Динамика давления в местной системе с расширительным баком. Точка постоянного давления.

Примем свободную поверхность воды в открытом расширительномбаке за плоскость отсчета для определения избыточного гидростатическогодавления и будем считать уровень, на котором находится вода в баке, неизменным при определенных объеме и температуре воды в системе отопления. Тогда в толще воды в каждой точке системы отопления можно определить избыточное гидростатическое давление в зависимости от высоты столбаводы, расположенного над рассматриваемой точкой (в связи с изменениемположения точки).

В системе отопления (ее замкнутый контур изображен двойными линиями на рис. 10.1) с ненагреваемой водой при бездействии насоса, т.е. с водой равномерной плотности, находящейся в покое, избыточное гидростатическое давление в теплопроводах одинаково на любом рассматриваемомуровне.

Наименьшее гидростатическое давление рgh1 действует в верхней магистрали, наибольшее рgh2 – в нижней, причем бездействующий насос 1 испытывает, как уже отмечалось, равное давление со стороны и всасывающего, инагнетательного патрубков.

Значения избыточного гидростатического давления в трубах системыотопления нанесем на рис. 10.1 штрихпунктирными линиями в прямой зависимости от высоты столба воды h. Эти штрихпунктирные линии называются пьезометрическими, а их совокупность – эпюрой гидростатического давлениявстатическом режиме.

В системе отопления при циркуляции с постоянной скоростью движения воды (вязкой жидкости) энергия давления изменяется по длине теплопроводов. Вязкость и деформации потока обусловливают сопротивлениедвижению воды. Они вызывают потери давления в потоке движущейся воды,переходящие в результате трения (линейные потери) и вихреобразования(местные потери) в теплоту.

Рассмотрим динамику гидростатического давления в системе отопления с нагреваемой водой при бездействии насоса__ фактически в гравитационной системе отопления (рис. 10.2)

Рис. 10.1. Эпюра гидростатического давления в системе отопления с ненагреваемой водой, находящейся в покое:

1 – открытый расширительный бак; 2 – циркуляционный насос (бездействует)

Для определения значений гидростатического давления предположим,что вода в системе на какое-то мгновение неподвижна. Тогда максимальноегидростатическое давление в нижней точке правого стояка с охлажденнойводой будет

а максимальное гидростатическое давление в левом стояке с нагретой водой –

Из уравнения (10.3) можно сделать выводы:

а) естественное циркуляционное давление возникает вследствие различия в значениях гидростатического давления двух столбов охлажденнойи нагретой воды равной высоты (Δрена рис. 10.2);

б) величина естественного циркуляционного давления не зависит отвысоты расположения расширительного бака (h1 на рис. 10.2).

В общем виде естественное циркуляционное (гравитационное)давлениев системе водяного отопления равно

и его значение зависит от разности плотности воды и вертикального расстояния между центрами охлаждения и нагревания воды.

Под влиянием естественного циркуляционного давления в замкнутомкольце системы отопления устанавливается циркуляция воды, при которойдавление DРе,вызывающее циркуляцию, равно потерям давления при движении воды (DРс– потери давления в системе):

Гидростатическое давление в точке присоединения трубы расширительного бака к магистрали, равное , при постоянномобъеме воды в системе измениться не может. Эта точка называется точкойпостоянного давления,или нейтральной точкойсистемы отопления.