Гидравлический расчет трубопроводов.

Нагревательные приборы (чугунные радиаторы МС-140-108) подключены к стоякам с обводным участком. Расчетная схема приведена на рисунке 2.1.

 

Рис 2.1.

 

 

Нормативный перепад температуры воды на стояках [5]

 

 

Расчет стояка начинаем с последнего стояка /участок 1/. Номер участка на схеме заключается в кружок d=10мм. По тепловой нагрузке стояка, равной суммарной теплопотере отапливаемых от него помещений Q1=8,42 кВт по таблице 10 приложения 9 [5] принимаем диаметр стояка d1= 15 мм. Конструируем трубопроводную обвязку радиаторных узлов: задаемся диаметром обводного участка и подводок равными диаметру стояка, то есть

По таблице 11 приложения 9 [5] имеем

 

Определяем эквивалентный К.М.С., , прямых участков труб /без этажестояков/ стояка 1

 

,

где l 1 - расчетная длина участка без этажестояков.

l 1=38,1-25,2=12,9 м.

 

Выявляем местные сопротивления на стояке. По таблице 12 приложения 9 [5], определяем их К.М.С.:

-воздухосборник проточный

-2 крана пробочных диаметром 15 мм

-3 отвода диаметром 15 мм

Итого:10,9

На горизонтальных участках стояка/ на подающей и на обратной магистралях/ имеется два тройника на проходе воды. Гидравлические характеристики тройников:

-расход воды на проход [5]

 

,

где c=4,19 кДж/(кг*К) – теплоемкость воды;

3,6 кДж/(Вт*ч) – коэффициент перевода единиц;

- общий расход воды [5]

,

Где Q2- тепловая нагрузка стояка 2/Ст.2/.

Соотношение расходов [5]

По таблице 13 приложения 9 [5] имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Итого:3,5

Суммарный К.М.С. участка1 /без этажестояков/

Приведенный К.М.С. участка 1 [5]

Характеристика сопротивления участка/без этажестояков/ [5]

Определяем характеристику сопротивления этажестояка.

Расчетный участок 1 включает в себя 9 этажестояков, приборные узлы которых имеют следующие характеристики:

1) тип нагревательного прибора – чугунный радиатор МС-140-108;

2) схема радиаторного узла – со смещенным обводным участком и краном на подводке;

3) диаметры трубопроводной обвязки:

По таблице 14 приложения 9 [5] характеристика сопротивления одного этажестояка

Общая характеристика сопротивления участка 1[5]:

Вычисляем расход воды на участке. Задаемся перепадом температур на стояке в пределах 30 - 40 .В результате предварительных расчетов стояков Ст.1 и Ст.2 выявлено, что наиболее приемлемый вариант обеспечивается при

Потеря давления на стояке Ст.1/участок 1/ [5]:

Переходим к стояку 2/участок 2/. Перепад давления на стояке известен . Тепловая нагрузка стояка Q2=8,04 кВт. По таблице 10 приложения 9 [5] принимаем диаметр стояка d2= 15 мм. Конструируем радиаторные узлы: принимаем диаметры подводок и обводного участка равным диаметру стояка

По таблице 14 приложения 9 [5] находим характеристику сопротивления стояка:

- узел присоединения к подающей магистрали

- узел присоединения к обратной магистрали

- девять этажестояков

Итого:

Расход воды по стояку 2:

Определяем перепад температур на стояке 2:

 

Полученный перепад укладывается в допустимые пределы/ /

 

Переходим к расчету магистральных трубопроводов/ участки 3 и 3’/

Расход воды на участках известен

По таблице 9 приложения 9 [5] принимаем диаметр магистралей d3= d3‘=20мм

Расчетный расход 440 кг/ч находится внутри допустимого интервала / и /

По таблице 11 приложения 9 [5] имеем

 

 

1/м

На участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход

-общий расход воды

Соотношение расходов

 

По таблице 13 приложения 9 [5] имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Характеристика сопротивления участка 3

 

Потеря давления на участке 3;

Потеря давления на участке 3;

Переходим к стояку Ст.3/участок4/Перепад давлений на стояке известен

Тепловая нагрузка стояка Q4=7,23 кВт

Принимаем диаметр стояка и обвязки приборных узлов

По таблице 14 приложения 9 [5] находим характеристику сопротивления стояка:

- узел присоединения к подающей магистрали

- узел присоединения к обратной магистрали

- девять этажестояков

Итого:

Расход воды по стояку:

Перепад температур на стояке

Полученный перепад выходит за допустимые пределы/30-40 /. Необходимо

уменьшить перепад, а, следовательно, увеличить расход воды на стояке.

Рассчитываем магистральные участки 5(5’).

Расход воды на участках

По таблице 9 приложения 9 [5] принимаем диаметр магистралей d5= d5‘=20мм, то есть оставляем равными диаметру предыдущих участков магистралей.

