Метод удельных линейных потерь давления

Гидравлический расчет систем водяного и парового отопления выполняется с целью определения экономичных диаметров трубопроводов. При этом должно быть обеспечено перемещение расчетного количества теплоносителя в единицу времени по всем циркуляционным кольцам и ветвям отопительной системы.

Порядок гидравлического расчета трубопроводов системы водяного отопления по удельной линейной потери давления:

1. Размещаются на поэтажных планах здания отопительные приборы, подающие и обратные стояки. Выбирается рациональный вариант прокладки магистральных подающих и обратных трубопроводов. Выполняют аксонометрическую (расчетную) схему систем отопления со всей запорно-регулирующей и воздухоудаляющей арматурой. На схеме указывают тепловую мощность каждого отопительного прибора.

На рисунке 2.2. приведен вариант расчетной схемы отопления с горизонтальными стояками одноэтажного здания.

2. Выбирают главное циркуляционное кольцо. В двухтрубных системах за главное принимается кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего от теплового узла (узла ввода) стояка, при горизонтальном расположении стояков – кольцо, проходящее через дальний отопительный прибор. В тупиковых схемах однотрубных систем за главное принимают кольцо, проходящее через дальний стояк.

На приведенной схеме (рис. 2.2) главное циркуляционное кольцо составляют участки аб+бв.

3. Выявляют и нумеруют расчетные участки – участки труб с неизменным расходом теплоносителя, а также указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка. Сумма длин всех расчетных участков составляет величину расчетного циркуляционного кольца. На полке- выноске указывают номера участков, в числителе- тепловой поток, проводимый по этому участку, в знаменателе- длину участку.

4. Определяют расчетное циркуляционное давление главного кольца. В системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя расчетное циркуляционное давление

Р =Р н +Р е (2.24)

где Р н - давление, создаваемое насосом, Па; Р е - естественное давление от охлаждения воды в нагревательных приборах и трубопроводах, Па.

Для производственных и малоэтажных жилых и общественных зданий с принудительной циркуляцией теплоносителя естественным давлением от охлаждения воды в приборах и трубопроводах можно пренебречь, так как оно значительно меньше давления, создаваемого насосом .

Тогда расчетное циркуляционное давление Р приравнивается давлению насоса Р н, т.е. Р =Р н. Расчетное циркуляционное давление рекомендуется определять, исходя из средней потери давления, равной 100 Па на каждый метр наиболее протяженного расчетного кольца .

Тогда Р =100∙∑l, где ∑l – сумма длин всех участков главного циркуляционного кольца.

5. Определяют средние значения удельного падения давления на трение в трубопроводах рассчитываемого кольца

Где 0,65 – коэффициент, учитывающий долю потери давления на трение от общей потери в трубопроводе; ∑l – общая длина всех участков кольца, м.

6. Определяют расходы теплоносителя на каждом расчетном участке G уч, кг/ч

(2.42)

где - тепловая нагрузка участка (тепловая мощность всех отопительных приборов, к которым поступает теплоноситель по этому участку), Вт; с - теплоемкость воды кДж/(кг· º С); t 1 ,t 2 – температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, о С; β 1 ,β 2 – то же, что и в формуле 2.33; 3,6 - коэффициент перевода Вт в кДж/кг.

7. По полученным значениям , кг/ч и R ср, Па/м с помощью расчетных таблиц (например, приложение 6 и 10) или специальной номограммы (рис. 2.3) подбирают оптимальные диаметры труб расчетного кольца.

По этой же номограмме (или таблицам) определяют скорость движения теплоносителя м/с и фактические удельные потери давления на трение R.

Например, если расход теплоносителя по расчетному участку составляет 400 кг/ч, то при R ср =65 Па/м условий диаметр трубопровода может быть d = 20 или 25 мм. Если выбрать d = 20 мм, фактически удельные потери давления на участке составляет R =90 Па/м, скорость движения теплоносителя v = -0,32 м/с.

Все данные, полученные при расчете теплопровода, заносят в специальную таблицу (см. табл. 2.11).

Таблица 2.11

Сводная таблица результатов гидравлического расчета трубопроводов систем отопления

8. Определяют потери давления z, Па, на преодоление местных сопротивлений на каждом расчетном участке:

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке трубопровода; v – скорость теплоносителя, м/с; ρ – плотность теплоносителя, кг/м 3 .

Ориентировочные значения коэффициентов местных сопротивлений системы отопления приведены в таблице 2.12. При расчете отдельных участков теплопровода местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетному участку с наименьшим расходом теплоносителя; местные сопротивления отопительных приборов, котлов и подогревателей учитывают поровну в каждом примыкающем к ним теплопроводе.

