Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Саратовский Государственный Технический Университет им. Ю.А. Гагарина

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Отопление жилого,общественного здания. Курицын....doc

Скачиваний:

Добавлен:

04.11.2018

Размер:

1.03 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 96 7 8 9 > Следующая >>>

3.3. Гидравлический расчет трубопроводов по методу переменных перепадов температур на стояках

Пример. Провести гидравлический расчет системы водяного отопления: однотрубной, с верхней разводкой, тупиковой, с насосной циркуляцией и унифицированными приборными узлами. Нагревательные приборы /стальные панельные радиаторы типа РСГ / подключены к стоякам по проточно-регулируемой схеме. Расчетная схема системы отопления приведена на рис. 3.1. Нормативный перепад температуры воды на стояках

Расчет начинаем с последнего стояка /участок 1/. Номер участка на схеме заключается в кружок d=10 мм. По тепловой нагрузке стояка, равной суммарной теплопотере отапливаемых от него помещений кВт по табл. 10 приложения 9 принимаем диаметр стояка мм. Конструируем трубопроводную обвязку радиаторных узлов: задаемся диаметром обводного участка и подводок равными диаметру стояка, то есть мм.

По табл. 11 приложения 9 имеем

Определяем эквивалентный К.М.С., , прямых участков труб /без этажестояков/ стояка 1

где - расчетная длина участка баз этажестояков /см. рис. 3.1/.

м.

Выявляем местные сопротивления на стояке. По табл.12 приложения 9, определяем их К.М.С.:

- воздухосборник проточный

- 2 крана пробочных диаметром 15 мм

- 3 отвода диаметром 15 мм

Итого: 10,9.

На горизонтальных участках стояка /на подающей и на обратной магистралях/ имеется два тройника на проходе воды. Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход

кг/ч,

где - теплоемкость воды;

- коэффициент перевода единиц;

- общий расход воды

кг/ч,

где - тепловая нагрузка стояка 2 /Ст. 2/.

Соотношение расходов

По табл. 13 приложения 9 имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Итого:3,5

Суммарный К.М.С. участка 1 /без этажестояков/

Приведенный К.М.С. участка 1

Характеристика сопротивления участка /без этажестояков/

Определяем характеристику сопротивления этажестояка.

Расчетный участок 1 включает в себя 9 этажестояков, приборные узлы которых имеют следующие характеристики:

1) тип нагревательного прибора - радиатор стальной панельный РСГ;

2) схема радиаторного узла - проточно-регулируемая со смещенным обводным участком и трехходовым краном;

3) диаметры трубопроводной обвязки:

мм

По табл. 14 приложения 9 характеристика сопротивления одного этажестояка

Общая характеристика сопротивления участка 1:

Вычисляем расход воды на участке. Задаемся перепадом температур на стояке в пределах 30 - 40°С. В результате предварительных расчетов стояков Ст.1 и Ст.2 выявлено, что наиболее приемлемый вариант обеспечивается при .

Потеря давления на стояке Ст.1 /участок 1/:

Переходим к стояку 2 /участок 2/. Перепад давлений на стояке известен Па. Тепловая нагрузка стояка кВт. По табл. 10 приложения 9 принимаем диаметр стояка мм. Конструируем радиаторные узлы: принимаем диаметры подводок и обводного участка равным диаметру стояка

мм.

По табл. 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления стояка:

- узел присоединения к подающей магистрали

- узел присоединения к обратной магистрали

- девять этажестояков

Итого: .

Расход воды по стояку 2:

кг/ч.

Определяем перепад температур на стояке 2:

Полученный перепад укладывается в допустимые пределы / /.

Переходим к расчету магистральных трубопроводов /участки 3 и 3' /.

Расход воды на участках известен

кг/ч.

По табл. 9 приложения 9 принимаем диаметр магистралей мм. Расчетный расход 719 кг/ч находится внутри допустимого интервала / кг/ч и кг/ч /.

По табл. 11 приложения 9 имеем

На участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход кг/ч;

- общий расход воды

кг/ч.

Отношение расходов

По табл. 13 приложения 9 имеем

- для тройника на подающей магистрали ;

- для тройника на обратной магистрали .

