Гидравлический расчет циркуляционного кольца системы отопления.
Самым невыгодным циркуляционным кольцом для тупиковых систем является кольцо через наиболее удалённый стояк. Это кольцо является основным (расчётным) и его рассчитываем в первую очередь. Расчётным участком расчетного циркуляционного кольца считаем часть трубопровода магистрали и ответвлений с постоянным расходом и скоростью теплоносителя. Порядковые номера расчетных участков проставлены по ходу теплоносителя от теплового пункта до конечного нагревательного прибора и обратно. Найдем расчетное циркуляционное давление в кольце ∆Pрц, Н/м2(Па): Для систем отопления с насосной циркуляцией присоединяемых через элеватор: где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; h – расстояние по вертикале от центра подогревателя, расположенного в подвале, до центра нагревательного прибора нижнего яруса, присоединенного к стояку, через который проходит расчетное циркуляционное кольцо, м; ρ0 – плотность обратной воды (при t0 = 700С; ρ0 = 977,8 кг/м3); ρг – плотность горячей воды (при t0 = 950С; ρг = 961,9 кг/м3); - давление создаваемое насосом для систем произвольной протяженности - давление создаваемое элеватором Найдем циркуляционное давление в кольце: ∆Pрц = 1,6·104+0,5·(1,3·2·3,6·(950С-700С) = 16117 Па Тепловую нагрузку каждого расчётного участка Qуч определяем как требуемый тепловой поток теплоносителя Gучcw(tг–tо), обеспечивающий теплоотдачу всех присоединенных к нему отопительных приборов. Если расчет вести от ввода горячей воды в систему (участок 1), то тепловая нагрузка каждого последующего участка меньше тепловой нагрузки предшествующего на величину отведенного теплового потока. Результаты гидравлического расчета участков циркуляционного кольца сведены в таблицу (табл.4.). Графы 1, 2 и 4 заполняем по данным расчетной схемы отопления. В графе 3 указан расход теплоносителя для каждого участка, кг/ч, Gуч = Qуч 3600 / cw (tг – tо),
где cw ≈ 4190 Дж /(кг0С) – средняя теплоемкость воды в интервале температур tо - tг. Для заполнения граф 5, 6 и 7 необходимо предварительно определить среднюю для кольца удельную потерю давления на трение, Па/м
Rср = β ∆Pрц / Σl, Σl = 97,43 где β – коэффициент, учитывающий долю потери давления преодоление сопротивления трения от расчетного циркуляционного давления в кольце: β = 0,65 – для систем с элеватором.
Rср = (0,65 16117) / 97,43 = 107,5 Па/м.
Фактическая удельная потеря давления на трение Rуч (графа 7) должна быть близка к Rср. Гидравлический расчет одного расчетного кольца состоит в подборе диаметра каждого участка, входящего в это кольцо (исходя из значения Rср), определении фактических потерь давления на каждом участке и суммарных потерь давления в кольце. При этом учитываем следующее. Потери давления на участке трубопровода ∆P = ∆Pтр +∆Pм =Rl + ∆Pм, где ∆Pтр – потери давления на трение, Па; ∆Pм – потери давления в местных сопротивлениях, Па; R = ∆P/l – удельная линейная потеря давления на трение, Па/м. Согласно формуле (*) в [1] стр.31. R = λтр(l/d)(ρw2/2), где λтр – коэффициент гидравлического трения; d – Гидравлический диаметр канала (трубы), м; ρ – плотность воды, кг/м3; w – средняя (по расходу) скорость воды, м/с.
Учитывая, что w = G / ρf = 4G/πd2ρ (для труб f = πd2/4), получим R = 0,812λтрG2/ρd5. Аналитический метод определения величины R является весьма трудоемким, требует сложных расчетов. Поэтому используем приведенную на рис.3 [1] стр.38. номограмму.
Выполним расчет: 1. По величинам Rср и Gуч определяем диаметр трубы участка dуч, округляя его до ближайшего значения изготавливаемых труб (по ГОСТу). Так как в номограмме используются значения в единицах технической системы измерений, то переведем наше значение Rср, согласно: 1 кгс = 9,81 Н, то 1 кгс/м2 = 9,81 Н/м (Па);
2. Rср = 107,5 / 9,81= 11 кгс/м2. По выбранному диаметру dуч и расходу Gуч, пользуясь номограммой, находят фактическую скорость движения воды на участке wуч, м/с и фактическую удельную потерю давления на участке Rуч, Па/м. для определения wуч можно также воспользоваться формулой:
wуч = Gуч 4/ρwπd2уч 3600.
4. Потери давления на трение, Па ∆Pтр = Rуч lуч. Результат сведен в таблицу 4.
2. Потери давления в местных сопротивлениях ∆Pм = Zуч, Па для каждого участка определяют по формуле
Zуч = ∑ξуч (ρww2уч)/2,
где ∑ξуч – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке. Значения ξ для различных видов местных сопротивлений в системах отопления (вентили, тройники, крестовины, скобы, внезапные расширения и сужения и др.) приведены в [2, прил.10]. Если местное сопротивление расположено на стыке двух смежных участков, его относят к участку с меньшим расходом теплоносителя. ξ - коэффициенты местных сопротивлений на участках.
4. Общие потери давления на участке, Па (Rl + Z)уч, Результаты расчетов представлены в таблице 4.
5. Сравнивают общие потери давления в кольце Σ(Rl + Z)уч с расчетным циркуляционным давлением в этом кольце ∆Pрц. Должно выполняться условие Σ(Rl + Z)уч ≤ ∆Pрц.
Сравним общие потери давления: 6692,86 ≤ 6834,5
Первоначальный запас: (6834,5 – 6692,86) / 6834,5 = 2,1% На не учтенные местные сопротивления и неточности в монтаже системы можно оставлять некоторый запас, но не более 10%. Если этот запас окажется большим или общие потери давления в кольце превысят циркуляционное давление, то следует произвести перерасчет циркуляционного кольца, изменив соответственно диаметры некоторых участков. В нашем случае он составляет 2,1%, что удовлетворяет условиям. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|