После этого находят общие потери давления Rl + Z на каждом участке и суммарную потерю давления в рассчитываемом кольце. .

Диаметры трубопроводов считаются подобранными правильно, если имеется некоторый (5-10%) запас давления в кольце на неучтенные местные сопротивления и возможные неточности в монтаже системы отопления, т.е должно быть выполнено условие

Если это условие не выполняется, то следует произвести перерасчет (изменить диаметры труб) некоторых участков циркуляционного кольца.

После расчета главного циркуляционного кольца выполняют гидравлический расчет остальных колец. Из них некоторые кольца могут иметь общие расчетные участки с главным циркуляционным кольцом.

Так, например, кольцо а-б-г (рис.2.2) имеет общие расчетные участки №№1…5, 10…13 с главным циркуляционным кольцом, а кольцо а-д не имеет общих участков с ним.

Расчетное (располагаемое) циркуляционное давление кольца а-д равно расчетному давлению главного циркуляционного кольца. Исходя из этого средняя удельная потеря давления на трение в трубопроводах этого кольца по формуле 2.43 составляет

где Р – располагаемое давление, Па; ∑l а-д – длина всех расчетных участков кольца а-д.

В системе отопления, приведенной на рис.2.2. Р для кольца а-д равно расчетному циркуляционному давлению главного кольца, м.

Расчетное циркуляционное давление ветви б-г кольца а-б-г, имеющее общие участки с главным циркуляционным кольцом, определяется как сумма потерь давления участков главного циркуляционного кольца, не вошедших в кольцо а-б-г, то есть участков №6…9

Р б-г =∑(Rl +Z ) 6…9

где ∑(Rl + Z ) 6…9 – суммарные потери давления на участках № 6…9 главного циркуляционного кольца.

Средняя удельная потеря давления ветви б-г составит

Таблица 2.12

Значение коэффициента местного сопротивления конструктивных элементов систем водяного отопления (по данным ВНИИГС )

При выполнении расчётов возможны большие расхождения между R ср и фактическим R , особенно на расчётных участках с малыми расходами. Так как минимальный диаметр трубопроводов отопления составляет 15 мм, то заниженные потери на этих участках должны быть компенсированы завышением потерь давления на других участках или установкой кранов двойной регулировки на последнем отопительном приборе рассчитываемого кольца.Потери давления в разных циркуляционных кольцах не должны различаться более чем на 15%. Неувязка потерь давления, превышающая 15%, может привести к разрегулировке системы с отклонением от расчётных расходов, температуры воды и теплоотдачи отопительных приборов. Рис. 2.2. Расчетная схема двухтрубной отопительной системы одноэтажного здания с горизонтальным расположением стояков

Гидравлический расчет проводится по законам гидравлики. Правильный гидравлический расчет предопределяет работоспособность системы отопления.

На основе гидравлического расчета осуществляется выбор диаметра труб d , мм, обеспечивающий при располагаемом перепаде давления в системе отопления, Па, пропуск заданных расходов теплоносителяG , кг/ч (обеспечено затекание необходимого количества воды в каждое ответвление, стояк, отопительный прибор). Перед гидравлическим расчетом должна быть выполнена пространственная схема системы отопления в аксонометрической проекции.

При гидравлическом расчете системы отопления расчет стояков и магистральных трубопроводов (в пределах подвального помещения) проводится методом удельных потерь давления.

5.1 Определение располагаемого перепада давления в системе отопления

Располагаемый перепад давления для создания циркуляции воды , Па, в насосной вертикальной однотрубной системе с качественным регулированием теплоносителя с нижней разводкой магистралей, определяется по формуле:

где - давление, создаваемое циркуляционным насосом, Па;

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах системы отопления, Па.

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах , Па, определяется по формуле:

, (5.2)

где Q i - необходимая теплоподача теплоносителем в i-е помещение, Вт,(кКал/ч);

 - среднее приращение плотности (объемной массы) при понижении температуры воды на 1 0 С;

h i – вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в стояке для i-го прибора и нагревания, м;

с – удельная теплоемкость воды, с = 4,187, кДж/(кг.0 С);

G ст – расход воды в стояке, кг/ч, (формула 4.1);

N – количество приборов в стояке, входящем в расчетное кольцо, шт.

В насосных системах с нижней разводкой магистрали допускается не учитывать , если оно составляет менее 0,1. В данной курсовой работе допускаетсяне учитывать.

