Водоснабжение и водоотведение торгового комплекса в городе Санкт-Петербург

дипломная работа

3.2 Гидравлический расчёт

Устанавливается расчётное направление от ввода до наиболее удалённой и высокорасположенной водоразборной точки, вычерчивается расчётная схема (Приложение 2). Определяется расчётный расход воды для каждого участка, подбирается диаметр, скорость движения воды на участке, удельные потери i, определяются потери напора на расчётных участках и общие потери с учётом коэффициента Kl, который учитывает потери напора в местных сопротивлениях. Предварительный гидравлический расчёт сводится в таблицу 4.1.

Таблица 3.1 Предварительный гидравлический расчет горячего водоснабжения.

Номера расчетных участков

Число приборов N

qT/N, л/ч

q, л/с

Ш, мм

Скорость движения воды, м/с

Длина участка L, м

Потери напора, м

На 1м i

На участке iL

Kl

Htot=i*L(1+Ki)

1-2

1

27,18

0,77

32

0,98

0,91

0,092

0,08

0,2

0,10

2-3

2

0,80

32

1,00

0,55

0,097

0,05

0,2

0,06

3-4

3

0,84

40

0,79

0,50

0,048

0,02

0,2

0,03

4-5

3

0,84

40

0,79

4,26

0,048

0,21

0,1

0,23

5-6

3

0,84

40

0,79

3,80

0,048

0,18

0,2

0,22

6-7

5

0,91

40

0,86

4,00

0,057

0,23

0,2

0,27

7-8

5

0,91

40

0,86

4,26

0,057

0,24

0,1

0,27

8-9

8

1,02

40

0,97

1,14

0,072

0,08

0,1

0,09

9-10

16

1,26

40

1,19

58,20

0,110

6,37

0,2

7,65

10-11

24

1,46

40

1,37

21,10

0,148

3,12

0,2

3,74

11-12

24

1,46

40

1,37

2,30

0,148

0,34

0,1

0,37

12-13

24

1,46

40

1,37

19,00

0,148

2,81

0,2

3,37

13-14

24

1,46

40

1,37

2,20

0,148

0,32

0,1

0,36

?

16,76

Определение расхода циркуляционной воды проводится по количеству тепла, необходимого для возмещения теплопотерь в подающих и циркуляционных трубопроводах вследствие их охлаждения. Расчет потерь тепла подающими и циркуляционными трубопроводами сводится в табл. 3.2, расчетная схема представлена в приложении 3.

Таблица 3.2 Расчет потерь тепла трубопроводами Т3, Т4.

Участки

Условный диаметр, мм

Длина участка, м

Количество участков

Теплопотери

Удельные теплопотери трубопровода, Вт/м

Теплопотери на участке, Вт.

Суммарные теплопотери, Вт.

