Предварительный гидравлический расчет
Построение температурного графика
В закрытых системах теплоснабжения может применяться центральное качественное регулирование отпуска теплоты по отопительной нагрузке.
Построение температурного графика основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха.
Так как по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, для удовлетворения тепловой нагрузки горячего водоснабжения необходимо, чтобы минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали принималась равной 70 0С, так как температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя горячего водоснабжения должна быть 60 – 65 0С. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 0С. Полученный график температур воды в тепловой сети называется отопительно-бытовым.
Температуры воды, подаваемой в отопительную систему и в обратном трубопроводе. Таблица 2.
|
|
|
|
| -5
| -10
| -15
| -20
| -25
| -30
| -35
| -40
| -43
| | tпод
| 37,7
| 48,7
| 60,3
| 71,6
| 82,6
| 93,4
| 104,1
| 114,6
|
| 135,3
| 145,5
|
| | tобр
| 29,4
| 34,2
| 38,6
| 43,0
| 47,1
| 51,0
| 54,8
| 58,4
| 61,9
| 65,3
| 68,6
|
| Температурный график см. рис.1
|
|
| 4. Построение температурного графика
| Лист
|
|
|
6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ
Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам, приведенным ниже, с последующим суммированием этих расходов [4.п. 5.2.].
Расчетные расходы воды, кг/ч:
а) на отопление
б) на вентиляцию
в) на горячее водоснабжение 
где
tc = 5 0С – температура холодной воды;
t/ = t/2 – 5 0С – температура воды после I-ой ступени подогрева.
максимальный 
Суммарный расчетный расход:
G = Gomax + Gvmax + k3Ghm
где
k3 = 1,2 – коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение.
Расчетный расход в неотопительный период:
где
b = 0,8 – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение.
|
|
| 6. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях.
| Лист
|
|
|
Расчетные расходы, т/ч.
Таблица 3.
| №
| Gomax,т/ч
| Gvmax,т/ч
| Ghm,т/ч
| Ghmax,т/ч
| Gd,т/ч
| Gds,т/ч
| |
| 91,771
| 11,012
| 24,537
| 57,838
| 132,228
| 46,271
| |
| 82,594
| 9,911
| 22,084
| 52,054
| 119,005
| 41,644
| |
| 82,594
| 9,911
| 22,084
| 52,054
| 119,005
| 41,644
| |
| 91,771
| 11,012
| 24,537
| 57,838
| 132,228
| 46,271
| |
| 91,771
| 11,012
| 24,537
| 57,838
| 132,228
| 46,271
| |
| 159,07
| 19,088
| 42,532
| 100,253
| 229,195
| 80,202
| |
| 110,12
| 13,214
| 29,445
| 69,406
| 158,674
| 55,525
| |
| 91,771
| 11,012
| 24,537
| 57,838
| 132,228
| 46,271
| |
| 91,771
| 11,012
| 24,537
| 57,838
| 132,228
| 46,271
| |
| 110,12
| 13,215
| 29,445
| 69,406
| 158,674
| 55,525
| |
| 73,417
| 8,810
| 19,630
| 46,271
| 105,782
| 37,016
| |
| 189,66
| 22,759
| 50,711
| 119,532
| 273,271
| 95,626
| |
| 110,12
| 13,215
| 29,445
| 69,406
| 158,674
| 55,525
| |
| 110,12
| 13,215
| 29,445
| 69,406
| 158,674
| 55,525
| |
| 336,49
| 40,379
| 89,971
| 212,074
| 484,836
| 169,659
| |
| 91,771
| 11,012
| 24,537
| 57,838
| 132,228
| 46,271
| |
| 128,48
| 15,417
| 34,352
| 80,974
| 185,119
| 64,779
| |
| 116,24
| 13,949
| 31,081
| 73,262
| 167,489
| 58,609
| |
| 201,90
| 24,227
| 53,982
| 127,244
| 290,902
| 101,795
| |
| 79,535
| 9,544
| 21,266
| 50,126
| 114,598
| 40,101
| |
| 79,535
| 9,544
| 21,266
| 50,126
| 114,598
| 40,101
| |
|
|
|
|
| 3631,90
| 1270,88
|
|
|
| 6. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях.
| Лист
|
|
|
| 7.гидравлический расчет водяной тепловой сети
В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети, потерь давления на участках. Последние устанавливают методом удельных потерь на трение и приведенных длин [7, с.183], [6, с. 157]. Удельные потери давления на трение должны определяться на основании технико-экономических расчетов. В курсовом проекте, когда располагаемый перепад давления в тепловой сети не задан, удельные потери на трение в магистральных теплопроводах следует принимать в пределах 40 – 100 Па/м, а для ответвлений – 10 - 300 Па/м.