5.2 Метод удельных линейных потерь давления

Последовательность гидравлического расчета методом удельных линейных потерь давления:

а) вычерчивается аксонометрическая схемасистемы отопления (М 1:100). На аксонометрической схеме выбирается главное циркуляционное кольцо. Для проведения гидравлического расчета выбираем наиболее нагруженное кольцо, которое является расчетным (главным), и второстепенное кольцо (приложение Ж).При тупиковом движении теплоносителя главное циркуляционное кольцо проходит через наиболее нагруженный и удаленный от теплового центра (узла) стояк, при попутном движении – через наиболее нагруженный средний стояк.

б) главное циркуляционное кольцо разбивается на расчетные участки, обозначаемые порядковым номером (начиная от реперного стояка); указывается расход теплоносителя на участке G , кг/ч, длина участка l, м;

в) для предварительного выбора диаметра труб определяются средние удельные потери давления на трение:

где j – коэффициент, учитывающий долю потерь давления на магистралях и стояках, j=0,3 –для магистралей, j=0,7 – для стояков;

Δp р – располагаемое давление в системе отопления, Па,

Δp р =25 кПа - для теплоносителяt г =105 0 С.

г) по величине R ср и расходу теплоносителя на участке G(приложение Е) находятся предварительные диаметры труб d, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, фактическая скорость теплоносителя υ, м/с. Полученные данные заносятся в таблицу 5.2.

д) определяются потери давления на участках:

где R – удельные потери давления на трение, Па/м;

l – длина участка, м;

Z – потери давления на местных сопротивлениях, Па,

ξ – коэффициент, учитывающий местное сопротивление на участке, (приложения Б, В);

ρ – плотность теплоносителя, кг/м 3 , (приложение Д);

υ - скоростьтеплоносителя на участке, м/с, (приложение Е);

е) после предварительного выбора диаметров труб выполняется гидравлическая увязка, которая не должна превышать 15%.

ж) если увязка проходит, то начинают выполнять расчет второстепенных циркуляционных колец (аналогично), если же нет, то на нужных участках устанавливаются шайбы. Диаметр шайбы подбирают по формуле:

где G ст – расход теплоносителя в стояке, кг/ч, (таблица 3.3);

р ш – требуемые потери давления в шайбе, Па.

Диафрагмы устанавливаются у крана на основании стояка в месте присоединения к подающей магистрали.

Диафрагмы диаметром менее 5 мм не устанавливаются.

По результатам расчетов заполняются таблицы5.2, 5.3.

1. Графа 1 – проставляем номера участков;

2. Графа 2 – в соответствии с аксонометрической схемой по участкам записываем тепловые нагрузки, Q , Вт;

3. Рассчитываем расход воды в реперном стояке для расчетного участка (формула 5.1), графа 3 :

4. В соответствии с таблицей 4.2 по диаметру стояка D у, мм выбираем диаметры подводок и замыкающего участка: D у(п ) , мм; D у(з) , мм.

5. Рассчитываем коэффициенты местных сопротивлений на участке 1 (приложения Б, В), сумму записываем в графу 10 таблиц 5.2, 5.3.

На границе двух участков местное сопротивление относим к участку с меньшим расходом воды.

Результаты расчетов сведены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Местные сопротивления на расчетных участках

№ участка, вид местного сопротивления
Например:Участок 3	2 тройника на проход, =1;  уч(3) = 2х1=2
Например: Стояк 3	1) чугунный радиатор – 3 шт., =1,4; 2) кран регулирующий двойной регулировки – 6 шт., =13; 3) отвод гнутый под углом 90 0 – 6 шт., =0,6; 4) вентиль обыкновенный прямоточный – 2 шт., =3; 5) тройник поворотный на ответвление – 2 шт., =1,5.  ст3 = 3х1,4+ + 6х13 + 6х0,6 + 2х3 + 2х1,5 = 96,2

На рис. 1 представлено кольцо циркуляции в однотрубной системе отопления 10-этажного здания с верхней разводкой и проточными вертикальными стояками. Для принятой схемы отопления применим простые и дешевые конвекторы «Сантехпром» малой глубины с ручным регулированием тепловой производительности, воздушным клапаном, конструктивная схема которого представлена на рис. 3.5, а технические характеристики - в табл. 3.1.

В проточной однотрубной системе горячая вода последовательно проходит постоянным расходом G w г по всем отопительным приборам. Поэтому для этой схемы возможно только регулирование тепловой производительности по воздуху, без изменения общего расхода горячей воды в стояке G w г, что достигается с помощью воздушных клапанов в конструкции конвектора по схеме рис. 3.5.