Характеристика сопротивления участка 3

Па/(кг/ч)².

Характеристика сопротивления участка 3';

Па/(кг/ч)².

Потеря давления на участке 3;

Па.

Потеря давленая на участке 3';

Па.

Переходим к стояку Ст.3 /участок 4/ Перепад давлений на стояке известен

Па.

Тепловая нагрузка стояка кВт.

Принимаем диаметр стояка и обвязки приборных узлов мм.

По табл. 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления стояка:

- узел присоединения к горячей магистрали

- узел присоединения к обратной магистрали

- девять этажестояков

Итого:

Расход воды по стояку:

кг/ч.

Перепад температур на стояке

Полученный перепад выходит за допустимые пределы /30-40°С/. Необходимо уменьшить перепад, а следовательно, увеличить расход воды на стояке.

Принимаем диаметр стояка и обвязки приборных узлов мм.

Характеристика сопротивления стояка 3 с увеличенным до 20 мм диаметром по данным аналогичного расчета для стояка Ст.2 /участок 2/ составляет

Расход воды по стояку

кг/ч.

Перепад температур на стояке

Полученный перепад также выходит за допустимые пределы.

Конструируем составной стояк: 5 этажестояков и узел присоединения к подающей магистрали диаметром 20 мм, 4 этажестояка и узел присоединения к обратной магистрали диаметром 15 мм.

По табл. 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления составного стояка:

- узел присоединения к подающей магистрали диаметром 20 мм:

- 5 этажестояков /мм/ :

- 4 этажестояка / мм/ :

- узел присоединения к обратной магистрали диаметром 15мм

Итого:

Расход воды по стояку

кг/ч.

Перепад температур на стояке

что вполне допустимо.

Рассчитываем магистральные участки 5(5') .

Расход воды на участках

кг/ч.

По табл. 9 приложения 9 принимаем диаметр магистралей мм, то есть, оставляем равными диаметру предыдущих участков магистралей.

По табл. 11 приложения 9

На участках магистралей имеется два тройника на ответвлении потока воды и два вентиля.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на ответвлении кг/ч;

- общий расход воды

кг/ч.

где - тепловая нагрузка левой ветки системы.

Отношение расходов

По табл. 13 приложения 9 имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

По табл. 12 приложения 9 К.М.С. вентиля с диаметром условного прохода 25 мм

Суммарный К.М.С. участка 5

Суммарный К.М.С. участка 5'

Характеристика сопротивления участка 5

Па/(кг/ч)².

Характеристика сопротивления участка 5'

Па/(кг/ч)².

Потеря давления на участке 5

Па.

То же на участке 5'

Па.

Общие потери давления на магистральных участках Па, что составляет 42% от потерь давления на стояке Ст.3. В целях повышения гидравлической устойчивости систем водяного отопления следует суммарные потери давления на магистральных трубопроводах принимать не более 20÷25% от потерь давления в стояке. С целью снижения потерь давленая принимаем к установке на участках 5 и 5' вместо вентилей пробочные краны.

Проведя необходимый расчет, получим:

Па; Па.

Общие потери давления на магистральных участках Па, что составляет 23,7% от потерь давления на стояке Ст. 4.

Следует отметить также, что аналогичное снижение потери давления на магистральных участках 5 и 5' можно было бы обеспечить повышением их диаметра с 25 до 32 мм. По табл. 9 приложения 9 расчетный расход кг/ч находится внутри допустимого интервала ().

Суммарные потери давления в расчетной /правой/ ветке

Па.

Аналогично рассчитывается левая ветка. Если потери давления отличаются от более, чем на 5%, необходимо провести пересчет левой ветки.

Новый расход воды на головных магистралях ветки определяется по формуле

где - расход воды на головных магистралях левой ветки, полученный на стадии предварительного расчета.

Выявляем коэффициент пропорциональности

С учетом полученного коэффициента пересчитываем расходы

воды на всех участках левой ветки, включая стояки, по формуле

где - расход вода на участке , полученный на стадии предварительного расчета. По известным расходам воды на стояках выявляем новые перепады температур . При несоответствии указанных перепадов нормативным пределам необходимо заново произвести гидравлический расчет ветки и т.д. Чтобы уменьшить необходимость повторного гидравлического расчета, перепады температур для стояков, выявляемые на стадии предварительного расчета веток, не следует принимать на границах их экстремально возможных значений, то есть необходимо оставлять необходимый резерв для последующего маневрирования.