При окончательном расчете, когда известны диаметры теплопроводов и местные сопротивления, падение давление в местных сопротивлениях находят по сумме коэффициентов местных сопротивлений или по суммарной эквивалентной длине местных сопротивлений.
Расчет проводят в следующей последовательности:
- выбирают на трассе тепловых сетей расчетную магистраль, как правило, наиболее протяженную и загруженную, соединяющую источник теплоты с дальним потребителем;
- разбивают тепловую сеть на расчетные участки, определяют расчетные расходы теплоносителя G и определяют по генплану длины участков, задавшись удельными потерями давления на трение, исходя из расхода теплоносителя на участках, по таблицам или номограммам, составляем для труб с коэффициентом эквивалентной шероховатости Кэ = 0,5 мм, находят диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение R и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 3,5 м/с;
- определив диаметры расчетных участков тепловой сети, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещают на трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы;
- по монтажной схеме устанавливают местные сопротивления на расчетных участках и по [8, табл.9.12 – 9.13] или [6, прил. 17] находят эквивалентную длину lэ местных сопротивлений;
|
|
| 7. Гидравлический расчет водяной тепловой сети
| Лист
|
|
|
|
- приведенную длину lпр расчетного участка вычисляют как сумму lпр. = lф. + lэ;
- потери давления на расчетных участках тепловой сети определяются H = R ×lпр.;
- вычисляют суммарные потери давления в подающем теплопроводе расчетной магистрали;
- ответвления и другие магистрали рассчитывают по располагаемому перепаду давления в точке присоединения ответвления и расчетной магистрали.
При этом невязка между потерями давления в ответвлениях и располагаемым давлениям не должна превышать 10%. Когда невозможно уровнять потери давления в рассчитываемых магистралях за счет изменения диаметров трубопроводов, избыточное давление гасится на абонентских вводах диафрагмами.
Гидравлический расчет теплопроводов для летнего периода сводится к определению потерь давления на расчетных участках сети при известных диаметрах теплопроводов по летним расчетным расходам теплоносителя.
Предварительный гидравлический расчет схем №1, №2 сведен в таблицы №4, №5 соответственно.
Исходя из экономической характеристики, выбираем схему № 1 и приводим окончательный расчет таблица №7. Причем для закрытых систем теплоснабжения ввиду одинакового расхода сетевой воды в подающем и обратном теплопроводе гидравлический расчет выполняют только для подающей линии теплосети.
После этого делаем пересчет режимов на летнее время, результаты заносим в таблицу №8.
|
|
| 7. Гидравлический расчет водяной тепловой сети
| Лист
|
|
|
Предварительный гидравлический расчет
Схема 1 Таблица 4.
| №
| L,м
| G,т/ч
| d*S,мм
| R,Па/м
| ω, м/с
| a
| ΔH,м
| ΣΔН,м
| М
| |
|
| 132,23
| 219х6
| 78,6
| 1,16
| 0,3
| 7,41
| 7,41
| 158,78
| |
|
| 299,72
| 325х8
| 47,1
| 1,16
| 0,5
| 2,79
| 10,20
| 128,38
| |
|
| 775,74
| 426х6
| 65,0
| 1,64
|
| 5,85
| 16,05
| 191,70
| |
|
| 1049,01
| 529х6
| 39,4
| 1,47
|
| 3,15
| 19,20
| 211,60
| |
|
| 1207,68
| 529х6
| 50,5
| 1,66
|
| 4,04
| 23,24
| 211,60
| |
|
| 1326,69
| 529х6
| 59,3
| 1,80
|
| 0,89
| 24,13
| 39,68
| |
|
| 2402,15
| 630х7
| 80,7
| 2,34
|
| 4,22
| 28,35
| 299,25
| |
|
| 3631,9
| 820х8
| 47,6
| 2,11
|
| 16,90
| 45,25
|
| |
|
| 114,60
| 219х6
| 57,0
| 0,99
| 0,3
| 2,22
| 2,22
| 65,70
| |
|
| 229,20
| 325х8
| 47,1
| 1,16
| 0,5
| 3,18
| 5,40
| 146,25
| |
|
| 546,54
| 377х9
| 74,6
| 1,60
| 0,8
| 5,37
| 10,77
| 150,80
| |
|
| 811,0
| 426х6
| 75,6
| 1,77
|
| 6,05
| 16,82
| 170,40
| |
|
| 1075,46
| 529х6
| 40,9
| 1,49
|
| 5,52
| 22,34
| 357,08
| |
|
| 105,78
| 219х6
| 47,5
| 0,91
| 0,3
| 5,22
| 5,22
| 185,06
| |
|
| 749,29
| 426х6
| 65,0
| 1,64
|
| 14,37
| 19,59
| 470,73
| |
|
| 978,49
| 478х6
| 58,1
| 1,67
|
| 10,17
| 29,76
| 418,25
| |
|
| 1110,72
| 529х6
| 42,4
| 1,52
|
| 5,09
| 34,85
| 317,40
| |
|
| 1229,73
| 529х6
| 50,5
| 1,66
|
| 4,80
| 39,65
| 251,28
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 4930,19
|
Предварительный гидравлический расчет
Схема 2 Таблица 5.