Рисунок 1. Кольцо циркуляции горячей воды в однотрубной системе отопления с проточными вертикальными стояками и установкой в помещениях конвекторов «Сантехпром» с воздушным регулированием тепловой производительности: 1 - пластинчатый водонагреватель; 2 - изолированный вертикальный магистральный трубопровод (главный стояк); 3 - воздухоотводчик; 4 - подающий горизонтальный изолированный магистральный трубопровод; 5 - вертикальный стояк; 6 - конвектор; 7 - краны запорные; 8 - сливные краны из стояков; 9 - циркуляционный насос; 10 - горизонтальный обратный магистральный трубопровод с попутным движением воды; 11 - герметичный расширительный бак; 12 - подающий горизонтальный изолированный магистральный трубопровод к левой части системы отопления (одинаковый с правой); 13 - горизонтальный обратный магистральный трубопровод от левой части системы отопления (одинаковый с правой)

На схеме рис. 1 из водонагревателя 1 в изолированный магистральный вертикальный трубопровод 2 поступает горячая вода с t w г1 = 95 °С, которая в техническом этаже по изолированным горизонтальным магистральным трубопроводам 4 и 12 распределяется вправо по четырем стоякам I-IV и влево по четырем стоякам. Расчет циркуляции проводим по дальнему стояку IV. Для выравнивания гидравлических сопротивлений по кольцам циркуляции от стояков I и IV обратные магистральные трубопроводы 10 и 13 смонтированы для попутного движения воды с температурой охладившейся воды t w г2 = 55 °С к водонагревателю 1. Благодаря применению попутного движения в магистральном трубопроводе 10 выравнивается длина трубопроводов циркуляции воды в дальнем IV стояке в кольце циркуляции «з-г-д» и в ближнем стояке 1 в кольце циркуляции «з-и-д».

ПРИМЕР 1. Исходные условия: Задана схема однотрубной проточной системы отопления с расположением трубопроводов и отопительных приборов по рис. 1.

Требуется: Провести гидравлический расчет системы отопления.

Решение: 1. По предварительным расчетам определена требуемая тепловая мощность конвекторов малой глубины в удаленном стояке IV, и результаты расчетов представлены на схеме рис. 1. Суммарная отопительная мощность по стояку IV равна: Q т.ст. lV = 1200 + 1800 = 15 200 Вт.

2. По расчетам в примере 4.2 по рациональной теплотехнической эффективности пластинчатого водо-водяного теплообменника расчетный нагрев циркуляционной воды системы отопления в теплообменнике 1 обеспечивается при перепаде нагретой и обратной воды ∆t w г = t w г1 - t w г2 = 95-55 = 40 °С.

3. Магистральные горизонтальные трубопроводы 4 и 12 изолированы и к стоякам подходит горячая вода t w г1 = 95 °С. Из стояков в магистральные обратные трубопроводы 10 и 13 будет поступать обратная вода с температурой выше t w г2 = 55 °С, так как обратные магистральные трубопроводы не изолированы.

Охлаждение воды в неизолированных трубопроводах зависит от диаметра труб, их длины и разности температур (t w г - t в). В справочной литературе даются удельные теплопотери q т.тр, Вт/м, в зависимости от диаметра труб и перепада температур (t w г - t в). Примем, что охлаждение воды в магистральных трубопроводах 10 составило ∆t w .тр = 6 °С.

4. Вычисляем температуру воды на выходе из вертикального стояка системы отопления:

5. Расход воды через стояк вычисляется по формуле:

5.1. Для стояка Q т.от.ст = 15 200 Вт по формуле (1) получим:

5.2. По формуле (4.28) вычисляем скорость воды в трубе стояка при t w г. cp = 70 °С и ρ w г = 978 кг/м 3:

5.3. По схеме на рис. 1 определяем длину труб в стояке IV равной 36 м.

По преобразованной формуле (4.25) определяем гидравлическое сопротивление от трения воды в трубопроводе стояка:

5.4. В вертикальном стояке IV на входе горячей воды в стояк при t w г1 = 95 °С и ρ w г1 = 962 кг/м 3 , а на выходе из стояка t w г2.ст = 61 °С и ρ w г2.ст = 982 кг/м 3 .