1

2

3

4

5

6

7

Подающий Ст. Т3-1

1-2

32

0,91

1

42,57

38,73

3046,32

2-3

32

0,56

1

42,57

23,84

2-4

32

0,50

1

42,57

21,28

4-5

32

0,56

1

42,57

23,84

6-7

32

0,91

1

42,57

38,73

7-8

32

0,56

1

42,57

23,84

7-14

40

8,60

1

50,01

430,08

4-14

40

8,60

1

50,01

430,08

14-15

40

4,00

1

50,01

200,04

8-9

32

1,76

1

42,57

74,92

9-10

32

0,56

1

42,57

23,84

11-12

32

0,55

1

42,57

23,41

9-12

32

2,20

1

42,57

93,64

12-13

32

0,50

1

42,57

21,28

16-17

32

0,91

1

42,57

38,73

18-17

32

0,56

1

42,57

23,84

17-19

32

0,50

1

42,57

21,28

20-19

32

0,56

1

42,57

23,84

19-21

32

0,50

1

42,57

21,28

21-22

32

0,56

1

42,57

23,84

21-30

40

6,36

1

50,01

318,06

23-25

32

0,91

1

42,57

38,73

24-25

32

0,56

1

42,57

23,84

25-27

32

1,20

1

42,57

51,08

26-27

32

0,56

1

42,57

23,84

27-29

32

0,55

1

42,57

23,41

28-29

32

0,56

1

42,57

23,84

29-30

40

4,96

1

50,01

248,04

30-31

40

3,80

1

50,01

190,03

1

2

3

4

5

6

7

15-13

40

4,26

1

50,01

213,04

13-31

40

1,14

1

50,01

57,01

31-48

40

4,30

1

50,01

215,04

Подающий Ст. Т3-2

32-33

32

0,91

1

42,57

38,73

1227,13

33-34

32

0,56

1

42,57

23,84

35-36

32

0,91

1

42,57

38,73

36-37

32

0,56

1

42,57

23,84

36-38

32

0,5

1

42,57

21,28

38-39

32

0,56

1

42,57

23,84

33-40

40

1,2

1

50,01

60,01

38-40

40

0,5

1

50,01

25,00

41-43

32

0,91

1

42,57

38,73

42-43

32

0,56

1

42,57

23,84

43-45

32

0,5

1

42,57

21,28

44-45

32

0,56

1

42,57

23,84

40-46

40

6,3

1

50,01

315,06

45-46

40

3,70

1

50,01

185,03

46-47

40

4,00

1

50,01

200,04

47-59

40

1,28

1

50,01

64,01

59-60

40

1,70

1

50,01

85,02

60-49

40

0,30

1

50,01

15,00

Магистраль Т3

48-49

40

53,9

1

16,05

865,10

1580,93

49-50

40

21,1

1

16,05

338,66

50-51

40

2,3

1

16,05

36,92

51-52

40

19

1

16,05

304,95

52-53

40

2,2

1

16,05

35,31

Магистраль Т4

48-54

40

0,3

1

16,05

4,82

1585,74

54-55

40

75

1

16,05

1203,75

55-56

40

2,3

1

16,05

36,92

56-57

40

19

1

16,05

304,95

57-58

40

2,2

1

16,05

35,31

Сумма потерь тепла распределительными и подающими трубопроводами в здании равная сумме потерь на стояках и магистралях:

?Qht=QСтТ3-1+ QСтТ3-2+ QМагистральТ3+ QМагистральТ4

?Qht=3046,32+1227,13+1580,93+1585,74=7440,11 Вт=7,44 кВт

При проведении окончательного гидравлического расчёта определяется циркуляционный расход по формуле (3.1):

(3.1)

Где Qht - теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения, кВт.

t - разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удалённой водоразборной точки, 0С. t=100С

В - коэффициент разрегулировки циркуляции. B=1

Согласно п. 5.6.2 [1] подбор диаметров подающих трубопроводов сетей горячего водоснабжения в режиме водоразбора следует выполнять при расчетном максимальном секундном расходе горячей воды с коэффициентом Кцирк, учитывающим остаточный циркуляционный расход в режиме водоразбора.

Коэффициент Кцирк следует принимать:

1,1 - для водонагревателей и участков подающих трубопроводов сетей горячего водоснабжения до последнего водоразборного узла главной расчетной ветви;1,0 - для остальных участков подающих трубопроводов.

Таблица 3.3 Окончательный гидравлический расчет.

Участок

Длина участка, м

Qht, кВт

Циркуляционный расход, л/с

Диаметр, мм

Скорость движения воды, м/с

Потери напора, м

На 1 м i

Потери напора, м

Кl

Потери напора с учетом коэффициента зарастания, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Расчет кольца

Подающие

52-53

2,2

7,44

0,177

40

0,17

0,002

0,004

0,1

0,005

51-52

19,0

7,37

0,175

40

0,16

0,002

0,038

0,2

0,046

50-51

2,3

6,76

0,161

40

0,15

0,002

0,005

0,1

0,005

49-50

21,1

6,69

0,159

40

0,15

0,0016

0,034

0,2

0,041

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

48-49

53,9

5,14

0,122

40

0,11

0,001

0,054

0,2

0,065

Сумма потерь

0,161

Циркул.

48-54

0,3

5,14

0,122

40

0,11

0,001

0,0003

0,2

0,0004

54-55

75,0

5,14

0,122

40

0,11

0,001

0,0750

0,2

0,090

55-56

2,3

6,76

0,161

40

0,15

0,002

0,005

0,1

0,005

56-57

19,0

7,37

0,175

40

0,16

0,002

0,038

0,2

0,046

57-58

2,2

7,44

0,177

40

0,17

0,002

0,004

0,1

0,005

Сумма потерь

0,146

Невязка, %

9,23

Сумма потерь по кольцу

0,307

Так как разница в процентном соотношений между подающим и циркуляционным трубопроводами и между кольцами составляет не больше 10%,подобор дополнительного сопротивления для обеспечения равновесия сети не требуется.

3.3 Расчёт водонагревателя

Тип водонагревателя принимается скоростной. Часовой расход тепла определяется по формуле (3.3):

Qhrh=1,16*qhrh*(55-to)+Qht (3.3)

где qhrh - максимальный часовой расход горячей воды,qhrh=2,49 м3/ч;

t0 - температура холодной воды, 0С, 50С.

Qhrh=1,16*2,49*(55-5)+7,44=151,86 кВт

Расход греющейводы определяется по формуле (3.4):

Gгв=Qhr/((Tн-Tк)*4,19*103) (3.4)

где Тн, Тк - параметры греющей воды, 0С,(Тн=1250С; Тк=900С);.

Расход нагреваемой воды определяется по формуле (3.5):

(3.5)

где tх, tг - параметры нагреваемой воды,tх=50С; tг=650С.

Предварительно принимается скорость движения водопроводной воды внутри трубок нагревателя Vтр = 1 м/с.

Требуемая площадь живого сечения трубок определяется по формуле (3.6):

(3.6)

где Vтр ? оптимальная скорость движения воды по трубкам, равная 0,8 ? 1,5 м/с.