| №
| L,м
| G,т/ч
| d*S,мм
| R,Па/м
| ω, м/с
| a
| ΔH,м
| ΣΔН,м
| М
| |
|
| 114,60
| 219х6
| 57,0
| 0,99
| 0,3
| 2,11
| 2,11
| 62,42
| |
|
| 387,87
| 325х8
| 79,5
| 1,51
| 0,8
| 3,51
| 5,62
| 79,63
| |
|
| 837,44
| 478х7
| 43,6
| 1,44
|
| 5,23
| 10,85
| 286,8
| |
|
| 1295,83
| 529х6
| 54,8
| 1,73
|
| 12,24
| 23,09
| 590,89
| |
|
| 1401,61
| 630х7
| 27,4
| 1,36
|
| 4,16
| 27,25
| 478,80
| |
|
| 2045,12
| 720х7
| 27,4
| 1,48
|
| 7,67
| 34,92
|
| |
|
| 3631,90
| 820х8
| 45,0
| 2,06
|
| 26,33
| 61,25
| 2398,5
| |
|
| 132,24
| 219х6
| 78,6
| 1,16
| 0,3
| 7,41
| 7,41
| 158,78
| |
|
| 299,73
| 325х8
| 47,1
| 1,16
| 0,5
| 3,32
| 10,73
| 152,75
| |
|
| 264,46
| 273х7
| 96,5
| 1,49
| 0,5
| 3,55
| 3,55
| 66,89
| |
|
| 528,92
| 377х9
| 69,3
| 1,55
| 0,8
| 6,17
| 9,72
| 335,53
| |
|
| 806,60
| 426х6
| 72,0
| 1,72
|
| 4,46
| 14,18
| 132,06
| |
|
| 925,61
| 426х6
| 99,4
| 2,03
|
| 17,00
| 31,18
| 364,23
| |
|
| 1287,04
| 529х6
| 59,3
| 1,80
|
| 1,48
| 32,66
| 66,13
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 6181,41
| 
|
|
| 7. Гидравлический расчет водяной тепловой сети
| Лист
|
|
|
Эквивалентные длины местных сопротивлений Таблица 6.
| №
| d,мм
| задвижка
| П-обр.
| Тройники
| отводы
| переходы
| LЭ
| | проход
| ответвл
|
|
|
| |
|
|
| 187,2
| 12,6
|
|
|
| 2,5
|
| 202,3
| |
|
| 4,2
|
| 20,8
|
| 7,0
|
| 4,2
|
| 172,2
| |
|
|
|
|
|
|
|
| 6,0
|
|
| |
|
| 5,3
|
| 78,8
|
|
|
|
|
| 288,1
| |
|
|
|
| 78,8
|
|
|
|
|
| 278,8
| |
|
|
|
| 39,4
| 39,4
|
|
|
| 7,9
| 86,7
| |
|
|
|
| 49,6
| 66,2
|
|
| 6,6
|
| 371,4
| |
|
| 12,8
|
| 68,6
| 91,5
|
|
|
|
| 1052,9
| |
|
|
| 37,8
| 12,6
|
| 4,2
|
| 2,5
|
| 57,1
| |
|
|
|
| 20,8
|
| 7,0
| 1,4
|
|
| 199,2
| |
|
| 4,3
|
| 50,4
|
|
| 1,7
|
|
| 216,4
| |
|
|
|
|
|
|
|
| 6,0
|
|
| |
|
| 5,3
|
| 39,4
| 39,4
| 13,1
|
|
| 7,9
| 445,1
| |
|
| 3,4
| 201,6
| 12,6
|
| 4,2
|
|
| 4,2
| 226,0
| |
|
| 4,5
|
|
|
|
|
|
|
| 519,5
| |
|
|
|
|
|
| 11,7
| 2,4
|
|
| 469,1
| |
|
| 5,3
|
| 39,4
|
|
|
|
|
| 316,7
| |
|
| 5,3
|
| 39,4
| 39,4
|
|
|
| 7,9
| 285,2
| Окончательный гидравлический расчет Таблица 7.