Естественное гравитационное давление вычисляем по формуле (4.29):

5.5. В конвектор горячая вода из стояка поступает и выходит при двух поворотах трубопроводов на 90°. Эти местные сопротивления у конвектора оцениваются ∑ξ = 1 + 1 =2. Потери давления на местное сопротивление у одного конвектора при ρ w .ср = 978 кг/м 3:

5.6. Горячая вода в вертикальном стояке последовательно подходит и отходит от десяти конвекторов и сумма этих местных сопротивлений на входе и выходе составит:

5.7. На входе и выходе горячей воды в стояк IV установлены запорные шаровые краны в открытом положении с ξ = 0,6. Вычислим потери давления воды при прохождении через открытый шаровой кран:

На входе в стояк IV горячей воды t wr 1 = 95 °С, ρ wr 1 = 962 кг/м 3 , w = 0,35 м/с.

На выходе из стояка IV при t w г2.ст = 61 °С и ρ w г2.ст = 982 кг/м 3 , w = 0,35 м/с

Итого: 70 Па.

5.8. Потери давления при прохождении горячей воды через отопительные приборы зависят от выбранного конструктивного решения конвектора «Сантехпром». Согласно рекомендациям по подбору конвекторов малой модели требуемая табличная номинальная паспортная производительность конвектора Q н.у (см. табл. 3.1), вычисляется по формуле:

где t w г. вх и t w г. вых - температуры горячей воды на входе и выходе из конвектора, °С.

Обозначим отношения средних температур в отопительных приборах к расчетной величине 70 °С в виде показателя:

В помещении к отопительному прибору подходят трубы, окрашенные масляной краской. В справочнике проектировщика дается удельный тепловой поток на 1 м трубы q тр, Вт/м, в зависимости от диаметра и среднего перепада температур t w .ср.п.

Поступающая в помещение теплота от труб длиной 1 м составляет: Q = q · 1, Вт.

Перепад температур в отопительном приборе вычисляется по формуле:

Для упрощения расчетов на рис. 2 в логарифмической сетке координат построены графические зависимости степенных величин показателей ψ 1,3 t и ψ 0,07 G от их числовых величин, вычисленных по выражениям (4) и (5).

Рисунок 2. ∆t w .ср.п к расчетному перепаду в 70 °С, что отвечает степенному показателю ψ 1,3 t , и отношение действительных расходов горячей воды через отопительный прибор G w г, кг/ч, по отношению к паспортному расходу 360 кг/ч, что отвечает степенному показателю ψ 0,07 G: ------- - графическая зависимость ψ 1,3 t ; - - - - - графическая зависимость ψ 0,07 G .

5.8.1. Открытые трубы и конвектор на 10-м этаже должны обеспечить Q т.от.пр = 1200 Вт. По формуле (6) вычисляем перепад температур горячей воды в этом отопительном приборе:

t w г1 = 95 °С; t w г.вых = 95-2,7 = 92,3 °С.

По формуле (3) находим:

В помещении проходят открытые трубопроводы стояка при средней температуре 73,7 °С. При диаметре открытых труб 20 мм, окрашенных масляной краской, теплоотдача 1 м трубы равна 78,5 Вт/м. На 10-м этаже теплоотдача труб составит Q тр = 78,5 · 2,5 = 196 Вт.

По формуле (4) вычисляем температурный показатель: ψ t 10 = 73,7/70 = 1,053. По графику на рис. 2 находим численное значение этого показателя в степенной форме (1,053) 1,3 = 1,18. Выходящая горячая вода t w .вых = 92,3 °С из конвектора на 10-м этаже будет входящей в отопительный прибор на 9-м этаже. Поэтому показатель ψ t будет переменным по этажам. По формуле (5) вычисляем показатель отношения расходов воды ψ G = 383/360 = 1,063. Из графика на рис. 2 находим численное значение ψ 0,07 G = 1,02 . Расход горячей воды в проходной системе отопления одинаков по этажам и численное значение показателя 1,02 одинаково по стояку. По формуле (7) определяем требуемую номинальную производительность конвектора:

По табл. 3.1 выбираем конвектор КСК20-0,918к, определим потери давления в нем:

— сопротивление трению составит (две трубы длиной l = 0,744 х 2 = 1,488 м),

— местное сопротивление в калаче (ξ = 3)

Итого: ∆H конв.10 = 89 + 174 = 263 Па.

