Расчет коэффициентов местных сопротивлений
Таблица 2
№ участка |
Наименование сопротивления |
Коэффициент местного сопротивления |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений |
1 |
½ радиатора Тройник на схождении потоков |
1 3 |
4 |
2 |
Ручной балансировочный клапан
Ø15 3 отвода ∟900 Тройник на проходе Внезапное расширение |
По данным изготовителя 1,5·3 1 1 |
6,5
|
3 |
Тройник на противотоке Кран шаровой |
3 1 |
4 |
4 |
Тройник на противотоке |
3 |
3 |
5 |
Ø25 отвод ∟900 |
1 |
1 |
6 |
Ø25 Отвод ∟900 |
1 |
1 |
7 |
Тройник на ответвлении |
1,5 |
1,5 |
8 |
Тройник на ответвлении Кран шаровой |
1,5 1 |
2,5 |
9 |
Тройник на проходе Ø15 3 отвода ∟900 Кран шаровой Внезапное сужение |
1 1,5·3 1 0,5 |
7 |
10 |
Вентиль регулирующий ручной
½ радиатора Тройник на проходе |
По данным изготовителя 1 1 |
2 |
11 |
½ радиатора крестовина поворотная |
1 3 |
4 |
12 |
Ø15 2 Отвода ∟900 Тройник на схождении потоков |
1,5·2 3 |
6 |
13 |
Ø15 2 отвода ∟900 Кран шаровой Тройник на ответвлении скоба |
1,5·2 1 1,5 3 |
8,5 |
14 |
Вентиль регулирующий ручной
½ радиатора крестовина поворотная |
По данным изготовителя 1 3 |
4 |
15 |
½ радиатора Тройник на схождении потоков |
1 3 |
4 |
16 |
Тройник на проходе скоба |
1 3 |
4 |
17 |
Тройник на проходе |
1 |
1 |
18 |
Вентиль регулирующий ручной
Тройник на ответвлении ½ радиатора |
По данным изготовителя 1,5 1 |
2,5 |
19 |
Вентиль регулирующий ручной
Радиатор 2 тройника на проходе Ø15 2 отвода ∟900 скоба |
По данным изготовителя 2 1·2 1,5·2 3 |
10 |
Примечания:
1. Ручной балансировочный клапан в основании стояка 3 (участок 12) не учтен в качестве местного сопротивления, так как с его помощью будет осуществляться увязка циркуляционных колец.
2. Вентиль регулирующий ручной на участках, являющихся подводками к отопительным приборам, не учтен в качестве местного сопротивления, так как его потери рассчитываются по номограммам каталогов изготовителя и заносятся в таблицу 3.
Гидравлический расчет двухтрубной сво
Таблица 3
№ участка |
Тепловая нагрузка Qуч, Вт |
Расход воды на участке G, кг/ч |
Длина участка, м |
Диаметр, мм |
Скорость движения воды, W, м/с |
Уудельная потеря давления, Па/м |
Ппотери давления на трение, Па |
Ссумма коэффициентов местных сопротивлений |
Динамическое давление, Па |
Дополнительные местные сопротивления, Па |
Ппотери давления в местных сопротивлениях, Па |
Ссуммарные потери давления, Па |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
1 |
1948 |
67 |
1 |
15 |
0,098 |
14 |
14 |
4 |
4,7 |
0 |
19 |
33 |
2 |
5193 |
179 |
8 |
15 |
0,263 |
96 |
768 |
6,5 |
34,3 |
990 |
1213 |
1981 |
3 |
10550 |
363 |
2,5 |
20 |
0,28 |
74,6 |
187 |
4 |
38,3 |
0 |
153 |
340 |
4 |
17290 |
595 |
4,5 |
20 |
0,459 |
187,3 |
843 |
3 |
103,7 |
0 |
311 |
1154 |
5 |
31691 |
1090 |
2,5 |
25 |
0,529 |
202,1 |
505 |
1 |
137,5 |
0 |
138 |
643 |
6 |
31691 |
1090 |
2,2 |
25 |
0,529 |
202,1 |
445 |
1 |
137,5 |
0 |
138 |
582 |
7 |
17290 |
595 |
4,3 |
20 |
0,459 |
187,3 |
805 |
1,5 |
103,7 |
0 |
156 |
961 |
8 |
10550 |
363 |
2,5 |
20 |
0,28 |
74,6 |
187 |
2,5 |
38,3 |
0 |
96 |
282 |
9 |
5193 |
179 |
8,7 |
15 |
0,263 |
96 |
835 |
7 |
34,3 |
0 |
240 |
1075 |
10 |
1948 |
67 |
1,1 |
15 |
0,098 |
14 |
15 |
2 |
4,7 |
170 |
