Сулық жылу жүйесінің гидравликалық есебі

Сулық жылу жүйесінің гидравликалық есебінің мақсаты барлық учаскелердегі құбыр диаметрлерін анықтау, беруші және кері жолдағы қысым (арын) төмендеуін анықтау, пьезометриялық графикті тұрғызу.

Қыс мезгілінде су жүйелерінің диаметрлері жылытуға, желдетуге және ыстық сумен қамтуға максимал жылулық жүктемеде есептеледі. Есептеу нәтижелерінен тәуелсіз құбырлардың ең кішкентай диаметрлері қабылданады: бөлуші жүйелер үшін 50мм және жеке ғимараттарға тармақталуларға 25мм.

Таңдалған сулық жылу жүйелерінің құбыр диаметрлері үшін қажет болған жағдайда есептіктен ерекшеленетін су шығынындағы қысым жоғалтулары анықталады, мысалы: жаз мезгілінде ашық жүйеде қосқұбырлы жүйелерде ыстық сумен қамтуға максимал алымда. Гидравликалық есеп екі этапқа бөлінеді: бастапқы жән етексеруші.

Бастапқы есеп

Есептік магистраль таңдалады, яғни станциядан абоненттердің біріне дейінгі бағыт, ол өз алдына ең аз меншікті қысым жоғалтуларымен сипатталады. Егер станция мен кез-келген тұтынушы арасындағы қысым төмендеуі бірдей болса, магистраль ретінде станцияны ең алыс тұтынушымен қосатын сызық таңдалады. Мұндай жағдай булық жүйеде барлық тұтынушыларда бірдей бу қысымында және қосқұбырлы су жүйесінде барлық тұтынушыларда бірдей арын болғанда болады. Сурет 3 пен сурет 4 келтірілген мысалда магистраль трассасы 0-1-2 бағыты болады, себебі 2 және 3 абоненттеріндегі арын бірдей деп қабылданады, ал абонент 2 ең алыс.

Есеп есептік магистральдің бастапқы учаскесінен (0-1) басталады. Б.Я.Шифринсон формуласы бойынша берілген учаскедегі орташа жергілікті қысым жоғалтулары анықталады:

(5.1)

мұнда: - қарастырылған учаскедегі 0-1 жылутасығыш шығыны, кг/с;

z – жылутасығыштан тәуелді тұрақты коэффициент. Су үшін z = 0,03…0,05 деп қабылдау ұсынылған.

0-1 учаскесіндегі сызықтық қысым төмендеуінің бастапқы мәні, яғни құбыр ұзындығы бірлігіндегі қысым төмендеуі:

(5.2)

мұнда: - судың көлемдік тығыздығы (қосымша 10), кг/м3;

g - еркін түсу үдеуі, м/с²;

- 0-1-2 трассасының бүкіл ұзындығы бойындағы арын жоғалтулары, м. Беруші жолдағы арын жоғалтуына тең деп қабылданады;

- 0-1-2 трассасындағы құбыр ұзындығы,м.

0-1 учаскесіндегі құбыр диаметрінің бастапқы мәні анықталады:

(5.3)

мұнда: - құбыр диаметрін анықтауға арналған тұрақты есептік коэффициент (қосымша 11).

Тексеруші есеп

Құбыр диаметрінің бағдарланған мәні ең жақын үлкен стандартты ішкі диаметрге дейін дөңгелектенеді (қосымша 13).

Жылу жүйесі мен трасса профилінің қаңқалы схемасы көмегімен арматура кептелулерінің саны, бұрылыс саны, компенсатор саны, диаметр өтпелері саны анықталады да схемаға енгізіледі (сурет 4). Бұл кезде келесі ережелерге сүйену шарт.

Сулық жылу жүйелерінде секциялаушы тиектер әр 1000 м кем емес қашықтықта беруші және кері жолдар арасындағы перемычкамен орналастырылады, задвижкалар сонымен қоса барлық бұталану мен үлкен жылутұтынушыларға кіруде орналасады. Комепенсатор саны қозғалмайтын тіректер ара қашықтығынан тәуелді орнатылады. Қозғалмайтын тіректер жылу жүйелерінің құбырларын төсеудің барлық түрлерінде ескерілген. Қабылданатын қозғалмайтын тіректер ара қашықтықтары қосымша 14 келтірілген.

Онда 0-1 учаскесінде орналастырылған компенсатор саны тең болады:

(5.4)

мұнда: - қарастырылған учаске ұзындығы, м;

- қозғалмайтын тіректер ара қашықтығы, м.

Бу құбыры су жолдарымен қоса төселген жағдайларда, қозғалмайтын тіректер ара қашықтығын екі құбырды да ескере таңдау керек.

П-бейнелі компенсатор орнатқан кезде 0-1 учаскесіндегі құбыр ұзындығы артады:

(5.5)

мұнда: - компенсатор ұшуы (иығы), м.