Аналогичным способом проведем расчеты и подбор оборудования стояка IV для этажей с 9-го по 1-й включительно. Результаты гидравлического расчета представлены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты гидравлического расчета стояка IV однотрубной системы отопления по этажам (по схеме на рис. 1)

№ этажа

Q т.от.пр, Вт

t w г.вх, °С

∆t w от, °С

t w г.вых, °С

∆t w ср.п, °С

ψ t

ψ 1,3 t

Q тр, Вт

Q ну, Вт

Тип конвектора

∆Н тр, Па

∆Н м.с. , Па

∆Н конв, Па

КСК 20 - 0,918к

КСК 20 - 1,045к

КСК 20 - 1,311к

КСК 20 - 1,311к

КСК 20 - 1,573к

КСК 20 - 1,835к

КСК 20 - 1,96к

КСК 20 - 2,206к

КСК 20 - 2,696к

КСК 20 - 2,941 к

5.8.2. Вычисляем общее гидравлическое сопротивление при последовательном прохождении горячей воды через 10 конвекторов на стояке IV:

6. Принимаем, что по стоякам I, II и III проходит одинаковый расход горячей воды, так как требуемые тепловые мощности конвекторов в помещениях на этажах одинаковы со схемой на рис. 1. Определим расход горячей воды по четырем участкам изолированного магистрального трубопровода 4:

участок I 4 lV и G w г = 383 кг/ч;

участок I 4 lll и G w г · 2 = 766 кг/ч;

участок I 4 ll и G w г · 3 = 1149 кг/ч;

участок I 4 l и G w г · 4 = 1532 кг/ч.

участок IV d o = 20 мм, w = 383/962 · 3600 · 0,000314 = 0,35 м/с;

участок III d o = 20 мм, w = 766/962 · 3600 · 0,000314 = 0,75 м/с;

участок II d o =20 мм, w = 1149/962 · 3600 · 0,000314 = 1,06 м/с.

участок l d o = 25 мм, w = 1532/962 · 3600 · 0,00049 = 0,9 м/с.

Таблица 2. Сортамент труб для систем отопления и рекомендуемые предельные значения расхода по ним горячей воды при t w г.ср = 70 °С

d 0 , мм
d н, мм
ƒ т p . w , м 2
G w г, при W=1,5 m/c
d B , дюйм
Масса 1 м, кг

6.2. По магистральному трубопроводу 4 гидравлические потери по участкам составят:

Участок I. w = 0,9 м/с, d o = 25 мм, l = 6 м, сопротивление на трение составит:

на местное сопротивление (проход через тройник с ответвлением горячей воды в стояк I) ξ = 1

Участок II. w = 1,06 м/с, d o = 20 мм, l = 6 м, сопротивление на трение:

на местное сопротивление:

Участок lll. w = 0,7 м/с, d o = 20 мм, l = 6 м, сопротивление на трение:

на местное сопротивление:

Участок IV. w = 0,35 м/с, d o = 20 мм, l = 8 м, сопротивление на трение:

на местное сопротивление:

6.3. Общее гидравлическое сопротивление прохождению горячей воды в магистральном трубопроводе 4 по трем участкам «з-г» составит:

7. Вычисляем гидравлическое сопротивление прохождению горячей воды по дальнему кольцу циркуляции «з-г-д» через стояк IV.
Общее гидравлическое сопротивление дальнего кольца циркуляции состоит из следующих частей: горизонтальный магистральный трубопровод - (∑Н з-г = 5947 Па (п. 6.3); сопротивления трению в стояке IV - ∆Н тр.ст = 2157 Па (п. 5.3); суммы местных сопротивлений на входе и выходе горячей воды из конвекторов - ∑Н м.с. = 1180 Па (п. 5.5); местных сопротивлений в двух запорных кранах - ∆Н м.с.кр = 34 + 36 = 70 Па (п. 5.7); гидравлического сопротивления конвекторов - ∑Н кон = 4084 Па (п. 5.8.2).

На гидравлическое сопротивление в кольце циркуляции затрачивается естественное давление, которое для стояка IV равно ∆Н ст.е.ц. = 5880 Па (п. 5.4). Циркуляционное давление от работы насоса для кольца «з-г-д» составит:

8. Проводим расчет гидравлического сопротивления ближнего кольца циркуляции I. В стояке I гидравлические сопротивления одинаковы со стояком IV. Различия в гидравлических сопротивлениях могут быть на участке для IV стояка «з-г», где ∆Н з-г = 5947 Па и для стояка I на участке «и-д». Вычислим гидравлическое сопротивление для участка «и-д», где проходит вода t w г2.об = 61 °С при ρ w г2. o 6 = 982кг/м 3 .

8.1. Участок l-II. l = 6 м, d o = 20 мм, w = 0,35 м/с, сопротивление на трение:

8.2. Участок ll-lII. l = 6 м, d o = 20 мм, w = 0,7 м/с, сопротивление на трение:

на местные сопротивления при ξ = 3:

8.3. Участок lII-IV. l = 8 м, d o = 25 мм, w = 1149/982·3600х0,00049=0,66 м/с, сопротивление на трение:

на местные сопротивления при ξ = 3:

8.4. Общее гидравлическое сопротивление на участке «и-д» ∑∆H и-д = 5070 Па, что близко к ∆Н з-г = 5947 Па. Следовательно, ближние и дальние кольца циркуляции воды имеют примерно одинаковые гидравлические сопротивление ~ 7558 Па.