| №
| L,м
| G,т/ч
| d*S,мм
| R,Па/м
| ω, м/с
| Σlэ
| ΔH,м
| ΣΔН,м
| М
| |
|
| 132,23
| 219х6
| 78,6
| 1,16
| 202,3
| 7,19
| 7,19
| 158,78
| |
|
| 299,72
| 325х8
| 47,1
| 1,16
| 172,2
| 2,67
| 9,86
| 128,38
| |
|
| 775,74
| 426х6
| 65,0
| 1,64
|
| 4,58
| 14,44
| 191,70
| |
|
| 1049,01
| 529х6
| 39,4
| 1,47
| 288,1
| 2,71
| 17,15
| 211,60
| |
|
| 1207,68
| 529х6
| 50,5
| 1,66
| 278,8
| 3,43
| 20,58
| 211,60
| |
|
| 1326,69
| 529х6
| 59,3
| 1,80
| 86,7
| 0,96
| 21,54
| 39,68
| |
|
| 2402,15
| 630х7
| 80,7
| 2,34
| 371,4
| 6,83
| 28,10
| 299,25
| |
|
| 3631,9
| 820х8
| 47,6
| 2,11
| 1052,9
| 8,47
| 36,57
| 1066,0
| |
|
| 114,60
| 219х6
| 57,0
| 0,99
| 57,1
| 1,94
| 1,94
| 65,70
| |
|
| 229,20
| 325х8
| 47,1
| 1,16
| 199,2
| 3,06
| 5,0
| 146,25
| |
|
| 546,54
| 377х9
| 74,6
| 1,60
| 216,4
| 4,60
| 9,60
| 150,80
| |
|
| 811,0
| 426х6
| 75,6
| 1,77
|
| 4,59
| 14,19
| 170,40
| |
|
| 1075,46
| 529х6
| 40,9
| 1,49
| 445,1
| 4,58
| 18,77
| 357,08
| |
|
| 105,78
| 219х6
| 47,5
| 0,91
| 226,0
| 5,07
| 5,07
| 185,06
| |
|
| 749,29
| 426х6
| 65,0
| 1,64
| 519,5
| 10,56
| 15,63
| 470,73
| |
|
| 978,49
| 478х6
| 58,1
| 1,67
| 469,1
| 7,81
| 23,44
| 418,25
| |
|
| 1110,72
| 529х6
| 42,4
| 1,52
| 316,7
| 3,89
| 27,33
| 317,40
| |
|
| 1229,73
| 529х6
| 50,5
| 1,66
| 285,2
| 3,84
| 31,77
| 251,28
|
Пересчет режимов Таблица 8.
Начало окончание
| №
| Зимний режим
| Летний режим
|
| №
| Зимний режим
| Летний режим
| | Gз,т/ч
| ΔНз,м
| Gл,т/ч
| ΔНл,м
| Gз,т/ч
| ΔНз,м
| Gл,т/ч
| ΔНл,м
| |
| 132,23
| 7,19
| 46,27
| 0,88
|
| 229,20
| 3,06
| 80,20
| 0,37
| |
| 299,72
| 2,67
| 104,88
| 0,33
|
| 546,54
| 4,60
| 191,24
| 0,56
| |
| 775,74
| 4,58
| 271,46
| 0,56
|
| 811,0
| 4,59
| 283,78
| 0,56
| |
| 1049,01
| 2,71
| 367,09
| 0,33
|
| 1075,46
| 4,58
| 376,32
| 0,56
| |
| 1207,68
| 3,43
| 422,61
| 0,42
|
| 105,78
| 5,07
| 37,02
| 0,62
| |
| 1326,69
| 0,96
| 464,25
| 0,12
|
| 749,29
| 10,56
| 262,2
| 1,29
| |
| 2402,15
| 28,1
| 840,57
| 1,50
|
| 978,49
| 7,81
| 342,4
| 0,96
| |
| 3631,9
| 15,03
| 1270,88
| 1,84
|
| 1110,72
| 3,89
| 388,67
| 0,48
| |
| 114,60
| 1,94
| 40,10
| 0,24
|
| 1229,73
| 3,84
| 430,31
| 0,47
|
|
|
| 7. Гидравлический расчет водяной тепловой сети
| Лист
|
|
|
8.построение пьезометрического графика
После выполнения гидравлического расчета водяных тепловых сетей приступают к построению графика давлений для расчетной магистрали и характерных ответвлений. Пьезометрический график позволяет определить напор и располагаемый напор в любой точке сети; учесть взаимное влияние рельефа местности, высоты присоединения потребителей и потери напора в сети при разработке гидравлического режима; подобрать сетевые и подпиточные насосы.
