4. Гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения.

Провести гидравлический расчет двухтрубной водяной тепловой сети и построить ее пьезометрический график.

Для системы отопления:

1. На всех абонентских вводах обеспечить располагаемый напор ∆Н_аб.≥ 15м.;

2. Этажность застройки района – пять этажей; средняя высота этажа – 3.5м. Высота зданий 17.5м .

3. Располагаемый напор на входных и выходных коллекторах ТЭЦ - Н_тэц = 85м.

4. На всей тепловой сети установлены местные сопротивления: две задвижки на каждом участке района; через каждые 100м сети установлены сальниковые компенсаторы температурных деформаций труб и отводы под углом 90^о, 120^о.

5. Потери напора в сетевой подогревательной установке и станционных коммуникациях принять ∆Н_тэц = 25 м.

6. Удельные линейные потери давления по длине главной магистрали для предварительного расчета принимаем R_л=80Па/м.

Рис.5. Схема теплоснабжения кварталов района города.

К тепловой сети присоединены по зависимой схеме пять потребителей, имеющие следующие расчетные расходы воды определенные по формуле:

-изобарная теплоемкость воды.

Для потребителя 1 расход воды будет равен:

Аналогично определяем расход воды для остальных потребителей

Номер потребителя........... ....1 2 3 4 5

Расход воды, кг/с............... 73.9 119.4 113.7 68.2 113.7

Ниже приведены длины отдельных участков тепловой сети и геодезическая высота участка квартала по трассе:

Номер участка.........0 1 2 3 4 5 6 7

ℓ/H, м....................350/0 250/0 100/0 200/3 150/5 100/8 250/0 300/0

Решение:

Располагаемая потеря напора в сети:

Суммарный расход воды на станции:

Средний коэффициент местных потерь напора

Расчет главной магистрали.

Наиболее удаленным от станции будет абонент 4, поэтому главной магистралью будет магистраль 0-6-7-4.

Участок 0:

Расход воды:

По значениям G₀ =488.7 кг/с и R_л=80Па/м определяем по номограмме предварительный диаметр трубы для участка 0: d₀=532мм.

Полученный для участка 0 диаметр трубы округляем до стандартного d₀=612мм. Действительное удельное линейное падение давления по номограмме R₀=39.5 Па/м.

Эквивалентная длинна участка 0:

Задвижки	...............................	1 х 9.94	= 9.94 м
Отводы (90о)	...............................	3 х 9.94	= 29.82 м
Отводы (120о)	...............................	3 х 23.2	= 69.6 м
Сальниковые компенсаторы	...............................	3 х 19.9	= 59.7 м
		lэ0	= 169.06 м

Приведенная длина участка 0:

Действительное падение давления и напора на участке 0 (в одном направлении):

Аналогичное рассчитываются другие участки главной магистрали и результаты сводим в таблицу 5.

Расчет ответвлений:

Участок 1:

Потери напора на участке 1 (определяется из условия равенства потерь напора от станции до любой конечной точки тепловой сети):

Удельное линейное падение давления на участке 1:

По G₁=73.9 кг/с и R₁=302.8 Па/м по номограмме определяем предварительный диаметр трубы: d₁=201 мм и округляем его до ближайшего большего стандартного d₁=207 мм. Действительное удельное линейное падение давления R₁=280 Па/м.

Эквивалентная длинна участка 1:

Тройник(G1/G=0.2)	...............................	1 х 46.7	= 46.7 м
Задвижки	...............................	2 х 2.9	= 5.8 м
Отводы (90о)	...............................	3 х 5.1	= 15.3 м
Отводы (120о)	...............................	3 х 5.95	= 17.85 м
Сальниковые компенсаторы	...............................	3 х 2.55	= 7.65 м
		l1э	= 93.3 м

Приведенная длинна участка 1:

Действительные потери давления и напора на участке 1:

Аналогично рассчитываем остальные ответвления и результаты сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - результаты гидравлического расчета.

Участок	G, кг/с	l/H, м	Предварительный расчет
			δH,м	R, Па/м	d,мм
Главная магистраль:
0	488.9	350/0	-	80	532
6	295.6	250	-	80	458
7	181.9	300	-	80	370
4	68.2	150/5	-	80	256
Ответвления:
1	73.9	250/0	11.24	302.8	201
2	119.4	100/0	11.24	757.1	204
3	113.7	200/3	8.56	288.3	246
5	113.7	100/8	6.43	433.1	227

Продолжение таблицы 5

Участок	G, кг/с	l/H, м	Окончательный расчет
			d,мм	R, Па/с	lэ,м	lп,м	δp, Па	δH,м	∑δH,м
Главная магистраль:
0	488.9	350/0	612	39.5	169.06	519.06	20502.85	2.14	2.14
6	295.6	250	466	68	126.73	376.73	25617.64	2.68	4.82
7	181.9	300	408	50	107.1	407.1	20355	2.13	6.95
4	68.2	150/5	259	78	25.13	175.13	13660.14	1.43	8.38
Ответвления:
1	73.9	250/0	207	280	93.3	343.3	96124	10.05	12.19
2	119.4	100/0	207	690	61	161	111090	11.61	13.75
3	113.7	200/3	259	185	75.4	275.4	50949	5.33	10.15
5	113.7	100/8	259	185	43.5	143.5	26547.5	2.78	9.73

Рис.6. Номограмма для гидравлического расчета (k_э = 0,5 мм)

На основании данных расчета строим график напора (пьезометрический график).

Статический напор определим по формуле:

где Н_зд - высота зданий, м; Н_гео - максимальная геодезическая высота, м.

Пьезометрический график начинаем стоить с обратного трубопровода с отметки 20 м, что означает кавитационный подпор насоса.

Рис.7. Пьезометрический график.