9. Через вертикальный изолированный магистральный трубопровод 2 проходит горячая вода ∆G w г = 1532 + 1532 = 3064 кг/ч. По табл. 2 принимаем d o = 40 мм, ƒ тр. w = 0,00126 м 2 , l = 33 м.

9.1. Вычисляем скорость воды в вертикальном магистральном трубопроводе 2:

9.2. Сопротивление трению на участке «б»:

на местные сопротивления при ξ = 1,5:

Итого: 4267 Па.

9.3. Участок «в-з». l = 6 м, d o = 25 мм, ƒ = 0,00049 м 2 , w = 1532/962·3600·0,00049 = 0,9 м/с

сопротивление трению:

Итого: 2258 Па.

10. Гидравлическое сопротивление на стороне всасывания насоса.

10.1. Участок «д-е». l = 14 м, d o = 25 мм, ƒ = 0,00049 м 2 , w = 1532/982·3600·0,00049 = 0,88 м/с,

сопротивление на трение:

на местные сопротивления при ξ = 1:

10.2. Участок «е-ж». l = 12 м, d o = 40 мм, ƒ = 0,00126 м 2 , w = 3064/982·3600·0,00126 = 0,69 м/с,

сопротивление на трение:

на местные сопротивления при ξ = 2,7:

11. Гидравлическое сопротивление пластинчатого водо-водяного теплообменника 1 (см. рис. 1) составляет 22 000 Па.

12. Общее гидравлическое сопротивление циркуляции воды в системе отопления по схеме на рис. 1: участок 1 - 22 000 Па; участок «б» - 4267 Па; участок «в-з» - 2258 Па; участок «з-г-д» 7558 Па; участок «д-е» - 4653 Па; участок «е-ж» - 2019 Па.

Итого: 42 755 Па или 43 кПа или 4,3 м вод. ст.

13. По каталогу фирмы «Грундфосс» выбираем бессальниковый насос серии 200 типа UPS 32-60F с установочной мощностью N нас.у = 0,2 кВт. На первой скорости вращения получим Н = 5 м вод. ст., Q w = 3,1 м 3 /ч, N н = 0,09 кВт.

Метод удельных линейных потерь давления. Последовательность гидравлического расчета методом удельных линейных потерь давления а вычерчивается аксонометрическая схема системы отопления М 1 100 . На аксонометрической схеме выбирается главное циркуляционное кольцо.

При тупиковом движении теплоносителя оно проходит через наиболее нагруженный и удаленный от теплового центра узла стояк, при попутном движении через наиболее нагруженный средний стояк. б главное циркуляционное кольцо разбивается на расчетные участки, обозначаемые порядковым номером начиная от реперного стояка указывается расход теплоносителя на участке G , кг ч, длина участка, м в для предварительного выбора диаметра труб определяются средние удельные потери давления на трение, Па м 5.3 где j коэффициент, учитывающий долю потерь давления на магистралях и стояках, 0,3 для магистралей, 0,7 для стояков?pр располагаемое давление в системе отопления, Па, ?pр 16 кПа - tг 95 0С, ?pр 25 кПа - tг 105 0С. г по величине Rсри расходу теплоносителя на участке приложение Д находятся предварительные диаметры труб, мм, фактические удельные потери давления, Па м, фактическая скорость теплоносителя м с. Полученные данные заносятся в таблицу 5.2. д определяются потери давления на участках, Па 5.4 где R удельные потери давления на трение, Па м l длина участка, м Z потери давления на местных сопротивлениях, Па, 5.5 ? коэффициент, учитывающий местное сопротивление на участке, приложения Б, В? плотность теплоносителя, кг м3, приложение Г скоростьтеплоносителя на участке, м с, приложение Д е После предварительного выбора диаметров труб выполняется гидравлическая увязка, которая не должна превышать 15 . ж Если увязка проходит, то начинают выполнять расчет второстепенных циркуляционных колец аналогично, если же нет, то на нужных участках устанавливаются шайбы.

Диаметр шайбы подбирают по формуле, мм 5.6 где Gст расход теплоносителя в стояке, кг ч таблица 4.3 ?рш требуемые потери давления в шайбе, Па. Диафрагмы устанавливаются у крана на основании стояка в месте присоединения к подающей магистрали.

