5.2 Гидравлический расчет теплопроводов
Расчет выполнен для подающего трубопровода.
За расчетную магистраль принято направление от ИТ (источник теплоты – ТЭЦ 5) до УТ7 (квартал с заданной перспективной нагрузкой, после которого начинается квартальная разводка) (Приложение Ж ).
Допустимые линейные потери давления Rл в ответвлениях от магистралей (участки 8-13) принимаем не более 300 Па/м, для магистральных участков (1 - 7) 30...80 Па/м.
По номограммам, на основании известных объемных расходов, предварительно определяем внутренний диаметр трубопровода, после чего, определяем скорость движения теплоносителя (должна находиться в диапазоне значений 0,5...3,5 м/с).
Определяем коэффициент гидравлического трения λ по формуле:
(5.4)
где КЭ– коэффициент эквивалентной шероховатости, равный 0,5 мм;
dв – внутренний диаметр трубопровода, м.
Удельные потери давления на участке RЛ, Па/м, определяем по формуле:
,
(5.5)
где ρ – средняя плотность теплоносителя, кг/м3, равная в данном случае:
Если удельные потери давления для основного участка не превышают 80 Па/м, а для ответвлений не более 300 Па/м, то окончательно определяем
линейные потери давления на участке ΔРЛ, кПа, по формуле:
(5.6)
где l –длина участка.
Потери давления в местных сопротивлениях, ΔРм, кПа, определяем по формуле:
(5.7)
где ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке.
Суммарные потери давления ∆Р, кПа, определяем по формуле:
∆Р = ∆Рл + ∆Рм. (5.8)
На данном этапе, определив все сопротивления, кроме сопротивлений компенсаторов температурного удлинения.
Принимаем в курсовом проекте осевые (сальниковые) и радиальные компенсаторы (П – образные, различные углы поворота, являющиеся участками естественной компенсации при угле от 90 до 120°).
В проекте так же учли, что любой участок естественной компенсации, в первом приближении, обеспечивает компенсирующую способность в размере до 60% от необходимой (для жестко защемленного неподвижными опорами участка). В действительности это подтвердилось расчетом (см. пункт 6.4).
Между опорами или непосредственно у опор устанавливаем компенсаторы температурного удлинения, способные исключить опасную деформацию трубопровода при максимально возможном линейном расширении. При этом один из концов рассматриваемых участков относительно компенсатора жестко защемляем.
Итак, на 1 участке на выходе из источника имеем следующие местные сопротивления:
задвижку (ξ = 0,5),
сальниковый компенсатор (ξ = 0,3).
Таким образом, ∑ξ =0,8.
Считаем допустимым, предварительно компенсаторы выбирать с запасом (это уменьшит расстояние между неподвижными опорами), тем самым необходимо произвести пересчет на уменьшение компенсирующей способности
отдельного
компенсатора (уменьшив его геометрические
размеры).
Результаты расчета остальных участков представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Гидравлический расчет основной магистрали
№ уч-ка |
Gv, м3/с |
lуч, м |
dв, м |
ω, м/с |
λ |
Rл, Па/м |
ΔРл, кПа |
∑ξ |
ΔРм, кПа |
ΔР, кПа |
ΔН, м |
ΔН∑м |
Основная магистраль |
||||||||||||
1 |
0,223 |
25 |
0,414 |
1,507 |
0,021 |
54,03 |
1,35 |
0,8 |
0,873 |
2,22 |
0,24 |
0,24 |
Характеристика местных сопротивлений участка №1 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− сальниковый компенсатор: ξ = 0,3. |
||||||||||||
2 |
0,1179 |
195 |
0,357 |
1,18 |
0,021 |
39,22 |
7,65 |
3,3 |
2,17 |
9,82 |
1,04 |
1,28 |
Характеристика местных сопротивлений участка №2 |
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1 (к УТ2); |
|||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− переход диаметра ξ = 0,5; |
||||||||||||
− поворот на 120˚: ξ = 0,5; − поворот на 900: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор: ξ = 0.3. |
||||||||||||
3 |
0,078 |
260 |
0,309 |
1,08 |
0,022 |
40,2 |
10,45 |
3,1 |
1,75 |
12,2 |
1,3 |
2,58 |
Характеристика местных сопротивлений участка №3
|
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1 (к УТ3); |
|||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− переход диаметра: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− поворот на 900: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор (2): ξ = 0,3. |
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
0,068 |
265 |
0,259 |
1,323 |
0,023 |
74,82 |
19,83 |
3,1 |
2,61 |
22,44 |
2,38 |
4,96 |
Характеристика местных сопротивлений участка №4 |
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ = 1 (к УТ4); |
|||||||||||
− переход диаметра: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор (2): ξ = 0,3. |
||||||||||||
− поворот на 1200: ξ = 0,5. |
||||||||||||
5 |
0,06 |
155 |
0,259 |
1,157 |
0,023 |
57,27 |
8,877 |
2,6 |
1,67 |
10,55 |
1,12 |
6,08 |
Характеристика местных сопротивлений участка №5 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
|
||||||||||||
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1 (к УТ5); |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор (2): ξ = 0,3. |
||||||||||||
6 |
0,035 |