Затем рассчитываются и увязываются остальные две ветки системы /с тепловыми нагрузками 33,0 и 40,0 кВт соответственно/. Аналогичная методика используется и для гидравлической увязки двух подсистем /с тепловыми нагрузками 78,5 кВт и 73,0 кВт соответственно/.

Приведенный алгоритм реализуется в полном объеме только при наличии вычислительной техники и соответствующего программного обеспечения (программа «Поток» и др.)

При выполнении курсового проекта допустимо ограничить гидравлический расчет системы отопления подробным расчетом одной из четырех наиболее нагруженных веток.

Расчет магистральных участков системы 6 (6 ') и 7 (7 ') производится традиционным способом /по методу постоянных перепадов температур на стояках/.

Расход воды на участках 6 (6')

кг/ч.

По табл. 9 приложения 9 принимаем мм.

По табл. 11 приложения 9

На участках магистралей имеется 2 тройника на ответвлении потока. Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на ответвлении кг/ч;

- общий расход воды

кг/ч.

Отношений расходов

По табл.13 приложения 9 ; .

Характеристика сопротивления участка 6

Па/(кг/ч)².

Характеристика сопротивления участка 6 '

Па/(кг/ч)².

где 8,9 и 8,4 - длины участков в метрах.

Потери давления на участках

Па;

Па.

Расход воды на участках 7 (7') кг/ч.

По табл. 9 приложения 9 принимаем мм.

По табл. 11 приложения 9

Местными сопротивлениями участков /два отвода и две задвижки диаметром 50 мм на выходе из элеваторного узла/ пренебрегаем в виду их незначительности.

Характеристики сопротивления участков

Па/(кг/ч)².

Потери давления на участках

Па.

Результаты гидравлического расчета системы приведены в табл. 3.1.

Т а б л и ц а 3.1.

Сводная таблица результатов гидравлического расчета однотрубной системы водяного отопления

№ участка

Тепло-вая

нагрузка

Q, Вт

Длина участ-ка

, м

Диа-метр участка

d, мм

Характе-ристика сопротив-ления участка

Sх10⁴,

Расход воды

, кг/ч

Перепад темпе-ратур на стояке

, °C

Потеря давления на участке

P, Па

1(Ст.1)

2(Ст.2)

4(Ст.3)

10000

18500

28500

15000

43500

78500

151500

40,8

28,1

6,5

28,1

3,8

8,9

8,4

29,2

3,7

15,20

1979,0

415,9

10,4

11,8

937,3

23,1

18,7

0,77

0,47

1,22

0,15

227

492

719

345

1064

1920

3710

38,0

32,9

37,4

10170

537

608

11315

1565

1090

284

173

1680

206

Общие потери давления в системе отопления

в том числе без головных участков 7 и 7 '

Па.

В целях обеспечения гидравлической устойчивости системы отопления доля потерь давления в стояках должна составлять не менее 70% от общих потерь давления в системе (без головных участков). В данном случае имеем:

- для стояка Ст.З /участок 4/

- для стояков Ст.2 и Ст.1 /участки 2 и 1/

Таким образом, потеря давления на стояках составляет более 70% от общих потерь давления в кольцах циркуляции. Тем самым обеспечивается необходимая гидравлическая устойчивость системы отопления в процессе ее эксплуатации.

В результате гидравлического расчета получены следующие основные характеристики системы отопления:

- расчетный расход воды в системе отопления

кг/ч;

- расчетные потери давления в системе отопления

Па.

Указанные параметры являются исходными для подбора циркуляционного насоса /если система отопления подключается к собственной котельной/ или для подбора водоструйного элеватора /если система отопления подключается к городским тепловым сетям/.

Для определения требуемого давления, развиваемого насосом /элеватором/, необходимо из расчетных потерь давлений в системе отопления вычесть естественное циркуляционное давление, то есть

. (3.2)