179 |
195 |
|
|
|
37,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7246 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1240 |
42,7 |
1 |
15 |
0,06 |
5,68 |
6 |
4 |
1,84 |
0 |
7 |
13 |
12 |
5357 |
184 |
1,5 |
15 |
0,27 |
101,1 |
152 |
6 |
36,4 |
0 |
218 |
370 |
13 |
5357 |
184 |
1 |
15 |
0,27 |
101,1 |
101 |
8,5 |
36,4 |
0 |
309 |
411 |
14 |
1240 |
42,7 |
1,1 |
15 |
0,06 |
5,68 |
6 |
4 |
1,84 |
70 |
77 |
84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
877 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
1404 |
48,3 |
1 |
15 |
0,07 |
7 |
7 |
4 |
2,4 |
0 |
10 |
17 |
16 |
3246 |
112 |
2,8 |
15 |
0,16 |
40 |
112 |
4 |
13,2 |
0 |
53 |
165 |
17 |
3246 |
112 |
2,8 |
15 |
0,16 |
40 |
112 |
1 |
13,2 |
0 |
13 |
125 |
18 |
1404 |
48,3 |
1,1 |
15 |
0,07 |
7 |
8 |
2,5 |
2,4 |
0 |
6 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
320 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
1842 |
63,4 |
7,3 |
15 |
0,09 |
12,2 |
89 |
10 |
3,8 |
0 |
38 |
127 |
Примечания:
1. потери ручных радиаторных вентилей рассчитываются по номограмме каталога фирмы Heimeier. На участках 10 и 14 принимаются максимальные предварительные настройки kvs радиаторных вентилей (вентили приняты диаметром 15мм по диаметру подводок).
2. По каталогу фирмы ТА принимаем ручные балансировочные клапаны TBV диаметром 15мм (по диаметрам трубопроводов, на которые они установлены). Потери ручных балансировочных клапанов рассчитываются по номограмме каталога фирмы ТА. Принимаем для клапана на участке 2 настройку №10 (максимально открытый клапан), при этом потери давления на клапане составят 990Па.
Суммарные расчетные потери давления основного циркуляционного кольца могут быть меньше расчетного циркуляционного давления не более чем на 10%. Невязка в главном циркуляционном кольце: (7416-7246)/7416·100%=2,3%10%.
Далее проведем расчет трубопроводов второстепенных циркуляционных колец. Расчет второстепенных циркуляционных колец проводят, исходя из расчета главного кольца. В каждом новом кольце рассчитывают только дополнительные (не общие) участки, параллельно соединенные с участками основного кольца.
Располагаемое
циркуляционное давление для расчета
дополнительных (не общих) участков
должно быть равно потерям давления на
участках (уже рассчитанных) основного
кольца, замыкающих рассматриваемый
стояк.
Для двухтрубной системы:
,
Па (25)
Расхождение (невязка) в расчетных потерях давления на параллельно соединенных участках в системах с тупиковым движением воды в магистралях составляет до 15%, при попутном движении – 5%.
Стояк
3, прибор 1 этажа (Q=1181
Вт). Участки рассчитываемого кольца –
11-14. Участки рассчитываемого кольца 3-8
являются общими с участками главного
циркуляционного кольца. Располагаемое
давление Р11-14=
+Z)1,2,9,10
=33+1981+1075+195=3284 Па.
Невязка в кольце: (3284-877)/3284·100%=73%15%.
Для гидравлической увязки у основания стояка установлен ручной балансировочный клапан TBV диаметром 15мм, настройку которого необходимо подобрать. Необходимые потери на клапане 3284-877=2407Па. По номограмме каталога фирмы ТА принимаем настройку №8, при этом потери давления на клапане составят 2750 Па. Невязка в кольце составит: (3284-(877+2750))/3284·100%=-10,5%<15%.
