Пьезометрический график

К водяным тепловым сетям присоединены отопительные си­стемы зданий различного назначения, калориферные установки вентиляционных систем, системы горячего водоснабжения. Зда­ния могут быть расположены в разных точках рельефа мест­ности, отличающихся геодезическими отметками, и иметь различную высоту. Системы отопления зданий могут быть рассчи­таны на работу с различными температурами воды. В этих слу­чаях важно заранее определять давления или напоры в любой точке сети

График напоров строится для определения давлений в лю­бой точке сети и систем потребителей теплоты с целью проверки соответствия предельных давлений прочности элементов систем теплоснабжения. По графику напоров выбираются схемы при­соединений потребителей к тепловой сети и подбирается обо­рудование тепловых сетей (сетевые и подпиточные насосы, ав­томатические регуляторы давления, устанавливаемые на трубо­проводах). График строится при двух режимах работы системы теплоснабжения — статическом и динамическом

Статический ре­жим характеризуется давлениями в сети при неработающих сетевых, но включенных подпиточных насосах.

Динамический ре­жим характеризует давления, возникающие в сети и в системах теплопотребителей при работающей системе теплоснабжения, работающих сетевых насосах, при движении теплоносителя

Графики разрабатываются для основной магистрали тепло­вой сети и протяженных ответвлений. При использовании в по­строениях графика давлений в линейных единицах (метрах) гра­фик напоров получает название пьезометрического графика. Этот термин широко применяется в практике проектирования тепловых сетей

Пьезометрический график (график напоров) может быть по­строен только после выполнения гидравлического расчета тру­бопроводов — по рассчитанным падениям давления на участках сети. На графике в выбранном масштабе нанесены профиль трассы тепловой сети; высоты отопительных систем, присоеди­ненных к тепловой сети, условно равные высотам зданий; на­поры в любой точке сети при статическом и динамическом режимах

Условно принимают, что ось трубопроводов и геодезические отметки установки насосов и нагревательных приборов в пер­вом этаже зданий совпадают с отметкой земли. Высшее поло­жение воды в отопительной системе совпадает с верхней отмет­кой здания

График строят по двум осям — вертикальной и горизонталь­ной. На вертикальной оси откладывают напоры в любой точке сети, напоры насосов, профиль сети, высоты отопительных см­етем в метрах

Лекция 7 Задачи теплового расчета сети . Тепловые потери в тепловых сетях

При транспорте тепла по трубам возникают линейные Q_л и местные Q_м тепловые потери.

Линейные тепловые потери тепла по длине прямых и кривошейных участков определяют по формуле.

К кривошейным относятся отводы, повороты, колена П-образных компенсаторов

Q_л = q · l , Вт (1)

где q – удельные тепловые потери, Вт/м

l – длина трубопровода, м

Местные потери возникают в результате стока тепла через опорные конструкции, фланцевые соединения, запорно-регулирующую арматуру, сальниковые компенсаторы и прочие фасонные изделия. Местные потери можно найти 2 способами:

1). При известном количестве элементов тепловой сети их тепловые потери принимают по справочной литературе в зависимости от t- ры теплоносителя, способа прокладки труб и конструкции теплоизоляции.

2). Второй способ основан на использовании эквивалентных длин фланцев, арматуры, опор

Q_м = q · l _э , Вт (2)

l _э - суммарная длина фланцев, арматуры, опор

Эквивалентную длину можно принять равной

а) для двух неизолируемых фланцев – 8-10м;

б) для двух изолируемых фланцев - 1 – 1,5м;

в) для неизолируемой арматуры d-100 ÷ 500 мм, 12 ÷ 24 м

Тепловые потери через не изолируемые потери, через не изолируемые опоры могут быть приняты в размере 10-12% от линейных потерь трубопровода.

При отсутствии данных о количестве опор, компенсаторов, фланцев и арматуры на трубопровод дополнительные потери тепла можно найти по формуле:

Q = Q_л + Q_м = ql (1 + β₁) (3)

где β₁ – поправочный коэффициент к линейной длине трубопровода, учитывающий эквивалентную длину изолированных элементов тепловой сети.

β₁ – для бесканальных прокладок = 1,15

для каналов и тоннелей = 1,2

для надземных теплопроводов = 1,25

Коэффициент эффективности тепловой изоляции оценивается выражением:

η_л = 1 - (4)

где Q_н и Q_л – теплопотери неизолированной и изолированной трубы.

Коэффициент эффективности изоляционных конструкций η_л = 0,85-0,95

Транспортные потери тепла вызывают падение температуры теплоносителя, вследствие этого удельные теплопотери по длине трубопровода изменяются.

Уравнение теплового баланса, выражающее равенство потерь тепла и уменьшение теплосодержания теплоносителя

ql (1 + β₁) = GC (t₁ – t₂) (5)

где q – удельные тепловые потери в начале участка теплопровода

G – расход теплоносителя, кг/ч

С – теплоемкость теплоносителя

t₁ – t₂ – температура теплоносителя в начале и в конце участка

t₂ = t₁- для воды (6)

t₂ = t₁- для пара (7)

Определив давление в конце участка и энтальпию i₂ по таблице водяного пара определяют t_2.

Удельный тепловой поток выразим через температуру и термическое сопротивление изоляции

q = (8)

t – средняя температура на участке dl;

t₀ – температура окружающей среды

R – полное термическое сопротивление

Конечное давление пара на участке

Р₂ = (9)

Р₁ – начальное давление

R₁ – удельная линейная потеря давления в начале участка, МПа

Т_ср – средняя абсолютная температура пара

Т_ср = (10)

α – коэффициент местных потерь давления

Количество выпадающего конденсата находят по формуле:

Gк = (11)