Гидравлический расчет.

Цель гидравлического расчета: определение диаметров по заданным тепловым нагрузкам при условии увязки потерь давления в точках слияния и разделения потоков воды.

В курсовом проекте достаточно ограничиться расчетом трубопровода трех циркуляционных колец системы отопления, проходящих через ближайший, промежуточный и дальний стояки, считая от ИТП одной расчетной ветви системы отопления.

Для расчета системы отопления задается ориентировочным давление P_ор=10000-15000па.

В целях повышения гидравлической устойчивости и устранения гидравлической разрегулировки системы отопления рекомендуется располагаемое давление (P_ор) расходовать на потери давления на трение и в местных сопротивлениях:

1)В полукольцах ближнего, промежуточного и дальнего стояков, расчетной ветви системы отопления, а именно от точки «а» до точки «з» проходящих через ближайший стояк или подающий и обратные трубопроводы, и непосредственно промежуточные и дальние стояки. 60-80% от P_ор.

При этом желательно расходовать на преодоление сопротивлений в ближайшем стояке 60-80% от P_ор соответственно в дальнем 40-60% Pор.

2)В кольце с общим участком для 3х расчетных стояков, а именно в участках подающего и обратного трубопроводов, от ближнего стояка ( от точки а и з) до элеватора в ИТП 20-40% от P_ор.

Последовательность гидравлического расчета системы отопления.

1. Гидравлический расчет сопротивления ближнего среднего и дальнего стояков.

2. Гидравлический расчет подающего и обратного магистральных трубопроводов от дальнего до ближнего стояка расчетной ветви системы отопления.

3. Увязка потерь давления в полукольцах через ближний промежуточный и обратный стояки расчетной ветви системы отопления.

4. Определить увязку давлений в расчетном циркуляционном кольце системы отопления.

5. Расчет нагревательных приборов.

6. Расчет элеватора, грязевика, подбор КИП и А.

Гидравлический расчет сопротивления стояков.

Расчет начинают с определения гидравлического сопротивления ближнего стояка, задаются такими диаметрами замыкающих участков и подводок, при котором в нем будет теряться 60-80% от располагаемого давления в системе отопления. Допустимая невязка =15%.

P_ст≤(0.6-0.8)·P_ор Па.

Расход воды в стояке должен быть больше требуемого минимального расхода воды для принятого диаметра труб подъемной ветви стояка.

G_ст>G_п (кг/ч)

Значения приведены в Таблице №2.

Кроме того необходимо иметь ввиду, что при принятых диаметрах труб стояка скорость не должна быть более максимально допустимой приведенной там же.

Для удаления воздуха из нагревательных приборов верхних этажей скорость воды в стояках не менее 0.2.

Расход воды в стояке G_ст(кг/ч) определяется

G_ст (кг/ч)

Qст- тепловая нагрузка в ваттах

- перепад температуры воды (105-70)

Св-4.19кдж/кг-теплоемкость воды.

Потери давления в стояках определяются по методу характеристик сопротивления.

В этом случае потери на трение и местные сопротивления на участках сопротивления стояках.

P_ст=S·G_ст²

Характеристика сопротивления участка трубопровода стояка должна быть равна потери давления при расходе воды: кг/час

За участок стояка может быть принят укрупненный узел или отрезок трубопровода, как с местными сопротивлениями, так и без них.

Значение S·10⁴ радиаторных узлов стояков приведены в Таблице 3.

Для узлов стояка не приведенных Таблице 3 характеристики сопротивления могут быть посчитаны по формуле для участков трубопроводов длинной L.

S= ·L·A=

Для местного сопротивления S=

где = ·l

• l- Приведенный коэффициент трения для трубопроводов длинной L, в м.

• L- Длинна участка трубопровода в м.

• S- Коэффициент местного сопротивления.

• A- Удельное скоростное давление в трубопроводе возникающее при прохождении 1кг в час воды,

Значения А·10⁴ и : даны в Таблице №4.

Значение коэффициента местного сопротивления фасонных частей арматуры и тройников на ответвление стояков от подающего и обратного магистральных трубопроводов приведены в Таблице №3.65 и 3.68.

1. Подсчитываем суммарную тепловую нагрузку каждого стояка расчетной ветви: ближний, средний и дальний.

1-Q_ст1=13435 Вт

2-Q_ст4=10526 Вт

3-Q_ст7=11565 Вт

2. Задается ориентировочным давлением P_ор= 13000 Па

3. Гидравлический расчет по методу характеристики сопротивления начинаем с ближнего стояка №7.

Задаваясь давлением в нем:

P_орст=0.8·13000=10400 Па.

