Гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения (Часть 3).

Расчетная схема теплосети от источника теплоты (ИТ) до кварталов города (КВ) приведена на рис.6. Для компенсации температурных деформаций предусмотреть сальниковые компенсаторы. Удельные потери давления по главной магистрали принять в размере 30-80 Па/м.

Решение. Расчет выполним для подающего трубопровода. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ 2 (участки 1,2,4) и приступим к ее расчету. По таблицам гидравлического расчета, приведенным в литературе [6,7], а также в приложении №12 учебного пособия, на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1, 2, 4 диаметры трубопроводов d_нxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с.

По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений  и их эквивалентные длины Lэ. Так, на участке 1 имеется головная задвижка ( = 0,5), тройник на проход при разделении потока ( = 1,0), Количество сальниковых компенсаторов ( = 0,3) на участке определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами l. Согласно приложению №17 учебного пособия для D_у= 700 мм это расстояние составляет 160 метров. Следовательно, на участке 1 длиной 600 м следует предусмотреть четыре сальниковых компенсатора. Сумма коэффициентов местных сопротивлений  на данном участке составит:

 = 0,5+1,0  2 + 4  0,3 = 3,7

По приложению №14 учебного пособия (при К_э= 0,0005м) эквивалентная длина l_э для  = 1,0 равна 38,9 м. Эквивалентная длина участка L_э составит:

L_э= l_э   = 38,9 3,7 = 143,93 м

Далее определим приведенную длину участка L_п:

L_п=L + L_э= 600 + 143,93 = 743,93 м

Затем определим потери давления P на участке 1:

P = R  L_п = 57,99  743,93 = 43140,5

Аналогично выполним гидравлический расчет участков 2 и 4 главной магистрали (см. табл. 6 и табл.7).

Для участка №2:

 =0,5+ 1,0  2+0,3  4 = 3,7

L_э= l_э   = 32,9 3,7 = 121,73 м

L_п=L + L_э= 500 + 121,73 = 621,73 м

P = R  L_п = 29,12  621,73 = 18104,78Па

Для участка №4:

 = 0,5  2 + 3  0,3 + 0,5+1 = 3,4

L_э= l_э   = 26,5 3,4 = 90,1 м

L_п=L + L_э= 400 + 90,1 = 490,1 м

P = R  L_п = 29,35  490,1 = 14384,44 Па

Далее приступаем к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления P от точки деления потоков до концевых точек (КВ) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

P_2,4 = P₃ ; P_2,4 = P_5; P₄=P₆;

Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений. Так, для ответвления с участками 2 и 4 получим:

R₃=P_2,4 / L₂ (1+)

Коэффициент , учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле:

_{α = 0,3}

тогда:

R₃=62,48 Па/м

Ориентируясь на R = 62,48 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, потери давления Р на участке 3. Аналогично выполним расчет ответвлений 5 и 6, определив предварительно для них ориентировочные значения R.

R₅=83,3 Па/м

R₆=60,28 Па/м

Таблица 6 - Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений

№ участка	dн х S, мм	L, м	Вид местного сопротивления		Кол-во		lэ ,м	Lэ,м
1	720x12	600	1. задвижка 2. сальниковый компенсатор 3. тройник на проход при разделении потока	0.5 0.3 1.0	1 4 2	3,7	38,9	143,93
2	630x11	500	1. внезапное сужение 2. сальниковый компенсатор 3. тройник на проход при разделении потока	0,5 0.3 1,0	1 4 2	3,7	32,9	121,73
3	426x9	400	1. тройник на ответвление 2. сальниковый компенсатор 3. задвижка	1.5 0.3 0.5	1 3 2	3,4	19,8	67,32
4	530x9	400	1. тройник на ответвление 2. задвижка 3. сальниковый компенсатор	1,5 0.5 0.3	1 2 3	3,4	26,5	90,1
5	426x9	300	1. тройник на ответвление 2. сальниковый компенсатор 2. задвижка	1,5 0.3 0.5	1 2 2	3,1	19,8	61,4
6	377x9	200	1. тройник на ответвление 2. сальниковый компенсатор 3. задвижка	1.5 0.3 0.5	1 2 1	2,6	16,9	43,94

Таблица 7 - Гидравлический расчет магистральных трубопроводов

№ участка	G, т/ч	Длина, м			dнхs, мм		V, м/с		R, Па/м		P, Па		P, Па
		L	Lэ	Lп
1 2 4	2934,6 1467,3928,7	600 500 400	143,93 121,73 90,1	743,93 621,73 490,1		720x12 630x11 530x9		2,13 1,45 1,32		57,99 29,12 29,35		43140,5 18104,78 14384,44		75629,72 32489,22 14384,44
3	538,6	400	67,32	467,32		426x9		1,2		62,48		29198,2		29198,2
5	928,7	300	61,4	361,4		426x9		2,08		83,3		30104,6		30104,6
6	538,6	200	43,94	243,94		377x9		1,58		60,28		14704,7		14704,7

Определим невязку потерь давления на ответвлениях. Невязка на ответвлении 3 составит:

f = ((P₂₊₄ - P₃)/ P₂₊₄ ) 100%=((18104,78+14384,44) – 29198,2)/(18104,78+14384,44)) 100%=10%

Невязка на ответвлении 5 составит:

f = ((P₂₊₄ - P₅)/ P₂₊₄ ) 100% = ((18104,78+14384,44) – 30104,6)/( 18104,78+14384,44)) 100%=7,3%

Невязка на ответвлении 6 составит:

f = ((P₆ - P₄)/ P₄ ) 100% = ((14704,7-14384,44)/ 14384,44 ) 100%=

= 2,23%