Гидравлический расчет системы отопления
В здании принята двухтрубная система отопления с параметрами теплоносителя tг =95°С, tо=70°С.
Гидравлический расчет сети заключается в подборе диаметров от-дельных участков трубопроводов таким образом, чтобы по ним прохо-дило расчетное количество теплоносителя. Правильный выбор диа-метров труб обеспечивает надежную работу системы отопления и обуславливает экономию металла.
К гидравлическому расчету приступают после составления аксоно-метрической схемы системы отопления. Расчет начинают с главного циркуляционного кольца. С главным циркуляционным кольцом производится увязка остальных циркуляционных колец системы. В данной работе требуется увязка двух циркуляционных колец одной ветви - кольца, проходящего через нижний прибор дальнего стояка и кольца, проходящего через нижний прибор ближнего к узлу ввода сто-яка. Циркуляционное кольцо разбивается на участки с постоянным диаметром трубопровода и расходом теплоносителя. Участки нумеру-ются с указанием на них тепловых нагрузок и длин.
Формула для определения расчетного циркуляционного давления
?Pр=Pн+Б(?Pепр +ДРетр ), Па (25)
где ДРн - давление, создаваемое насосом или смесительной установкой, Па;
ДРепр - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, Па;
ДРетр - естественное циркуляционное давление, возникающее за счет охлаждения воды в трубах, Па;
Б=0,4 для двухтрубных систем отопления.
Естественное циркуляционное давление определим по формуле:
ДРепр=, (26)
где в - среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1°С (табл. 10.4)[8];
g - ускорение свободного падения;
h1 - вертикальное расстояние между условными центрами нагрева воды в тепловом пункте и охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже здания, м.
ДРепр=0.64*9.8*0.5*(95-70)=78.4 Па
Длина циркуляционного кольца, проходящего через стояк 1: ?l=61.8 м.
Тогда по формуле:
, Па/м (27)
Rcp=0.65*78.4 /61.8 =0.8 Па/м < 4 Па/м.
Следовательно, величина естественного давления недостаточна для преодоления сил трения и местных сопротивлений. Поэтому необходимо установить насос и данная система будет с искусственной циркуляцией.
Насосное циркуляционное давление в среднем составляет ДРн=10 кПа.
Определим расчетное циркуляционное давление по формуле (25):
ДPр=10000+0.4*78.4 =10031 Па
Определяем среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давления по формуле (27):
Rcp=0.65*10031/61.8=105.5 Па/м.
Расход воды на участке определяется по формуле:
Gуч=3.6*Qуч*в1*в2/с(tг - tо), кг/ч (28)
где в1,в2 - поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещении (стр.157 [9]);
с - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4.187 кДж/(кг°С)
По табл. прил. 2,стр. 212 [7] по расходу воды на участках выбираем диаметр труб dуч, находим скорость движения воды V и действительные значения удельной линейной потери давления R. Затем вычисляем линейные потери давления на участках.
Суммы коэффициентов местных сопротивлений на участках магистралей и стояка находятся по табл. II.10, II.11, II.12 [7]
|
Таблица 4 |
|||||||
|
Коэффициенты местных сопротивлений |
|||||||
|
Участок 1 |
выход из прибора |
о= |
0,3 |
||||
|
тройник поворотный |
о= |
3 |
|||||
|
|
?о= |
3,3 |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
Участок 2 |
вентиль d=25 |
о= |
9 |
||||
|
кран пробковый d=25 |
о= |
1 |
|||||
|
отвод d=25 |
о= |
0,5 |
|||||
|
тройник проходной |
о= |
1 |
|||||
|
|
?о= |
11,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 3 |
тройник проходной |
о= |
1 |
||||
|
|
?о= |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 4 |
отвод d=25 |
о= |
0,5 |
||||
|
отвод d=25 |
о= |
0,5 |
|||||
|
тройник проходной |
о= |
1 |
|||||
|
|
?о= |
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 5 |
отвод d=32 |
о= |
0,5 |
||||
|
отвод d=32 |
о= |
0,5 |
|||||
|
отвод d=32 |
о= |
0,5 |
|||||
|
тройник проходной |
о= |
1 |
|||||
|
|
?о= |
2,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 6 |
тройник проходной |
о= |
1 |
||||
|
|
?о= |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 7 |
тройник поворотный |
о= |
1,5 |
||||
|
|
?о= |
1,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 8 |
вентиль d=40 |
о= |
8 |
||||
|
|
?о= |
8 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 9 |
вентиль d=40 |
о= |
8 |
||||
|
|
?о= |
8 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 10 |
тройник поворотный |
о= |
1,5 |
||||
|
|
?о= |
1,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 11 |
тройник проходной |
о= |
1 |
||||
|
|
?о= |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 12 |
отвод d=32 |
о= |
0,5 |
||||
|
отвод d=32 |
о= |
0,5 |
|||||
|
отвод d=32 |
о= |
0,5 |
|||||
|
тройник проходной |
о= |
1 |
|||||
|
|
?о= |
2,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 13 |
отвод d=25 |
о= |
0,5 |
||||
|
отвод d=25 |
о= |
0,5 |
|||||
|
тройник проходной |
о= |
1 |
|||||
|
|
?о= |
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 14 |
тройник проходной |
о= |
1 |
||||
|
|
?о= |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 15 |
вентиль d=25 |
о= |
9 |
||||
|
кран пробковый d=25 |
о= |
1 |
|||||
|
отвод d=25 |
о= |
0,5 |
|||||
|
тройник проходной |
о= |
1 |
|||||
|
|
?о= |
11,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Участок 16 |
тройник поворотный |
о= |
1,5 |
||||
|
кран двойной регулировки |
о= |
4 |
|||||
|
вход в прибор |
о= |
0,3 |
|||||
|
|
?о= |
5,8 |
По скорости и по сумме коэффициентов местных сопротивлений по табл. II.3, стр. 235 [7] находим потери давления на местные сопротивления
Суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца ?(R*l+Z) сравнивают с величиной расчетного располагаемого давления в системе отопления ДPр. Расхождение между ними при тупиковом движении теплоносителя не должно превышать 15%. Невязка между сопротивлениями ГЦК и «малого» циркуляционного кольца допустима не более 25%.
Невязка давлений у сравнимых ответвлений больше допустимых значений. Избыточное давление в стояке гасится постановкой дроссельной шайбы:
для стояка 1
, мм (29)
где Gст - расход теплоносителя в стояке, кг/ч;
ДР - необходимая для увязки разность давлений, равная (0,85Рр-Рст), Па;
Рст - расчетное давление в стояке, Па.
dш=3.57*(312.4 0.5)/(0,85*10031-7038,9) 0.25? 10 мм.
для стояка 6
dш=3.57*(1661 0.5)/(0,85*5227-779,4) 0.25? 20 мм.
Данные полученные при гидравлическом расчете записываем в табл.5