Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов

Систем водяного отопления

Целью гидравлического расчёта является определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчётном циркуляционном давлении, установленном для данной системы [11].

Гидравлический расчёт теплопроводов систем водяного отопления выполняют различными методами. Наибольшее распространение получили методы расчёта теплопровода по удельным потерям и по характеристикам сопротивления.

Первый метод заключается в раздельном определении потерь давления на трение и в местных сопротивлениях. При этом диаметры теплопроводов определяют при постоянных перепадах температуры воды во всех стояках и ветвях, равных расчётному перепаду температуры воды во всей системе.

Во втором методе устанавливают распределение потоков воды в циркуляционных кольцах системы и получают неравные перепады температуры воды в стояках и ветвях. Предварительно выбирают диаметр теплопровода на каждом расчётном участке с учётом допустимых скоростей движения воды.
Расчётным участком называют участок теплопровода с неизменным расходом теплоносителя.

При расчёте главного циркуляционного кольца (наиболее неблагоприятного в гидравлическом отношении циркуляционного контура) рекомендуется предусматривать запас давления на неучтенные сопротивления, но не более 10 % расчётного давления.

Методика гидравлического расчёта теплопровода систем водяного отопления[11].

1. До гидравлического расчёта теплопроводов выполняют аксонометрическую схему системы отопления со всей запорно-регулирующей арматурой. К составлению такой схемы приступают после того, как: подсчитана тепловая мощность системы отопления здания; выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения; размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы, горячие и обратные стояки, а на планах чердака и подвала – подающие и обратные магистрали; выбрано место для теплового пункта или котельной; показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного бака и приборов воздухоудаления. На планах этажей, чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы, а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруют все расчётные участки циркуляционных колец – участки труб, а также указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка. Сумма длин всех расчётных участков составляет величину расчётного циркуляционного кольца.

2. Выбирают главное циркуляционное кольцо. В тупиковых схемах однотрубных систем за главное принимается кольцо, проходящее через дальний стояк, а в двухтрубных системах – кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего стояка. В последнем случае общая длина расчётного циркуляционного кольца Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – наибольшая, а расчётное циркуляционное давление Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – наименьшая, тогда и отношение Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , определяющее давление на 1 м длины, здесь будет наименьшим. При попутном движении воды наиболее неблагоприятным в гидравлическом отношении является кольцо, проходящее через один из средних наиболее нагруженных стояков.

3. Определяют расчётное циркуляционное давление Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru (4.1)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – циркуляционное давление, создаваемое насосом или элеватором, Па; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчётных условиях; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – естественное циркуляционное давление, возникающее за счёт охлаждения воды в отопительных приборах, Па; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – естественное циркуляционное давление, вызываемого охлаждением воды в теплопроводах, Па; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – расчётное циркуляционное давление, Па.

При типовом проектировании Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru принимают равным 10 … 12 кПа, а при подключении системы отопления к тепловым сетям Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru рассчитывают по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.2)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – давление, которое необходимо иметь перед элеватором для обеспечения нормальной его работы, кПа; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – коэффициент смешения.

При наличии циркуляционных насосов Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru принимают по их характеристикам, а диаметры теплопроводов – по допустимым скоростям движения воды. Рекомендуется для двухтрубных систем принимать Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , для однотрубных систем Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru . Естественное давление Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru и Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru можно не учитывать, если оно составляет не более 10 % давления, создаваемого механическим побуждением. В системах отопления многоэтажных зданий Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru в большинстве случаев является основным по величине, а Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru – дополнительным. Только в одноэтажных зданиях основным является Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru . В системах с естественной циркуляцией величина Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru является расчётным циркуляционным давлением.

4. При расчёте по методу удельных потерь давления для предварительного выбора диаметров теплопроводов определяют среднее значение удельного падения давления по главному циркуляционному кольцу

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.3)

где k - коэффициент, учитывающий долю потери давления на местные сопротивления от общей величины расчётного циркуляционного давления
( Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - для систем отопления с искусственной циркуляцией, Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - для систем отопления с естественной циркуляцией); Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - общая длина расчётного циркуляционного кольца, м; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - расчётное циркуляционное давление, Па.