85 |
0,207 |
1,04 |
0,024 |
60,9 |
5,177 |
1,8 |
0,93 |
6,11 |
0,65 |
6,73 |
Характеристика местных сопротивлений участка №6 |
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ = 1(к УТ6); |
|||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор: ξ = 0,3. |
||||||||||||
7 |
0,017 |
335 |
0,182 |
0,67 |
0,025 |
30 |
10,05 |
13,7 |
0,74 |
10,79 |
1,15 |
7,88 |
Характеристика местных сопротивлений участка №7 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1; |
||||||||||||
−П – образный компенсатор (4): ξ = 2,8; |
||||||||||||
− поворот на 900 (2): ξ = 0,5. |
||||||||||||
ΔН∑ = 29,75м |
||||||||||||
Расчет ответвлений |
||||||||||||
8 |
0,018 |
70 |
0,143 |
1,12 |
0,027 |
112,9 |
7,9 |
4,8 |
2,9 |
10,8 |
1,14 |
|
Характеристика местных сопротивлений участка №8
|
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ =1 (к УТ9); |
||||||||||||
− П-образный компенсатор со сварнымиотводами: ξ = 2,8. |
||||||||||||
9 |
0,025 |
150 |
0,182 |
1,06 |
0,025 |
74,9 |
11,24 |
8,1 |
4,11 |
15,35 |
1,63 |
|
Характеристика местных сопротивлений участка №9 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1,5(к УТ9); |
||||||||||||
− П-образный компенсатор со сварными отводами (2): ξ = 2,8. |
||||||||||||
10 |
0,008 |
100 |
0,100 |
1,25 |
0,029 |
190 |
19 |
7,6 |
5,7 |
24,7 |
2,63 |
|
|
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ =1,5 (к УТ10); |
||||||||||||
− П-образный компенсатор со сварными отводами(2): ξ = 2,8. |
||||||||||||
11 |
0,01 |
105 |
0,100 |
1,5 |
0,029 |
293,3 |
30,8 |
7,6 |
14,4 |
45,2 |
4,8 |
|
Характеристика местных сопротивлений участка №11 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ =1,5 (к УТ11); |
||||||||||||
− П-образный компенсатор со сварными отводами (2): ξ = 2.8. |
||||||||||||
12 |
0,024 |
75 |
0,143 |
1,5 |
0,027 |
200,8 |
15,1 |
4,8 |
2,15 |
17,25 |
1,83 |
|
Характеристика местных сопротивлений участка №12 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ =1.5 (к УТ12); − П-образный компенсатор со сварными отводами : ξ = 2.8. |
||||||||||||
13 |
0,016 |
40 |
0,125 |
1,3 |
0,028 |
180,8 |
7,23 |
4,8 |
1,63 |
8,86 |
1 |
|
Характеристика местных сопротивлений участка №13 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ =1 (к УТ13); − П-образный компенсатор со сварными отводами : ξ = 2.8. |
||||||||||||
|
||||||||||||
Расчет второстепенной магистрали |
||||||||||||
14 |
0,1051 |
425 |
0,359 |
1,04 |
0,021 |
30,67 |
13 |
5,3 |
2,7 |
15,7 |
1,66 |
1,66 |
|
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− поворот на 900 (4): ξ = 0,5; − поворот на 120˚: ξ = 0.5; − тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1 (к УТ15); − переход диаметра ξ = 0,5; − сальниковый компенсатор: ξ = 0.3. |
||||||||||||
15 |
0,0806 |
50 |
0,309 |
1,08 |
0,022 |
39,64 |
1,98 |
2,3 |
1,27 |
3,25 |
0,34 |
2 |
Характеристика местных сопротивлений участка №2 |
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1; |
|||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0.5; |
||||||||||||
− переход диаметра ξ = 0,5; |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор: ξ = 0.3. |
||||||||||||
16 |
0,0676 |
200 |
0,259 |
1,28 |
0,023 |
70,45 |
14 |
2,1 |
1,66 |
15,66 |
1,66 |
3,66 |
Характеристика местных сопротивлений участка №3 |
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1; |
|||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− сальниковый компенсатор (2): ξ = 0,3. |
||||||||||||
17 |
0,0396 |
190 |
0,259 |
1 |
0,023 |
24,17 |
4,6 |
8,1 |
2,1 |
6,7 |
0,7 |
4,36 |
Характеристика местных сопротивлений участка №4 |
− тройник на ответвление при разветвлении потока: ξ = 1; |
|||||||||||
− переход диаметра: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− П-образный компенсатор (2): ξ = 2,8. |
||||||||||||
− поворот на 900: ξ = 0.5. |
||||||||||||
18 |
0,0336 |
180 |
0,207 |
1 |
0,024 |
56,4 |
10,16 |
6,6 |
3,16 |
13,32 |
1,41 |
5,77 |
Характеристика местных сопротивлений участка №5 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1; |
||||||||||||
− П-образный компенсатор (2): ξ = 2,8. |
||||||||||||
|
||||||||||||
19 |
0,0246 |
50 |
0,182 |
0,95 |
0,025 |
59,47 |
2,97 |
4,8 |
2,03 |
5 |
0,5 |
6,27 |
Характеристика местных сопротивлений участка №6 |
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ = 1(; |
|||||||||||
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; − переход диаметра: ξ = 0,5; |
||||||||||||
− П-образный компенсатор: ξ = 2,8. |
||||||||||||
20 |
0,0134 |
200 |
0,143 |
0,83 |
0,026 |
62,6 |
9,1 |
8,1 |
2,7 |
11,8 |
1,26 |
7,53 |
Характеристика местных сопротивлений участка №7 |
− задвижка нормальная: ξ = 0,5; − переход диаметра: ξ = 0,5; |
|||||||||||
− тройник на проход при разветвлении потока: ξ =1; |
||||||||||||
−П – образный компенсатор (2): ξ = 2,8; |
||||||||||||
− поворот на 900: ξ = 0,5. |
||||||||||||
4
Характеристика
местных сопротивлений участка №10
Характеристика
местных сопротивлений участка №1