5.Гідравлічний розрахунок системи опалення

Для виконання гідравлічного розрахунку системи креслимо на окремому аркуші аксонометричну схему системи опалення. Над кожним опалювальним приладом проставляємо його розрахункову теплову потужність у Вт. Проставляємо теплову потужність кожного стояка, яка дорівнює сумі теплових потужностей усіх опалювальних приладів, приєднаних до цього стояка. Над виносною полкою пишемо номер стояка, під полкою – теплову потужність. Розраховуємо теплову потужність кожної гілки системи опалення.Визначаємо гілку з найбільшою тепловою потужністю.

Вибираємо основний циркуляційний контур. Він проходить від ІТП (по напрямку течії води) по розподільчій магістралі тієї гілки, яка має найбільшу теплову потужність, до самого віддаленого стояка через опалювальний прилад першого поверху і по збірній магістралі до ІТП.

Основний циркуляційний контур ділемо на дільниці і нумеруємо кожну з них.

Гідравлічний розрахунок основного циркуляційного контуру

Розрахунковий циркуляційний тиск для створення циркуляції води в двотрубній системі опалення розраховують за формулою:

∆ Р_р = ∆Р_н + 0,4∆ Р_гр.пр. , Па, (22)

де ∆Р_н – розрахунковий насосний тиск, Па

∆ Р_гр.пр. – розрахунковий гравітаційний тиск, який виникає внаслідок охолодження води в опалювальних приладах, Па розраховують за формулою:

∆ Р_гр.пр = q( ρ₀ – ρ_г ) h ≈ βqh (t_г – t₀), Па , (23)

де q = 9,81 м/с – прискорення вільного падіння;

ρ₀ - розрахункова густина води на виході з системи опалення при 70 º С;

ρ_г - те саме на вході в систему 90 º С;

β – середнє прирощення густини води при зниженні її температури на 1 º С ; β = 0,64 кг/м³· º С [7, табл.10.4];

h- різниця відміток між умовними центрами охолодження води в опалювальному приладі нижнього поверху і нагрівання води в системі опалення,м.

Розраховують витрату води на кожній дільниці

, кг/год., (24)

Де b₁- поправочний коефіцієнт ; враховує збільшення теплової потужності опалювального приладу за рахунок округлення на більшу величину при розрахунку його теплової потужності ; для радіаторів типу МС-140 b₂ = 1,06 [1]

b₂ - поправочний коефіцієнт враховує додаткову тепловіддачу опалювальних приладів, установлених біля зовнішніх стін при відсутності теплозахисних екранів на стінах; у курсовому проекті необхідно передбачити установку теплозахисних екранів, тому b₂ =1,0 Q_q – теплова потужність дільниці, Вт.

Розраховують середнє значення питомих лінійних втрат тиску на тертя в основному циркуляційному контурі

, Па/м , (25)

де 0,65 – орієнтовна частка втрат тиску на тертя в основному циркуляційному контурі від розрахункових втрат ∆Р_р ; орієнтовна частка втрат тиску в місцевих опорах складає: 1 - 0,65 =0,35.

Для основного циркуляційного контуру R_сер має найменьше значення, порівнюючи зі значеннями для другорядних циркуляційних контурів.

Орієнтуючись на R_сер в залежності від витрати води на дільниці Q_q , в межах (ω_мах ) максимальної допустимої швидкості води в трубах 1 м/с, по таблиці Д1, приведеній в додатку, знаходять питомі втрати на тертя на дільницях R_q , діаметр труб на дільниці d₉ і швидкість води на дільниці ω_q .

З метою забезпечення теплової і гідравлічної стійкості системи опалення, рекомендовано швидкість води на дільницях поступово зменшувати зі зменшенням витрати води на подавальних дільницях і поступово збільшувати зі збільшенням витрати води на зворотних дільницях, але без різких стрибків.

Розраховують втрати тиску на тертя на дільниці : R_q l_q .

Знаходять суму коефіцієнтів місцевих опорів на дільниці ∑ζ_q і розраховують втрати тиску в місцевих опорах дільниці

, Па , (26)

де ρ – густина води, при середній температурі води 60 º С

ρ = 983,2 кг/м³.

Величина к.м.о. наведена в таблицях Д.2 і Д.3

Втрати тиску в місцевих опорах допустимо розраховувати по таблиці Д.4.

К.м.о. на межі двох дільниць (трійники, хрестовини) відносять до дільниці з меншою тепловою потужністю (меншою витратою води).