Расход воды в стояке №7 рассчитываем по формуле:

Gст1= =280 (кг/ч)

По Таблице №2(методичка) задаемся диаметрами труб стояка, замыкающего участка и подвода прибора с утками.

d_ст=20мм

d_з.уч=15мм

d_пр=20мм

Просчитываем характеристики сопротивления

S·10⁴

Наименование	Подъёмная ветвь стояка	Опускная ветвь стояка
Четыре вертикальных этажестояка со смещёнными замыкающими участками l=2.7 м	4*37=148	4*37=148
Добавки на длину четырёх этажестояков l=3.1-2.7=0.4 м	4*0,4*5,8=9,28	4*0,4*5,8=9,28
Радиаторный узел верхнего этажа	20,1	20,1
Перемычка между приборами верхнего этажа	1,7-5,8=9,86
Присоединение стояка к магистрали (при установке вентиля) l=1 м	55,8	15,9
Добавка на длину стояка свыше 1 м при присоединении к магистрали	0,68+2,4+0,38=2,78 2,78*5,8=16,1	0,68*5,8=3,9
Добавка на длину стояка
Утка на стояке участка присоединения к магистрали		0,7*2,05=1,43
Вентиль на стояке	10*2,05=20,5	10*2,05=20,5
Обвод верхней части стояка
Полная характеристика	279 (0,0279)	219 (0,0219)

P_ст1=S_ст1*(G_ст1)²=0,0279+0,0219*(280)²=0,0498*78400=3904,32

100-( 100 – 38=62%

D= = =6,5

d_{диафрагм}= (6,5)

Ст4

Gст4= =258(кг/ч)

P_орст=0.7 ·13000=9100Па.

d_ст=20мм

d_з.уч=15мм

d_пр=20мм

Наименование	Подъёмная ветвь стояка	Опускная ветвь стояка
Четыре вертикальных этажестояка со смещёнными замыкающими участками l=2.7 м	4*37=148	4*37=148
Добавки на длину четырёх этажестояков l=3.1-2.7=0.4 м	4*0,4*5,8=9,28	4*0,4*5,8=9,28
Радиаторный узел верхнего этажа	20,1	20,1
Перемычка между приборами верхнего этажа	2,1*5,8=12,8
Присоединение стояка к магистрали (при установке вентиля) l=1 м	3,9	3,9
Добавка на длину стояка свыше 1 м при присоединении к магистрали	0,68*5,8=3,9	0,68*5,8=3,9
Добавка на длину стояка
Утка на стояке участка присоединения к магистрали		0,7*2,05=1,43
Вентиль на стояке	10*2,05=20,5	10*2,05=20,5
Обвод верхней части стояка
Полная характеристика	270 (0,027)	219 (0,0219)

P_ст4=S_ст4*(G_ст4)²=0,0270+0,0219*(258)²=0,0489*66564=3254,98

100-( 100 – 35=66%

D= = =6,5

d_{диафрагм}= (6,5)

Ст7

Gст4= =284 (кг/ч)

P_орст=0.6 ·13000=7800Па.

d_ст=20мм

d_з.уч=15мм

d_пр=20мм

Наименование	Подъёмная ветвь стояка	Опускная ветвь стояка
Четыре вертикальных этажестояка со смещёнными замыкающими участками l=2.7 м	4*37=148	4*37=148
Добавки на длину четырёх этажестояков l=3.1-2.7=0.4 м	4*0,4*5,8=9,28	4*0,4*5,8=9,28
Радиаторный узел верхнего этажа	20,1	20,1
Перемычка между приборами верхнего этажа	1,7*5,8=9,86
Присоединение стояка к магистрали (при установке вентиля) l=1 м	3,9	3,9
Добавка на длину стояка свыше 1 м при присоединении к магистрали	0,68*5,8=3,9	0,68*5,8=3,9
Добавка на длину стояка
Утка на стояке участка присоединения к магистрали		0,7*2,05=1,43
Вентиль на стояке	10*2,05=20,5	10*2,05=20,5
Обвод верхней части стояка
Полная характеристика	267 (0,0267)	219 (0,0219)

P_ст7=S_ст7*(G_ст7)²=0,0267+0,0219*(284)²=0,0486*80656=3919,88

100-( 100 – 50=50%

D= = =7,5

d_{диафрагм}= (7,5)

Гидравлический расчет магистральных трубопроводов.

Выполняем расчет магистрального трубопровода от ближнего до дальнего стояка (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17) по методу удельной потери давления на трение (Таблица ). Ориентировочно потери давления на этих участках должны быть равны:

_{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,}

_{11,12,13,14,15,16,17}

∑(RL+Z)=P_ст7-P_ст1

_{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,}

_{11,12,13,14,15,16,17}

∑(RL+Z)=28.4+125.7+306+292+123.5+75.9+195.9+

198+417+418+167.9+35=2383

P_ст7-P_ст1=10400-7800=2600

2600=2383

8.3%.

Проверка: увязка потерь давления в полукольцах расчетной

водяной ветви системы отопления от точки, а до з

_{1,2,3,4,5,6,12,13,14,15,16,17}

P_ст4=P_ст1+∑(RL+Z)Па

10400=7800+2383Па

10400>10183Па