5. Определяют расходы воды на расчётных участках

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.4)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой, Вт; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - теплоёмкость воды, кДж/(кг×К); Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - перепад температур воды в системе, °С; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счёт округления сверх расчётной величины (принимается по табл. 4.3); Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений (принимается по табл. 4.4).

Таблица 4.3 – Значения коэффициента Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru

Шаг номенклатурного ряда отопительных приборов, кВт Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,3 1,02 1,03 1,04 1,06 1,08 1,13

Примечание. Для отопительных приборов помещения с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт следует принимать вместо Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru коэффициент Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru .

Таблица 4.4 – Значения коэффициента Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru

Отопительный прибор Значение Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru при установке прибора
у наружной стены, в том числе под световым проёмом у остекления светового проёма
Радиатор: чугунный секционный; стальной панельный.   1,02 1,04   1,07 1,10
Конвектор: с кожухом; без кожуха.   1,02 1,03   1,05 1,07

Ориентируясь на полученное значение Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru и определив количество воды Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , кг/ч, можно с помощью расчётной таблицы (см. таблица Б1) подобрать оптимальные диаметры труб расчётного кольца. Все данные, получаемые при расчёте теплопровода, заносят в специальную табл. 4.5.

При расчёте отдельных участков теплопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчётным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления отопительных приборов, котлов и подогревателей учитывают поровну в каждом примыкающем к ним теплопроводе.

Если по произведённому расчёту с учётом запаса до 10 % расходуемое давление в системе будет больше или меньше расчётного давления Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , то на отдельных участках кольца следует изменить диаметр труб.

После расчёта главного циркуляционного кольца рассчитывают параллельные циркуляционные кольца, которые состоят из участков главного кольца (уже рассчитанных) и дополнительных (не общих) участков, еще не рассчитанных. Проводится «увязка» потерь давления, т.е. получение равенства потерь давления на параллельно соединенных дополнительных участках других колец и не общих участках главного циркуляционного кольца.

Согласно СНиП 41-01-2003, невязка потерь давления в циркуляционных кольцах (без учёта потерь давления в общих участках) не должна превышать 5 % при попутной и 15 % при тупиковой разводке теплопроводов систем водяного отопления в расчёте с постоянными разностями температур в подающей и обратной магистралях.

Для однотрубной системы с замыкающими участками расход в приборах определяется с учётом коэффициента затекания воды в приборы, представляющего собой отношение массы воды, затекающей в прибор, к общей массе воды, проходящей по стояку

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ,

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - масса воды, поступающей в прибор, кг/ч; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - масса воды, проходящей по стояку, кг/ч.

Пример 4.1. Провести гидравлический расчёт двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и попутным движением воды (рис. 4.4) [11]. Система присоединена к тепловой сети через элеватор. Располагаемое давление в тепловой сети на вводе в здание Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru . Температура воды в подающей линии тепловой сети Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru °С, в обратной - Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru °С. Температура воды, поступающей в систему Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru °С, на выходе из системы Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru °С. Тепловые нагрузки, длина расчётных участков и другие данные показаны на рис. 4.4.

Порядок расчёта. Главное циркуляционное кольцо проходит через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного среднего стояка 3, поскольку система отопления – с попутным движением воды.

Расчётное циркуляционное давление Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru для главного циркуляционного кольца определяем по формуле (4.1) с учётом формулы (4.2).

В данном примере оно равно

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru .

Коэффициент смешения u определяем по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru .

Подставим численные значения всех величин в выражение для Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , тогда

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ,

где Е = 0,4 – коэффициент соответствующей для двухтрубной системы. Расстояние от центра расчётного прибора до центра элеватора теплового пункта h = 2 м; разность Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru (приложение В). Естественное давление Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru для главного циркуляционного кольца по приложению Г равно 125 Па.

Определяем ориентировочную удельную потерю давления на трение по формуле (4.3)

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ,

где k = 0,35 – предполагаемая доля потерь на трение в общих потерях давления в теплопроводах системы с искусственной циркуляцией.