Розраховують загальні втрати тиску на кожній дільниці

∆Р_q =R_ql_q + Z_q, Па (27)

Загальні розрахункові втрати тиску в основному циркуляційному контурі дорівнюють сумі втрати тиску на усіх дільницях:

∆Р_о.ц.к. =∑ (R_q l q+ Zq ), Па (28)

Зміною діаметрів труб на окремих дільницях необхідно досягти запасу тиску в основному циркуляційному контурі у межах 5…10%. Запас тиску розраховують за формулою

(29)

У розрахунково-пояснювальній записці до курсовго проекту необхідно розрахунок втрат тиску на двох дільницях розписати детально, а розрахунок усіх інших дільниць представити в таблиці. Значення к.м.о. необхідно детально написати для кожної дільниці(див. приклад розрахунку, n).

Запас 5…10% розхрахункового тиску необхідний тому, що під час експлуатації гідравлічний опір системи зростає у зв’язку з корозією внутрішньої поверхні труб і збільшення її жорскості. Отримані при розрахунку діаметри труб необхідно

написати на аксонометрічній схемі системи опалення.

Розглянемо на прикладі першої ділянки

Вибираємо основний циркуляційний контур. Він проходе: елеватор Г.С.-Ст.1- опалювальний прилад першого поверху – елеватор. Довжина основного циркуляційного контуру – 117,96 м .

Розрахунковий циркуляційний тиск за формулами (22) і (23):

∆Р_р= 100· 117,96 +0,4∙ 138,12 = 11851,25 Па.

Середні питомі лінійні втрати тиску на тертя в трубах за формулою (25)

Па/м

Гідравлічний розрахунок дільниці 1.

Витрата води за формулою (24)

кг/год.

Для витрати води 4423,32 кг/год, орієнтуючись на R_сер = 65,3 Па/м і рекомендовану швидкість води в трубах до 1,0 м/с по табл. Д.1 (див. Методичні вказівки додаток) знаходимо: Д_у 40, ω = 0,678 м/с, R =106,16 Па/м.

Втрати тиску на тертя

Rl=106,16∙17,32 =1838,68 Па

Коефіцієнт місцевих опорів (методичні вказівки табл. Д.2):

Відвід гнутий 90° Д_у 50: 3 х 0,3 = 0,9

кран прохідний пробковий Д_у 40 : 1 х 1,5 = 1,5

разом: 2,4

Розрахунок інших ділянок виконуємо аналогічно першій та зводимо їх до таблиці 3.

Дільниці	Q,ВТ	G,кг/год	l,м	Dy,мм	Ѡ,м/с	R,Па/м	Rl,Па	Σζ
1	97067,22	4423,32	17,32	40	0,678	106,16	1838,68	2,4
2	68461,78	3119,78	3,98	25	0,304	105,98	620,8	3,4
3	46235,12	2106,92	7,29	25	0,296	78,13	569,57	3,4
4	24008,46	1094,1	2,9	25	0,265	64,19	186,15	3,4
5	8029,37	345,18	4,18	25	0,319	53,21	222,42	3,4
6	6235,17	284,13	3,85	40	0,216	94,3	363,1	2,4
7	4287,3	184,31	3,85	40	0,205	85,17	327,9	2,4
8	2678,67	122,1	3,85	40	0,105	64,5	248,32	2,4
9	1024,16	46,67	6,56	40	0,041	34,25	224,68	2,4
10	967,57	44,1	2,33	32	0,115	18,3	42,64	3
11	909,63	41,45	2,33	32	0,265	9,85	22,95	3
12	1024,16	46,67	3,82	32	0,401	4,67	17,84	3
13	2678,67	122,1	4,18	32	0,304	9,85	41,73	3
14	4287,3	184,31	7,15	32	0,128	18,3	130,84	3
15	6235,17	284,13	1,24	32	0,268	34,25	42,47	3
16	6200,18	282,54	2,83	32	0,418	64,5	182,53	3
17	7432,2	338,68	4,63	32	0,352	92,3	427,35	3
18	8029,37	345,18	4,18	25	0,319	53,21	222,42	3,4
19	24008,46	1094,1	2,9	25	0,265	64,19	186,15	3,4
20	46235,12	2106,92	7,29	25	0,296	78,13	569,57	3,4
21	68461,78	3119,78	3,98	25	0,304	105,98	620,8	3,4
22	97067,22	4423,32	17,32	40	0,678	106,16	1838,68	2,4
			117,96