг з частковим k=0,5 поверненням конденсату з температурою ,якщо температура конденсації пари складає , а питома теплоємність конденсату С=4,19Дж/кг К. Порівняти витрати водяного та парового теплоносіїв . Зробити висновки.

Розв’язок

Витрата пари визначається за формулою

Приклад

Знаходимо відношення

Висновок: транспортування тепла за допомогою пара в даному випадку потребує в 7,52 рази менше масової витрати ,ніж водяного теплоносія з параметрами / =150/70 .

Задача 4.3 Використовуючи графіки якісного регулювання теплових потоків за опалювальним навантаженням (задача 3.1) побудувати графіки регулювання теплового потоку та витрати водяного теплоносія G(t) в залежності від температури зовнішнього повітря.

Розв’язок

Кількість тепла від t регулюється функцією

Q(t)=

а) для температури ,( ) , / =150/70 С

Q (8)=

б) Q(-21)=

G(

за графіком задачі 3.2)

Практичне заняття №5. Гідравлічний розрахунок водяних тепломереж.

Інформація для розрахунків

Теплові мережі належать до довгих трубопроводів, в яких р_ζ/р_λ≤0,15 (15%), р_ζ – втрата тиску в місцевих опорах; р_λ – втрата тиску на подолання сил тертя. В зв`язку з цим гідравлічний розрахунок водяних тепломереж здійснюється методом еквівалентних довжин. За цим методом місцеві опори ∑ζ на певній ділянці замінюються еквівалентною довжиною l_l,і трубопроводу

l_l,і=0,04 (1)

де: G_і – витрата водяного теплоносія на і-тій ділянці тепломережі, кг/с; L_і – довжина трубопроводу на і-тій ділянці, м.

Приведена довжина L_і,пр. трубопроводу (подавального і зворотнього) на і-тій ділянці визначається на основі залежності

L_і,пр.=L_і+l_l,і=L_і(1+0,04 ) (2)

Втрата тиску на ділянці обчислюється за формулою

Δр_і=(R_лL_і,пр)10^-3, (КПа) (3)

де: R_л – лінійні втрати тиску на тертя, Па/м.

Значення R_л повинне бути в межах:

а) для основної (головної) магістралі R_л є (40÷80) Па/м при швидкості руху водяного теплоносія w≤1,5 м/с.

б) для відгалужень R_л≤300 Па/м при швидкості руху водяного теплоносія w≤3,5 м/с.

Діаметр трубопроводу D*s в мм визначають за таблицями на основі витрат G_і і R_л. результати розрахунків заносять в таблицю 5.1.

Задача 5.1. Від котельні К до теплових пунктів А та В надходить тепло в кількості Q`<sub>0,max</sub> з параметрами τ`₁₀/τ`₂₀ (див. попередні задачі свого варіанту). Схема подана на рис. 5.1.

Загальна довжина основної магістралі К÷А буде L=1,5+0,1n (км), де n – номер за списком в журналі; L_1,К=0,6L, км; L_1,А=0,4L, км; L_1,В=0,3L, км; Q_1,К= Q`<sub>0,max</sub>, МВт; Q<sub>1,А</sub>=0,7 Q`_0,max, Q_1,В=0,3 Q`_0,max.

Розв`язок

Q`<sub>0,max</sub>=50 МВт; τ`₁₀/τ`₂₀=150^о/70^оС; L=1,5+0,1*30=4,5 км; L_1,К=0,6*4,5=2,7 км; L_1,А=0,4*4,5=1,8 км; L_1,В=0,3*4,5=1,35 км; Q_1,А=0,7*50=35 МВт; Q_1,В=0,3*50=15 МВт.

Основна магістраль К-А

Розрахунок починаємо з ділянки 1,А.

1. Визначаємо об`ємну витрату G_1,А

кг/с

2. За формулою (2) обчислюємо приведену довжину

L_і,пр.=L_і+l_l,і=L_і(1+0,04 )=L_1,А(1+0,04 )*10³=2682 м

За табл. для G=105 кг/с та R_л=68,5 Па/м визначаємо діаметр трубопроводів (подавального та зворотнього) D*s=32,6*6 мм при швидкості теплоносія w=1,36 м/с.

3. Обчислюємо втрати тиску на ділянці 1,А

Δр_1,А=R_лL_пр=68,5*2682=183717 Па =183,7 КПа

4. Аналогічно пунктам 1-3 розраховуємо ділянку 1-К

G=149,2≈150 кг/с; L_пр=4023 м; за таблицею R_л=62,4 Па/м; D*s=377*6 мм при швидкості теплоносія w=1,43 м/с; Δр_1,К=251035 Па=251 КПа.

5. Визначаємо втрату тиску на ділянці К-А

Δр_К,А=183,7+251=434,7 КПа

6. Значення тиску переведемо в напір

м

Розрахунок відгалуження 1-В

7. Обчислюємо лінійні витрати на відгалуженні при G_1,В=44,7 кг/с; L_пр=1714 м.

Па/м

8. За таблицею для G≈45 кг/с та R_л≈106 Па/м визначаємо діаметр трубопроводу D*s=219*5 мм при швидкості w=1,31 м/с.

Практичне заняття №6. Розрахунок кожухо-трубного підігрівача.

Задача 6.1 Потужність кожухо-трубного водо водяного підігрівача становить МВТ для підготовки гарячої води. Водопідігрівач МВН має одну ступінь нагріву і підключений до системи опалення паралеллю. Визначити тип нагрівача і кількість (дво-) чотириметрових секцій, якщо параметри теплоносія становлять ,а параметри водопровідної води , .

Розв’язок (для =1 МВт)

1. Витрата холодної води (для ГВ) С =4490

Витрата мережевої води

2. Холодна вода рухається всередині трубок з оптимальною швидкістю , а м мережева вода через між трубний простір.

Необхідна площа перерізу трубок

Необхідна площа між трубного простору

За табл. даних приймаємо роз’ємний водопідігрівач ОСТ 34-588-68.

З площею нагріву однієї секції з довжиною секції L=4000 мм, внутрішній діаметр латунної трубки

3.Визначаємо дійсні швидкості руху води в трубках

Та між трубками

4.Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від мережевої води до стінок трубок при

Аналогічно визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від стінок трубок до холодної води при

5.Коефіцієнт теплопередачі дорівнює

6.обчислюємо середню (логарифмічну) різницю температур

7.Необхідна площа нагріву теплообмінника

Кількість секцій

8.Вибираємо нагрівач

10-114*4000-9-08 ОСТ34-588-68

10-тиск в атм.

114-діаметр кожуха

4000-довжина секцій,мм

9-кількість секцій

08-умовне позначення

ОСТ34-588-68- роз’ємні