5.3. Определение расчетного расхода воды в водяных

тепловых сетях

Расчетный расход воды для определения диаметров трубопроводов в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения:

- на отопление:

, т/ч; (5.1)

- на вентиляцию:

, т/ч; (5.2)

- на горячее водоснабжение для открытых систем:

, т/ч; (5.3)

, т/ч, (5.4)

где t_г = 60 ^оС; t_хз = 5 ^оС;

- на горячее водоснабжение для закрытых систем:

1. При параллельной схеме включения подогревателей:

, т/ч; (5.5)

, т/ч; (5.6)

2. При двухступенчатой схеме включения подогревателей горячей воды:

, т/ч; (5.7)

, т/ч. (5.8)

Суммарный расчетный расход сетевой воды для открытых и закрытых систем для магистралей и распределительных сетей определяется как (при качественном регулировании):

, кг/ч (т/ч), (5.9)

где К₃ – коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, принимают по табл.2 СНиПа «Тепловые сети».

Если регулирование осуществляют по совместной нагрузке отопления и горячей воды, то К₃ = 0, т.е. .

При расчете ответвлений с суммарной расчетной нагрузкой не более 10 кВт, а также потребителей с при отсутствии баков-аккумуляторов:

, кг/ч (т/ч). (5.10)

Расчетный расход воды в летний период:

, кг/ч (т/ч). (5.11)

Для открытых систем:

, кг/ч (т/ч), (5.12)

где t_хл = 15 ^оС.

Расход воды в обратном трубопроводе открытой системы:

, кг/ч (т/ч), (5.13)

где β- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотапливаемый период по отношению к отоплению: 0,8 – для жилья; 1,5 – для курортов; 1,0 – для предприятий.

Для закрытых систем при всех схемах включения подогревателей горячей воды:

, кг/ч (т/ч). (5.14)

5.4. Основные зависимости гидравлического расчета

тепловых сетей

При движении теплоносителя по трубам потери давления складываются из гидравлических сопротивлений трения по длине трубопровода и местных сопротивлений.

, Па, (5.15)

где , Па; (5.16)

R_л – удельные потери давления, Па/м:

; (5.17)

d - внутренний диаметр трубопровода, м;

υ - скорость воды, м/с;

ρ - плотность воды, кг/м³;

λ - коэффициент гидравлического трения.

, кг/ч. (5.18)

Выразив скорость теплоносителя через расход и диаметр трубопровода, получим:

, Па/м, (5.19)

Коэффициент гидравлического трения λ зависит от режима движения жидкости и шероховатости стенок трубопроводов.

Трубы делятся условно на гладкие (из цветных металлов) и шероховатые (стальные). Гладкие трубы имеют ограниченное применение в тепловых сетях (только в теплообменниках). В основном применяются шероховатые трубы. Шероховатость труб характеризуется эквивалентной шероховатостью К_Э.

Эквивалентную шероховатость внутренней поверхности стальных труб следует принимать: 0,0005 м – для водяных тепловых сетей; 0,0002 м – для паровых тепловых сетей; 0,001 м – для сетей горячего водоснабжения и конденсатопроводов.

Для трубопроводов наружных тепловых сетей характерным является турбулентный режим движения теплоносителя. Режим движения жидкости характеризуется числом Рейнольдса:

- при - режим ламинарный;

- при - переходная область;

- при - режим турбулентный (квадратичная область).

; (5.19)

Коэффициент гидравлического трения для квадратичной зоны:

; (5.20)

для любых значений Re по формуле Альтшуля:

. (5.21)

Эта формула получена опытным путем для переходной области. Но она хорошо описывает λ и в других областях:

- для турбулентного режима, когда λ = f (К_Э) число Рейнольдса возрастает, а значит уменьшается, тогда согласно формуле Шифринсона:

; (5.22)

- для ламинарного режима согласно формуле Мурина:

. (5.23)

Местные гидравлические сопротивления определяются по формуле Вейсбаха:

, Па, (5.24)

где ξ- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке трубопровода, безразмерная величина, зависящая от характера сопротивления.

Местные потери давления можно заменить эквивалентным гидравлическим сопротивлением по длине, если в уравнение вместо l поставить l_э- эквивалентную длину местных сопротивлений. l_э – такая длина трубопровода, линейные потери давления на которой численно равны потерям на местных сопротивлениях, м.

, Па; (5.25)

подставив R_л в формулу (5.25), получим:

, (5.26)

откуда:

. (5.27)

Тогда потери давления на участке трубопровода могут быть определены следующим образом:

, Па, (5.28)

где - доля местных потерь давления от линейных на участке.

При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений на участках трубопровода, коэффициент α определяют по приложению 5 СНиПа «Тепловые сети» или может быть приближенно определен по формуле:

- для паровых сетей ;

- для водяных тепловых сетей ,

где G – расход теплоносителя на головном участке, м³/ч.