Диафрагмы диаметром менее 5 мм не устанавливаются.

Для проведения гидравлического расчета выбираем наиболее нагруженное кольцо, которое является расчетным главным, и второстепенное кольцо приложение Е. По результатам расчетов заполняется таблица 5.2. 1. Графа 1 проставляем номера участков 2. Графа 2 в соответствии с аксонометрической схемой по участкам записываем тепловые нагрузки, Q, Вт 3. Рассчитываем расход воды в реперном стояке для расчетного участка формула 4.1 , графа 3 4. В соответствии с таблицей 3.14 по диаметру стояка Dу, мм выбираем диаметры подводок и замыкающего участка Dу п, мм Dу з, мм. 5. Рассчитываем коэффициенты местных сопротивлений на участке 1 приложения Б, В, сумму записываем в графу 10 таблицы 5.2. На границе двух участков местное сопротивление относим к участку с меньшим расходом воды. Результаты расчетов сводим в таблицу 5.1. Таблица 5.1 Местные сопротивления на расчетных участках участка, вид местного сопротивления Участок 1 уч 1 Стояк 1 ст 1 5.3

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Отопление и вентиляция жилого здания

В процессе работы студенты получают навыки практического применения теоретических знаний и решения комплексных инженерных задач по проектированию… Ограждающие конструкции изолируют помещение от окружающей среды, что позволяет… При этом они должны обладать определенными теплотехническими свойствами, которые бы позволяли использовать ограждающую…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

Выбор исходных данных
Выбор исходных данных. В курсовой работе необходимо запроектировать вертикальную однотрубную тупиковую систему отопления с нижней разводкой для одной секции 3-х этажного жилого дома. Высота этажа в

Проектирование систем отопления
Проектирование систем отопления. В помещениях жилых зданий следует обеспечивать оптимальные или допустимые нормы микроклимата в обслуживаемой зоне. Основные параметры, характеризующие микроклимат п

Исходные данные и расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха
Исходные данные и расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха. В качестве исходных данных для выполнения теплотехнического расчета, определения теплозащитных свойств ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет наружных ограждений
Теплотехнический расчет наружных ограждений. Подробный расчет конкретных ограждающих конструкций и определение толщины утеплителя этих конструкций в полном объеме проводится в курсе Строительная те

Конструирование систем отопления
Конструирование систем отопления. Выбор систем водяного отопления малоэтажных зданий При проектировании систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха

Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления
Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления. Тепловой расчет системы отопления, заключается в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают

Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления
Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления. Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя н

Гидравлический расчет системы отопления
Гидравлический расчет системы отопления. Гидравлический расчет проводится по законам гидравлики. Правильный гидравлический расчет предопределяет работоспособность системы отопления. Н

Определение располагаемого перепада давления в системе отопления
Определение располагаемого перепада давления в системе отопления. Располагаемый перепад давления для создания циркуляции воды, Па, в насосной вертикальной однотрубной системе с качественным регули

Расчет дросселирующих шайб
Расчет дросселирующих шайб. После выполнения гидравлического расчета выполняется увязка стояков и полуколец. Производим увязку полуколец 5.4 В случае невозможности увязки потерь давления пре

Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора
Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора. Водоструйные элеваторы предназначены для понижения температуры перегретой воды, поступающей из тепловой сети в систему отопления, до необходимой темп

Принципиальная схема и конструктивные элементы канальной системы естественной вентиляции
Принципиальная схема и конструктивные элементы канальной системы естественной вентиляции. Канальными системами естественной вентиляции называются системы, в которых подача наружного воздуха или уда

Методика аэродинамического расчета систем естественной вентиляции
Методика аэродинамического расчета систем естественной вентиляции. Определение естественного давления и расчет воздуховодов Системы вентиляции общего назначения служат для подачи и удаления незапыл

Приложение Б
Приложение Б. План типового этажа Вариант 1 45 План типового этажа Вариант 2 План типового этажа Вариант 3 План типового этажа Вариант 4 План типового этажа Вариант 5 План типового этажа Вариант 6

Приложение В
Приложение В. Коэффициенты? местных сопротивлений приближенные значения Местное сопротивление Значения? при условном проходе труб, мм 10 15 20 25 32 40 50 и более Радиаторы двухколонные 2 2 2 2 2

Приложение Н
Приложение Н. Таблица потерь давления в круглых стальных воздуховодах. v2g 2g. кгс м2 v, м с Количество проходящего воздуха G, м3 ч верхняя строка, и потери давления на трение R, Па м нижняя строка