Принимается скоростной водонагреватель 01 ОСТ34-588-68с параметрами:

fтр = 0,00062 м2;

fмт = 0,00116 м2;

fc = 0,37 м2;

z = 5шт;

dв = 0,05 м.

l = 2 м.

DB = 50 мм.

Действительные скорости воды определяются по формулам (3.7) и (3.8):

а) в трубках:

(3.7)

где Gтр = GH.

б) между трубками:

(3.8)

где Gмт = Gгв.

Коэффициент теплопередачи от сетевой воды, проходящей в межтрубном пространстве к стенкам трубок, определяется по формуле (3.9):

(3.9)

Tср=0,5*(Тнк) (3.10)

Тср=0,5*(125+90)=107,5оС

Коэффициент теплопередачи от внутренней поверхности трубок к нагреваемой воде, проходящей по трубкам, определяется по формуле (3.11):

(3.11)

tcp=0,5*(tг-tх) (3.12)

tср = 0,5(65 + 5) = 35 0С

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле (3.13):

(3.13)

где уст - толщина стенки трубки, м;

лст - коэффициент теплопроводности стенки трубки, Вт/(м*град); для латунных трубок внешним диаметром 0,016м и толщиной стенки 0,001м, уст/ лст=0,0000094 м2*град/Вт

1 и в2? коэффициенты, учитывающие соответственно несовершенство трубного пучка и загрязнение поверхности теплообмена, при этом рекомендуется принимать: в1= 0,92 ? 0,95; в2= 0,80 ?0,85;

Средняя логарифмическая разность температур воды в водонагревателе определяется по формуле (3.14):

(3.14)

Площадь поверхности нагрева водонагревателя определяется по формуле (3.15):

(3.15)

где µ- коэффициент на накипь; µ=0,7.

Число секций водонагревателя определяется по формуле (3.16):

(3.16)

где ?с- площадь поверхности нагрева одной секции.

Принимается 5 секций.

Фактическая площадь нагрева водонагревателя определяется по формуле (3.17):

(3.17)

Сравнивается Fф иF:

8% < 10%, следовательно, условие выполняется, водонагреватель подобран верно.

Потери напора нагреваемой воды в водонагревателе определяется по формуле (3.18):

(3.18)

где m - коэффициент гидравлического сопротивления одной секции;

Vтр - скорость движения воды в трубах, м/с2 ;

n - число секций водонагревателя.

3.4 Подбор устройств для измерения расхода воды

Счетчик на систему подающего трубопровода от ответвлении от ввода холодного водопровода в здание подбирается на максимальный секундный расход qh =1,463 л/с.

Предварительно принимается счетчик d=20 мм по таблице 3 [1]

Cчетчик с предварительно принятым диаметром условного прохода надлежит проверять:

1. на пропуск расчетного максимального секундного расхода; при этом потери давления (напора) в счетчиках холодной воды не должны превышать для крыльчатых счетчиков 0,05 МПа (5 м), а для турбинных 0,025МПа (2,5 м);

2. на возможность измерения расчетных минимальных часовых расходов воды холодной и горячей воды; при этом минимальный расход воды для выбранного счетчика (по паспорту прибора в зависимости от метрологического класса) не должен превышать расчетный минимальный часовой.

Для крыльчатого счетчика с диаметром условного прохода 20 мм минимальный расход воды 0,025 м3/ч, максимальный - 5 м3/ч=1,39 л/с, а поскольку расчетный максимальный секундный расход1,463 л/с, следовательно, условие не выполняется, необходимо увеличить диаметр условного прохода.

Принимается крыльчатый счетчик с диаметром условного прохода d=32мм. Для данного счетчика минимальный расход воды 0,35 м3/ч, а максимальный =10 м3/ч=2,78 л/с, что больше 1,463 л/с, следовательно, условие выполняется.

Подобранный счетчик проверяют на пропуск минимального расчетного расхода и на потери напора.

Расчетный минимальный часовой расход qhr,minh=0,026 м3/ч, что не меньше, чем предел чувствительности счетчика 0,025, следовательно, условие выполняется.

Тогда потери напора в счетчике определяются по формуле (2.1) в соответствии с [1]:

h=1,3*1,4632=2,78 м

2,78 меньше 5 м, следовательно, окончательно принимается счетчик крыльчатый d=32мм типа ВК-32.

Подбор счетчика на циркуляционный трубопровод в тепловом центре(Т4).

qcir=1*7,44/(4,2*10)=0,177 л/с

Принимается диаметр условного прохода счетчика 20 мм

h =2,64*0,177 2=0,08м

Потери напора: 0,08м<5м, следовательно, диаметр счетчика 20 мм подходит.

Расчетный минимальный часовой расход qhr,minh=0,026 м3/ч, что не меньше, чем предел чувствительности счетчика 0,025, следовательно, условие выполняется.

Принимается счетчик крыльчатый диаметром 20 мм, ВСГ-20.

Делись добром ;)