Стояк 4, прибор 2 этажа. Участки рассчитываемого кольца – 15-18. Прибор находится выше прибора 1 этажа на 2,8 м, следовательно, располагаемое естественное давление для циркуляционного кольца через прибор 2 этажа больше на Ре=0,4·0,64·9,8·2,8·(95-70)=175 Па. Участки рассчитываемого кольца 2-9 являются общими с участками главного циркуляционного кольца.
Для определения диаметров на участках 15-18 находим располагаемое давление Р 15-18= +Z)1,10+ Ре=33+195+175=403 Па.
Невязка в кольце: (403-320)/403·100%=20,6%15%. Увязку осуществляем подбором настройки ручного радиаторного вентиля по номограмме каталога фирмы Heimeier. Принимаем настройку №9, при этом потери давления на вентиле составят 90Па. Невязка в кольце составит: (403-(320+90))/403·100%=-1,7%<15%.
Стояк 4, прибор 3 этажа. Участок рассчитываемого кольца – 19. Прибор находится выше прибора 2 этажа на 2,8 м, следовательно, располагаемое естественное давление для циркуляционного кольца через прибор 3 этажа больше на Ре=0,4·0,64·9,8·2,8·(95-70)=175 Па. Участки рассчитываемого кольца 2-9,16,17 являются общими с участками циркуляционного кольца через прибор 2 этажа.
Для определения диаметров на участках 19,20 находим располагаемое давление Р 19-20= +Z)15,18+ Ре=17+(14+90)+175=296 Па.
Невязка в кольце: (296-127)/296·100%=57%15%. Увязку осуществляем подбором настройки ручного радиаторного вентиля по номограмме каталога фирмы Heimeier. Принимаем настройку №9, при этом потери давления на вентиле составят 155Па. Невязка в кольце составит: (296-(127+155))/296·100%=4,7%<15%.
Остальные циркуляционные кольца рассчитываются аналогично.
ПРИМЕР 3. Произвести гидравлический расчет трубопроводов однотрубной тупиковой системы водяного отопления с верхней разводкой и искусственной циркуляцией, присоединенную к тепловым сетям по зависимой схеме со смесительным насосом на перемычке. Давление, передаваемое в СВО из тепловой сети (за вычетом потерь давления в тепловом пункте) Р=6000 Па; прокладка стояков открытая, трубы стальные водогазопроводные, тепловая нагрузка каждого прибора Qпр указана на схеме (рис. 11), расчетный перепад температуры воды в системе tГ-tО=95-70=250С, расстояние от центра прибора 1 этажа до центра нагрева в тепловом пункте h=1,85 м, высота этажа – 2,8 м.
Для регулирования теплопередачи отопительных приборов используются прямые ручные радиаторные вентили марки Termotec фирмы Heimeier. Для гидравлической балансировки СВО у основания стояков применены ручные балансировочные клапаны марки TBV фирмы ТА.
Решение. Выполнение гидравлического расчета начинаем с определения расчетного циркуляционного давления Pp, Па. Выбираем главное расчетное циркуляционное кольцо через стояк 4 как наиболее удаленный от теплового пункта и наиболее нагруженный (∑Qпр=7680Вт).
Разбиваем главное расчетное кольцо на участки, нумеруем участки и указываем на каждом тепловую нагрузку Qуч (Qуч=1,05·Qпр ) и длину. Длина кольца составляет l=70,9 м.
Определяем естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в трубах: при длине трубопроводов от теплового пункта до рассматриваемого стояка 14,5м PℓТР =95Па по [6, прил.4].
Естественное давление в стояке 4, возникающее за счет охлаждения воды в отопительных приборах по формуле (17):
Pпр=
(95-70)·(1855·1,85+(4,65+7,45+10,25)·1357+1754·13,05)=1158Па
Определяем расчетное циркуляционное давление по формуле (14): Pp=6000+1158+95=7253 Па. Гидравлический расчет производим с использованием второго направления расчета - по методу удельных потерь давления.
Ориентировочная величина удельных потерь давления на трение:
Па/м
где 0,65 – предполагаемая доля потерь давления на трение по длине трубопроводов в системе отопления от общей величины Pp.
Гидравлический расчет и местные сопротивления приведены в таблицах 4 и 5.