П – бейнелі компенсатор ұшуын анықтау:

(5.6)

мұнда: с_x - жылу құбырының конфигурация коэффициенті, с_х = 0,3 деп ұсынылған;

E - бірінші тектің серпімділік модулі (қосымша 15), МН/м²;

- құбырдың сыртқы диаметрі, м;

- максимал мүмкін етілген қуат жылу ұзаруларын есептегенде, = 100 МН/м² деп қабылдау ұсынылған;

- құбырдың есептік жылу ұзаруы, м.

Құбырдың есептік жылу ұзаруы:

(5.7)

мұнда: - жылутасығыш температурасынан тәуелді коэффициент (кесте 4);

- құбыр материалының сызықтық кеңею коэффициенті (қосымша 15), мм/м.град;

- жылутасығыштың максимал температурасы (тура және кері жол үшін тура жол температурасына тең деп қабылданады), °С;

- қоршаған орта температурасы, °С.

Қоршаған орта температурасы қабылданады:

- жер үсті төсемі кезінде сыртқы ауаның ортажылдық температурасына тең (қосымша 6);

- каналсыз жер асты төсемі немесе өтілмейтін каналдарда құбыр салыну осіндегі грунт температурасына тең + 5°С;

- тоннельдердегі жерасты төсемі немесе жартылай өтпелі каналдарда каналдағы ауа температурасына тең + 40°С.

4 кесте – Құбырдың жылулық ұлғаюын есептеу коэффициенті

№№ п/п	Жылутасығыш температурасы, °С.	Коэффициент,к1.
	250 кем	0,5
	250 – 300 аралығы	0,6
	300 – 400 аралығы	0,7
	400 артық

Нақтыланған 0-1 учаскесіндегі меншікті сызықтық жоғалтулар мәні:

(5.8)

мұнда: - қосалқы есептік коэффициент (қосымша 11);

- берілген учаскедегі жылутасығыш шығыны, кг/с.

Гидравликалық есепті орындау барысында жергілікті жоғалтулар шамасын шартты учаскелердің эквиваленттік сызықтық жоғалтулары арқылы анықтайды, эквивалентті ұзындығы l_Э.

0-2 учаскесіндегі барлық жергілікті қарсыласулардың эквиваленттік ұзындығы:

(5.9)

мұнда: - қосалқы есептік коэффициент (қосымша 11);

- берілген учаскеде жергілікті қарсыласу коэффициенті суммасы

- бөлек жергілікті қарсыласу коэффициенті (қосымша 17);

п – берілген учаскедегі жергілікті қарсыласу саны.

0-1 учаскесіндегі қысым төмендеуі:

(5.10)

0-1 учаскесіндегі арын жоғалту:

(5.11)

Онда жылу жүйесінің т.1 арыны беруші және кері жолдағы арын жоғалтуын ескере отырып:

(5.12)

Осымен 0-1 учаскесін есептеу бітеді.

Есептік магистральдің қалған учаскелері аналогиялық түрде есептеледі. Мысалы, келесі 1-2 учаскесін есептеу осы учаскедегі қысым жоғалтуын бастапқы анықтаудан басталады:

1-2 учаскесі:

(5.13)

Әрі қарай 1-2 учаскесіндегі бастапқы меншікті сызықтық қысым жоғалту мәндері анықталады:

(5.14)

мұнда: - 1-2 учаскесіндегі құбыр ұзындығы, м;

- есептік магистральдің 1-2 учаскесіндегі арын жоғалту, м.

1-2 учаскесіндегі арын жоғалту:

= 1/2 (DН₁ - DН_аб ), м (5.15)

Аналогиялық ізділікте бұтақталуды есептеу жүргізіледі. Барлық есептеулер кесте 5 толтырылады.

5 кесте – Сулық жылу жүйелерінің гидравликалық есебінің кестесі

Жылу жүйесі учаскесі	Учаскедегі су шығыны	Учаскенің басындағы ұзындығы     l,м	Учаске басында арын орналас.	Жергілікті жоғалтулардың бастапқы бөлігі	Бастапқы меншікті сызықтық арын жоғалту	Учпске құбырының бастапқы диаметрі   dв,м
0-1
1-2
1-3

5 кестенің жалғасы

Учаске құбырының стандартты ішкі диаметрі	Компенсатор саны   п к	Барлық компенсатор ұшу ұзындығы   l к,м	Жергелекті қарсыласу коэффициенттер суммасы	Барлық жергілікті қарсыласу эквивалент ұзындығы   lэ ,м	Меншікті сызықтық арын жоғалту	Учаскедегі арын жоғалту   ,м

Сулық жылу жүйелерінің гидравликалық есебінде құбырдағы меншікті қысым жоғалтуларын қабылдау ұсынылған [8]:

- есептік магистраль учаскесінде жылу көзінен ең алыс абонентке дейін 80 Па/м артық емес;

- есептік магистральден бұтақталуларда қысым өзгеруіне сай, бірақ 300Па/м артық емес.

Нақты меншікті қысым жоғалтулары мүмкін етілгеннен жоғары болған жағдайда, құбыр диаметрінің стандартты үлкенірегін қабылдау керек. Гидравликалық есеп қорытындылары бойынша сулық жылу жүйесінің пьезометриялық графигі салынады (сурет 7).

7 сурет – Жылу тарататын жүйесінің пьезометриялық графигі