Таблица 4.5 – Результаты гидравлического расчёта теплопроводов системы водяного отопления

По схеме трубопроводов Предварительный расчёт Окончательный расчёт
№ участка Тепловая нагрузка Q, Вт Длина участка l, м Расход теплоносителя Gуч, кг/ч Диаметр d, мм Скорость движения теплоносителя w, м/с Удельная потеря давления R, Па/м Потеря давления на трение Rl, Па Сумма коэффициентов местных сопротивлений Sx Потеря давления в местных сопротивлениях Z, Па Суммарные потери давления на участке Rl+Z, Па d, мм w, м/с R, Па/м Rl, Па Sx Z, Па Rl+Z, Па
                                   
                                   

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru

Рис. 4.4. Расчётная аксонометрическая схема двухтрубной водяной системы

Для расчёта теплопроводов используем приложение Б. Количество воды Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , кг/ч, протекающей по каждому участку циркуляционного кольца, определяем по формуле (4.4).

Результаты расчёта по всем участкам записываем в бланк специальной формы (табл. 4.4, 4.5). По найденным расходам на участках и величине Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru по приложению Б устанавливают фактические удельные потери давления на трение R, диаметры труб и скорости движения воды w, заносят их значения в графы 7, 5, 6 табл. 4.6. При этом возможны большие расхождения между Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru и R, особенно на расчётных участках с малыми расходами. Заниженные потери на этих участках должны быть компенсированы некоторым завышением потерь давления на других участках. Определяют потери давления на трение по всей длине участка Rl и заносят их величину в графу 8, табл. 4.6.

Коэффициенты местного сопротивления на каждом участке определяем по приложению Д, значения Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru заносим в графу 9, табл. 4.6. Перечень местных сопротивлений по участкам главного циркуляционного кольца приведён в табл. 4.7. По скорости w, используя приложение Е, определяем значение динамического давления pд и по формуле (4.5) находим потери давления в местных сопротивлениях Z (результат заносим в графу 17, табл. 4.6).

Потери давления на преодоление местных сопротивлений, Па, определяют по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.5)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке теплопровода (приведены в приложении Д), величина безразмерная; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - динамическое давление воды в данном участке теплопровода, pд, Па.

Имея значения Rl и Z, определяем суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru и сравниваем со значением Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru . Как видно из табл. 4.6, невязка по предварительному расчёту оказалась недопустимо большой 21,2 %, поэтому следует изменить диаметры участков, на которых фактические удельные потери давления на трение намного завышены относительно Rср. Как видно из табл. 4.6, таким является участок 5. Изменив диаметр теплопровода на этом участке на 25 мм, выполняем перерасчёт. В результате запас давления составил 9,7 % (таблица 4.6), что допустимо Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru .

Таблица 4.6 – Результаты гидравлического расчёта теплопроводов системы водяного отопления

По схеме трубопроводов Предварительный расчёт Окончательный расчёт
№ участка Тепловая нагрузка Q, Вт Длина участка l, м Расход теплоносителя Gуч, кг/ч Диаметр d, мм Скорость движения теплоносителя w, м/с Удельная потеря давления R, Па/м Потеря давления на трение Rl, Па Сумма коэффициентов местных сопротивлений Sx Потеря давления в местных сопротивлениях Z, Па Суммарные потери давления на участке Rl+Z, Па d, мм w, м/с R, Па/м Rl, Па Sx Z, Па Rl+Z, Па
Главное циркуляционное кольцо (через прибор первого этажа стояка 3) Расчётное циркуляционное давление Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru Па
90,9 0,135 3,25 31,2 143,2 - - - - - - -
290,9623 0,417 86,3 326,3 - - - - - - -
356,4288 0,271 36,29 386,29 - - - - - - -
6,5 494,6359 0,392 968,89 1108,89 - - - - - - -
974,7237 0,379 282,44 2382,44 - - - - - - -
0,5 669,2130 0,328 2,5 142,2 182,2 - - - - - - -
974,7237 0,267 1,5 54,4 414,4 - - - - - - -
494,6359 0,392 968,89 1808,89 - - - - - - -
360,0658 0,271 36,29 526,29 - - - - - - -
5,5 294,5993 0,436 95,13 1525,13 - - - - - - -
90,92571 0,135 3,25 31,2 143,2 - - - - - - -
  Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru    

