5. Гидравлический расчет паровой тепловой сети.
Гидравлический расчет паропровода проводится в той же последовательности, что и гидравлический расчет водяной тепловой сети.
5.1. Предварительный расчет магистрали паропровода.
5.1.1. Падение давления в расчетной магистрали:
ΔР = Рн – Рк, Па; (5.1.1.)
Рн – давление пара в начале магистрали, Па;
Рк – давление пара в конце магистрали, Па.
Если одно из давлений не известно, можно предварительно задаваться падением давления ΔР из расчета 0,1 МПа на длине 500 – 700 м, или 100 – 150 Па/м. Тогда неизвестное давление можно определить по формуле:
Рн = ΔР + Рк, Па, Рк = Рн – ΔР, Па (5.1.2.)
5.1.2. Определяется средня плотность пара:
,
кг/м3, (5.1.3.)
,
- плотности пара при начальном и конечном
давлениях, определяются по таблицам
водяных паров.
5.1.3. Расходы теплоносителя определяются в соответствии с п.4.1.1 с использованием данных Таблицы 4.1.2..
5.1.4. Определяется коэффициент местного падения давления:
= Z
;
(5.1.4.)
Z = 0,2 – 0,3
5.1.5. Удельное линейное падение давления:
Rл =
,
Па/м (5.1.5.)
5.1.6. Определяется диаметр трубопровода для каждого участка магистрали:
d = Ad
,
м (5.1.6.) Аd
= 0,414
5.2. Проверочный расчет магистрали паропровода.
5.2.1. Определяются стандартные диаметры трубопроводов по Л.3. стр. 122. для каждого участка магистрали.
5.2.2. Режим движения теплоносителя:
Rе пр. =
(5.2.1.)
Кэ = 0,2 мм
Rе =
ν – кинематическая вязкость пара. Принимается по Л.4 Приложения.
5.2.3. Действительное удельное линейное падения давления:
R′л = АR
,
Па/м (5.2.3.)
АR = 10,6
10-3
5.2.4. Коэффициент местных сопротивлений для участка. См. п. 4.3.3.
5.2.5. Эквивалентная длина местных сопротивлений:
lэ = Аl ∑ξ, м Аl = 76.4 (5.2.4.)
5.2.6. Действительное падение давления:
ΔР′ = R′л ( l + lэ), Па (5.2.6.)
5.2.7. Давление в характерных точках магистрали:
Рт = Рк + ΔР′, Па – если расчет производился с последнего участка магистрали; (5.2.7.)
Рт = Рн - ΔР′, Па – если расчет производился с первого участка магистрали.
Расчет можно производить в электронных таблицах Excel.
Таблица 5.2.1. Предварительный расчет магистрали паропровода.
Расчетная величина |
Способ определения |
|
0-а |
а-в |
b-с |
с-5 |
1. Длина участка, м |
По схеме т/сети |
|
100 |
100 |
50 |
60 |
2. Расход теплоносителя, кг/с |
п. 5.1.3. МУ, Таблица 3.1.2. |
|
1,59 |
0,86 |
0,47 |
0,36 |
3. Начальное давление пара, Рн, МПа |
по заданию |
0,7 |
|
|
|
|
4. Конечное давление пара, Рк, Па |
Рн - Р |
653500 |
|
|
|
|
5. Падение давления, Р, Па |
Принимается по п.5.1.1. МУ |
46500 |
|
|
|
|
6.Средняя плотность воды, ср., кг/м3 |
(н + к)/2 |
3,355 |
|
|
|
|
н, кг/м3 |
По таблицам водяных паров |
3,6 |
|
|
|
|
к, кг/м3 |
|
3,11 |
|
|
|
|
7.Коэффициент местного падения давления, |
Z |
0,315354 |
|
|
|
|
Z |
Принимается по п.5.1.4. МУ |
0,25 |
|
|
|
|
8. Удельное линейное падение давления, Rл, Па/м |
Р/l0-5(1+ ) |
114,0376 |
|
|
|
|
9. Диаметр трубопровода, dвн., м |
Аd В0,38/(ср Rл)0,19 |
|
0,160 |
0,126 |
0,100 |
0,091 |
Таблица 5.2.2. Проверочный расчет магистрали паропровода.
Расчетная величина |
Способ определения |
0-a |
a-b |
b-c |
c-5 |
1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1. Стандартный диаметр паропровода, dвн., м |
Л.3. Стр. 122 |
0,184 |
0,125 |
0,1 |
0,1 |
Dн, м |
|
0,194 |
0,133 |
0,108 |
0,108 |
2.Предельное число Рейнольдса, Rе пр. |
568*dвн/Кэ |
522560 |
355000 |
284000 |
284000 |
Кэ |
Принимается по п.5.2.2. |
0,2 |
|
|
|
3. Число Рейнольдса, Rе |
4*В/dвн* |
894690 |
710114, |
481791 |
372557 |
4. Кинематическая вязкость, м3/с
|
Принимается по п.5.2.2. |
0,00000367 |
|
|
|
5. Действительное удельное линейное падение давления, R'л, Па/м |
АR*В2/ср.*dвн.5,25 |
57,9104 |
128,164 |
121,839 |
72,8543 |
АR |
Принимается по п.6.2.3. |
0,0106 |
|
|
|
6. Коэффициент местных сопротивлений (КМС) задвижек з |
n*з |
0,4 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
n |
По схеме т/сети |
1 |
2 |
2 |
2 |
7. КМС поворотов, п |
n*п |
0 |
0 |
0 |
0 |
n |
По схеме т/сети |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8. КМС компенсаторов, к |
n*к |
4 |
4 |
8 |
8 |
n |
По схеме т/сети |
1 |
1 |
2 |
2 |
9. КМС разветвлений, р |
n*р |
0 |
0 |
0 |
0 |
n |
По схеме т/сети |
0 |
0 |
0 |
0 |
10. Сумма КМС, |
зпкр |
4,4 |
4,8 |
8,8 |
8,8 |
11. Эквивалентная длина местных сопротивлений, lэ, м |
Аl**dвн.1,25 |
40,5105 |
27,256 |
37,807 |
37,807 |
Аl |
|
76,4 |
|
|
|
12. Действительное падение давления, Р', Па |
R'л*(l + lэ) |
8137,034 |
16309,83 |
10698, |
7125,7 |
13. Давления в конечных точках участков, Р'к, МПа |
Рн - Р' |
0,69186 |
0,6755 |
0,6648 |
0,6577 |
14. Действительная плотность пара в конце магистрали, 'к, кг/м3 |
По таблицам водяных паров |
|
|
|
|
После произведения расчета необходимо произвести проверку его правильности. Для этого определяется действительная средняя плотность пара и разность предварительной и действительной плотностей:
,
или
,
кг/м3 (5.2.7.)
Расчет считается правильным, если выполняется условие:
Если эта разность будет больше указанного предела, то расчет повторяют, задаваясь новым падением давления, При небольшом отклонении бывает достаточным изменить диаметр одного из участков.