Пьезометрический график строится для статического и динамического режимов системы теплоснабжения. При построении за начало координат принимают отметку оси сетевых насосов. По оси ординат откладывают значения напоров в подающей и обратной магистралях тепловой сети, отметки рельефа местности, высоты присоединенных потребителей; по оси абсцисс строят профиль местности и откладывают длину расчетных участков теплопровода.
После построения профиля местности и нанесения высот присоединенных потребителей начинают разработку графиков напоров при гидростатическом режиме, когда циркуляция теплоносителя в сети отсутствует, и напора в сети поддерживается подпиточными насосами. При таком режиме график представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс, проходящую выше самого высокого абонента на 3 – 5 м.
После построения линии статического напора приступают к разработке графиков напоров при гидродинамическом режиме, когда циркуляция теплоносителя в сети осуществляется насосами. При разработке динамического режима необходимо соблюдать требования к давлению в водяных тепловых сетях:
1) напор в обратном трубопроводе сети должен быть меньше максимально допустимого Нобр < 
- для чугунных радиаторов – 60 м;
|
|
| 8. Построение пьезометрического графика.
| Лист
|
|
|
- для систем присоединенных независимо – 100 м.
2) напор в обратном трубопроводе сети должен быть больше минимально допустимого Нобр >  . Принимают равным 5 м.
3) напор в подающем трубопроводе должен быть меньше максимально допустимого Нпод <  (определяется по условию прочности стальных трубопроводов и арматуры), для стальной трубы – 160 м.
4) напор в подающем трубопроводе должен быть больше минимально допустимого Нпод >  (определяется из условия невскипания), определяют в зависимости от расчетной температуры воды.
Пьезометрические графики строят для летнего и зимнего режимов. Потери напора в теплопроводах в летний период определяют по формуле:
 , Па
Выбор схем присоединения систем отопления к тепловой сети производят исходя из графика. При зависимых схемах систем отопления с элеваторным смешением необходимо, чтобы пьезометрический напор в обратной магистрали при динамическом и статическом режимах не превышая 60 м, а располагаемый на вводе в здание менее 15 м, в качестве смесительного устройства используют центробежный насос, установленный на перемычке.
Для систем отопления, у которых напор в обратной магистрали ввода тепловой сети при динамическом режиме превышает допустимое значение, требуется установка насоса на обратной линии ввода. При присоединении систем отопления по независимой схеме напор в обратной магистрали ввода теплосети в любом режиме не должен превышать 100 м из условия прочности водонагревателей. Обоснование выбора схем присоединения различных потребителей к теплосетям приводится в [7, стр.215], [6, стр.179]
Пьезометрический график представлен на рис. 5 для зимнего периода, рис. 6 для летнего периода.
|
|
| 8. Построение пьезометрического графика.
| Лист
|
|
|
|
11. Список литературы
1. СНиП II-34-76. Горячее водоснабжение – М.: Стройиздат, 1976.
2. СНиП II-60-75. Планировка и застройка городов, поселков. – М.: Стройиздат, 1976. – 80 с.
3. СНиП 23.01-99. Строительная климатология– М.: Стройиздат, 1999.
4. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети – М.: Стройиздат, 1994. – 56 с.
5. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Р.В. Щекин, С.М. Кереневский и др. – Киев.: Будевельник, 1976. – 475 с.
6.. Теплоснабжение: учебное пособие для вузов. В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков и др. – М.: Высшая школа, 1980 – 408 с.
7. Теплоснабжение: учеб. для вузов. А.А. Ионин. – М.: Стройиздат, 1982. – 336 с.
8. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. А.А. Николаева. – М.: Стройиздат, 1965. – 359 с.
9. Журавлев Б.А. Справочник мастера-сантехника – 5-е изд. М.: Стройиздат, 1989. – 423 с.
10. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана диаметр Ду 50-600мм. Конструкция и детали 313.ТС-007-000.
Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана диаметр Ду 700-1000мм. Конструкция и детали 313.ТС-012-000.
11. СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопровода.
12. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы.
13. ГОСТ 21.605-82*. Сети тепловые.
|
|
| 11. Список литературы
|
|
|
|