Для 1 участка записываем во 2 и 3 графы табл. 4.6 значение тепловой нагрузки и длину участка из рис. 4.4. Далее делаем предварительный расчёт. Расход теплоносителя для 1 участка находим по формуле (4.4)

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru кг/ч,

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - тепловая нагрузка 1 участка берём из рис. 4.4, Вт; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - теплоёмкость воды, равная 4,2 кДж/(кг×К); Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - перепад температур воды в системе, °С; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счёт округления сверх расчётной величины (принимается по таблице 4.3) Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений (принимается по табл. 4.4). Записываем полученные значения расхода в графу 4.

По Rср и Gуч из таблиц, приведённых в приложении Б следует подобрать диаметры труб участков, обеспечивающих заданный расход воды, и занести их в графу 5 табл. 4.6. В графы 6 и 7 из тех же таблиц заносят действительные значения скорости движения воды и удельных потерь на трение на расчётном участке. В графу 8 заносят потери на трение в гладких трубах на расчётном участке. В графу 9 заносят сумму коэффициентов местных сопротивлений, которые подсчитаны в табл. 4.7 с использования приложения Д. Из таблицы приведённой в приложении Е по скорости воды w на расчётном участке определяют динамическое давление pд, Па, а затем рассчитывают потери давления в местных сопротивлениях по формуле (4.5); результат заносят в графу 10.

Для 1 участка w = 0,135 м/с по приложению Е находим динамическое давление pд = 9,61 Па, далее рассчитываем потери давления в местных сопротивлениях по формуле (4.5)

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru Па.

Суммируя величины графы 8, находим потери на трение в трубах расчётного кольца Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , Па, суммируя значения графы 10 – потери давления в местных сопротивлениях того же кольца Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , Па. Общие потери давления в расчётном кольце будут равны сумме: Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru и запишем найденные значения в графу 11.

Проверяем запас давления в процентах

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ,

что допустимо.

Таблица 4.7 – Коэффициенты местных сопротивлений на участках главного циркуляционного кольца (через стояк 3)

№ участка d, мм Предварительный расчёт Окончательный расчёт
местные сопротивления коэффициент местных сопротивлений d, мм коэффициент местных сопротивлений
½ отопительного прибора РСВ1 Отвод под 90° Тройник на ответвлении 0,25     1,5   1,5 - -
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
Тройник проходной - -
Тройник проходной - -
Отвод под 90° Вентиль Тройник на ответвлении 1,5   1,5 - -
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
4 отвода под 90°   Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
Тройник на ответвлении Внезапное расширение   1,5   - -
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
Отвод под 90° Внезапное сужение   0,5 - -
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
Тройник на ответвлении Вентиль Отвод под 90°     1,5 1,5   1,5
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru
Тройник проходной - -

Окончание таблицы 4.7

Тройник проходной - -
Тройник на ответвлении Отвод под 90° ½ отопительного прибора РСВ1     1,5 1,5   0,25 - -
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru

4.5. Гидравлический расчёт системы водяного отопления методом
сложения характеристик сопротивлений

Метод сложения характеристик сопротивления применяют при проектировании насосных вертикальных и горизонтальных одно­трубных систем, а также вертикальных двухтрубных систем с кранами повышенного сопротивления [5].Гидравлический расчёт может производиться для постоянного или переменного перепада температуры в стояках с учётом заданной проводимости труб.

При гидравлическом расчёте по указанной методике потери давления на каждом расчётном участке от трения и в местных сопротивлениях определяют по формуле, Па:

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ;

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - расход воды на участке, кг/ч, определяемый по формуле (4.4);
Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - характеристика сопротивления участка, Па/(кг/ч)2;

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.6)

здесь AД - удельное динамическое давление в трубе на участке при внутреннем диаметре dв и расходе 1 кг/ч, выбираемое по табл. 4.9; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - приведённый коэффициент гидравлического трения м-1, принимаемый по табл. 4.9; lуч - длина участка, м; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Рассмотрим последовательность выполнения гидравлического расчёта методом сложения характеристик при равном перепаде температуры теплоносителя в стояках [5].