По таблице 11 приложения 9 [5] имеем

 

 

1/м

На участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход

-общий расход воды

Отношение расходов

По таблице 13 приложения 9 [5] имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Характеристика сопротивления участка 5

 

Потеря давления на участке 5;

Потеря давления на участке 5;

Переходим к стояку Ст.4/участок6/ Перепад давлений на стояке известен

Тепловая нагрузка стояка Q6=7,15 кВт

Принимаем диаметр стояка и обвязки приборных узлов

По таблице 14 приложения 9 [5] находим характеристику сопротивления стояка:

- узел присоединения к подающей магистрали

- узел присоединения к обратной магистрали

- девять этажестояков

Итого:

Расход воды по стояку:

Перепад температур на стояке

Полученный перепад выходит за допустимые пределы/30-40 /.

Рассчитываем магистральные участки 7(7’).

Расход воды на участках

По таблице 9 приложения 9 [5] принимаем диаметр магистралей d7= d7‘=25мм. Расчетный расход 965 кг/ч находится внутри допустимого интервала / и /

По таблице 11 приложения 9 [5] имеем

 

 

1/м

На участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход

-общий расход воды

Отношение расходов

По таблице 13 приложения 9 [5] имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Характеристика сопротивления участка 7

 

Потеря давления на участке 5;

Потеря давления на участке 5;

Переходим к стояку Ст.5/участок8/ Перепад давлений на стояке известен

Тепловая нагрузка стояка Q8=8,3 кВт

Принимаем диаметр стояка и обвязки приборных узлов

По таблице 14 приложения 9 [5] находим характеристику сопротивления стояка:

- узел присоединения к подающей магистрали

- узел присоединения к обратной магистрали

- девять этажестояков

Итого:

Расход воды по стояку:

Перепад температур на стояке

Полученный перепад выходит за допустимые пределы/30-40 /.

Рассчитываем магистральные участки 9(9’).

Расход воды на участках

 

 

По таблице 9 приложения 9 [5] принимаем диаметр магистралей d9= d9‘=25мм, то есть оставляем равными диаметру предыдущих участков магистралей.

По таблице 11 приложения 9 [5] имеем

 

 

1/м

На участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход

-общий расход воды

Отношение расходов

По таблице 13 приложения 9 [5] имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Характеристика сопротивления участка 9

 

Потеря давления на участке 9;

Потеря давления на участке 9;

Расход воды на участках 10(10’)

 

По таблице 9 приложения 9 [5] принимаем d6= d6‘=40 мм.

По таблице 11 приложения 9 [5]

1/м

 

На участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.

Гидравлические характеристики тройников:

- расход воды на проход

-общий расход воды

Отношение расходов

По таблице 13 приложения 9 [5] имеем:

- для тройника на подающей магистрали

- для тройника на обратной магистрали

Характеристика сопротивления участка 10

 

Потеря давления на участке 5;

Потеря давления на участке 5;

Расход воды на участках 11(11’)

 

По таблице 9 приложения 9 [5] принимаем d6= d6‘=40 мм.

По таблице 11 приложения 9 [5]

1/м

 

Характеристика сопротивления участков

 

Потери давления на участках;

 

 

Результаты гидравлического расчета системы приведены в таблице 2.2

 

Таблица 2.2

Сводная таблица результатов гидравлического расчета однотрубной системы водяного отопления

 

№ участка	Тепловая нагрузка Q,Вт	Длина участка l, м	Диаметр участка d, мм	Характеристика сопротивления участка Sx104 Па/(кг/ч)2	Расход воды G, кг/ч	Перепад температур на стояке	Потеря давления на участке Р, Па
1(Ст.1) 2(Ст.2) 3’ 4(Ст.3) 5’ 6(Ст.4) 7’ 8(Ст.5) 9’ 10’ 11’		38,1 28,7 3,4 3,4 28,7 1,4 1,4 28,7 4,7 4,7 28,7 1,1 1,1 3,1 4,9		19,4 22,3 8,2 9,18 7,5 7,8 2,7 3,78 0,7 1,5 4.3		- - - - - - - - - - - -

Общие потери давления в системе отопления

Расчетный расход воды в системе отопления

Для определения требуемого давления, развиваемого насосом/элеватором/, необходимо из расчетных потерь давлений в системе отопления вычесть естественное циркуляционное давление, то есть

(2.2)

Естественное циркуляционное давление в однотрубных системах с верхней разводкой можно определить по приближенной формуле:

, (2.3)

Где q- ускорение силы тяжести, м/с2;

hэс- высота этажестояка, м;

n-количество этажей в здании;

pг и pо – плотность воды в горячей и обратной магистралях системы отопления, кг/м3

Применительно к условиям данного процесса

С учетом этого, результаты гидравлического расчета будут иметь вид