1. Перед выполнением гидравлического расчёта конструируется однотрубная система водяного отопления из унифицированных узлов и на построенной схеме выбирается главное циркуляционное кольцо, которое делится на расчётные участки с указанием расхода теплоносителя на участке Gуч, кг/ч, длины участка lуч, м, диаметра труб Dу, мм.

При выполнении гидравлического расчёта используется табличная форма записи (табл. 4.10).

2. Выбирается располагаемый перепад давления Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , Па, в однотрубной системе отопления.

Таблица 4.9 – Таблица для расчёта по формуле 4.6

Диаметр условного прохода, мм Расход воды G, кг/ч, при скорости w = 1 м/с AД×104, Па/(кг/ч)2 Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , м-1 Sуд ×104, Па/м(кг/ч)2
ГОСТ 3262-75*
26,50 3,60 95,40
10,60 2,70 28,62
3,19 1,80 5,74
1,23 1,40 1,72
0,39 1,00 0,39
0,23 0,80 0,18
0,082 0,55 0,045
ГОСТ 10704-91
0,113 0,60 0,068
0,0269 0,40 0,0108
0,0142 0,30 0,0043
0,00642 0,23 0,00148
0,00265 0,18 0,00048
0,00135 0,15 0,00020

3. При предварительном выборе диаметра трубы (табл. 4.9) для участка вычисляется удельная характеристика сопротивления Па/(кг/ч)2×м:

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.7)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - ориентировочный расход воды на участке, кг/ч, определяемый по формуле (4.4); Rcp- среднее значение удельной потери давления от трения в расчётном кольце, определяемое по формуле (4.3).

4. Выполнение гидравлического расчёта начинается с самого удаленного и нагруженного стояка в тупиковой системе и с самого нагруженного стояка в системе водяного отопления с попутным движением теплоносителя.

Диаметры труб стояка назначают, сопоставляя полученное по формуле (4.7) значение Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru со значением Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru для стандартных диаметров труб (см. табл. 4.9). Для обеспечения тепловой устойчивости системы отопления принимается для стояков меньший ближайший диаметр, с последующей проверкой скорости движения воды в трубопроводах стояка (см. ниже п. 9). Возможна конструкция стояков из труб двух различных смежных диаметров. Принятый диаметр труб записывается в графу 5 табл. 4.10.

5. По выбранному диаметру стояка принимаются по табл. 4.11 диаметры подводки и замыкающего участка узла отопительного прибора.

Таблица 4.10 – Ведомость гидравлического расчёта системы водяного отопления методом сложения характеристик сопротивления при равном перепаде температуры теплоносителя в стояках

Исходные данные Расчётные данные
Номер расчётного участка Типовая нагрузка на участке Qуч, Вт Длина участка lуч, м Расход воды на участке G, кг/ч Диаметр трубопровода на участке dу, мм Приведённый коэффициент гидравлического трения l/dв, м-1 lуч×l/dв Удельное динамическое давление AД×104, Па/(кг/ч)2 Характеристика сопротивления участка Sуд, Па/(кг/ч)2 Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке Sxуч, Па Потери давления на участке Dpуч, Па Суммарные потери давления в главном циркуляционном кольце Dpсо, Па

Таблица 4.11 – Рекомендуемые диаметры трубопроводов узла нагревательного прибора

Наименование узла стояка Диаметр труб Dу, мм
стояка замыкающего участка подводки
Этажестояк с осевым обходным участком и трехходовым краном
Этажестояк со смещённым обходным участком 25/20
Этажестояк с осевым замыкающим участком и краном типа КРП
Этажестояк со смещённым замыкающим участком и краном типа КРП
Этажестояк проточный - - -

Окончание таблицы 4.11

Узел верхнего этажа при нижней разводке и трехходовом кране 25/20
То же 25/20
Узел верхнего этажа при нижней разводке и кране типа КРП
То же

6. После выбора диаметра труб и типа отопительного прибора определяется характеристика сопротивления стояка по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.8)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - характеристика сопротивления трубных узлов стояка однотрубной системы отопления; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - характеристика сопротивления приборных узлов стояка однотрубной системы отопления определяемая по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.9)

здесь Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - характеристика сопротивления подводок к отопи­тельному прибору, Па/(кг/ч)2; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - характеристика сопротивления отопительного при­бора длиной 1 м, Па/(кг/ч)2; l - длина прибора, м.

7. По характеристике сопротивления стояка Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru и расходу теплоносителя в стояке Gст (см. уравнение (4.4)) вычисляют потери давления в стояке. Па, по формуле

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , (4.10)

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - характеристика сопротивления стояка, определяемая по формуле (4.8).

8. Затем производится гидравлический расчёт магистральных участков главного циркуляционного кольца. Предварительный выбор диаметра производится путём сопоставления значения Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru , полученного по формуле (4.7), со значением Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru для стандартных диаметров труб (см. табл. 4.9). С целью повышения тепловой устойчивости системы отопления для магистралей принимается ближайший больший диаметр труб (значение заносится в графу 5 табл. 4.10).

9. Затем проверяется по (табл. 4.12) скорость движения воды при выборе диаметра труб по табл. 4.9, в которой приведены расходы воды при скорости 1 м/с. Например, расход воды в трубе Dy = 15 мм составляет 560 кг/ч, тогда скорость движения воды w = 560 : 690 = 0,79 м/с.

Таблица 4.12 – Допустимая скорость движения воды в трубах систем водяного отопления

Допустимый уровень звука ZA, дБ(А) Скорость движения теплоносителя, м/с, при большем из коэффициентов местного сопротивления арматуры на трубах, примыкающих к помещению при коэффициентах местного сопротивления
до 5
1,5/- 1,1/0,7 0,9/0,55 0,75/0,5 0,6/0,4
1,5/- 1,5/1,2 1,2/1,0 1,05 0,85/0,65
1,5/- 1,5/1,5 1,5/1,1 0,8 1,0/0,8
1,5/- 1,5/1,5 1,5/1,5 1,2/0,95 1,3/1,2
45 и более 1,5/- 1,5/1,5 1,5/1,5 1,5/1,5 1,5/1,4

Примечание: В числителе даны значения скоростей воды при всех видах арматуры, кроме прямых вентилей; в знаменателе – при прямых вентилях.

10. В соответствии с предварительно выбранным диаметром труб на магистральных участках (см. табл. 4.9) принимаются значения АДи l/Dy на 1 м трубы (запись - в графы 6 и 8 табл. 4.10).

11. Определяются на расчётных участках магистральных труб сопротивление от трения lуч×l/Dy и значения коэффициентов местных сопротивлений Sxуч (запись в графы 7 и 10 табл. 4.10).

12. Далее определяются значения Sуч по формуле (4.6), (результаты записываются в графу 9 табл. 4.10) и Gуч по формуле (4.4) (данные заносятся в графу 3 табл. 4.10). После вычисления значения Sуч и Gуч по формуле (4.10) рассчитываются потери давления на участках магистральных труб главного циркуляцион­ного кольца (запись - в графу 11 табл. 4.10).

13. Суммарные потери давления на участках магистральных труб главного (второстепенного) циркуляционного кольца опре­деляются по формуле, Па

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru ,

где Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - значения характеристик сопротивления участков магистральных труб главного (второстепенного) циркуляционного кольца, Па/(кг/ч)2; Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru - расход воды на участках магистральных труб главного (второстепенного) циркуляционного кольца, кг/ч.

14. Определяются общие потери давления, Па, по значениям Sст и Sуч, Gст и Gуч на каждом расчётном участке, дальнем тупиковом стояке и главном циркуляционном кольце

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru .

15. После предварительного выбора диаметров труб стояка и на участках магистралей главного циркуляционного кольца выполняется гидравлическая увязка при этом должно выполняться условие

Основные принципы гидравлического расчёта теплопроводов - student2.ru .

Вел

Наши рекомендации