Потеря давления в сети

Движение жидкости в теплопроводах происходит от сечения с боль­шим давлением к сечению с меньшим давлением за счет разности дав­ления. При перемещении жидкости расходуется потенциальная энер­гия, т. е. гидростатическое давление на преодоление сопротивлений от трения о стенки труб и от завихрений и ударов при изменении скорости и направления движения в фасонных частях, приборах и арматуре.

Падение давления, обусловленное сопротивлениями трения о стен­ки труб, является линейной потерей; падение давления, вызванное ме­стными сопротивлениями, — местной потерей.

Падение давления Δр, Па, вызванное трением и местными сопротив­лениями, измеряется в долях динамического давления и выражается формулой, известной из курса гидравлики

где

Z—падение давления при преодолении местных сопротивле­ний, Па;

На основании формул (V.2) и (V.3) составлены таблицы и номо­граммы для гидравлического расчета теплопроводов. Для примера в со­кращенном виде эти таблицы приведены ниже (табл. V.1 и V.2). Величину первого сомножителя в формуле V.

откуда расход жидкости, отвечающий скорости в теплопроводе I м/с, может быть определен по формуле

где G—расход жидкости в теплопроводе, кг/ч.

Подставляя значение w в уравнение (V.1), получим:

где А — удельное динамическое давление, Па/(кг/ч)2, в теплопроводе, возникающее при протекании 1 кг/ч жидкости с плотностью р, кг/м3, причем

Если при расчетах систем отопления принять плотность теплоноси­теля (жидкости) постоянной, что ведет к погрешности, лежащей за пре­делами практической точности расчета, то величины G/ω и А могут быть определены как постоянные для теплопровода заданного диаметра. Значения этих величин при плотности воды 972 кг/м3 (что отвечает ее температуре 80° С) для труб по ГОСТ 3262—62 и ГОСТ 10704—63, применяемых в системах отопления, даны в приложении 1.

Использование в расчетах постоянного отношения G/ω позволяет по заданному расходу теплоносителя и диаметру теплопровода опреде­лить скорость теплоносителя делением расхода на эту величину; ис­пользование постоянной величины А позволяет определить потери дав­ления в теплопроводе по заданному расходу, минуя определение ско­рости.

Обозначив в уравнении (V.6)

получим:

где S —характеристика сопротивления сети, равная потере давления в ней при расходе жидкости 1 кг/ч, Па/(кг/ч)2.

Величина называется проводимостью сети и обозначается

Проводимость равна расходу в сети, кг/ч, при перепаде давлений в 1 Па и имеет размерность кг/(ч-Па0’5).

Используя понятие проводимости, получим;

Величина А относится лишь к определенному участку сети с неиз­менным диаметром, а значения 5 и о могут быть отнесены как к отдель­ному участку сети, так и к любой части ее, состоящей из нескольких последовательно и параллельно соединенных участков, а также ко всей разветвленной сети в целом.

Сумма потери давления в сети из двух или более последовательно соединенных участков сети с неизменным расходом (Gi = G2) равна сумме потери давления на этих участках, т. е.

Выражая потери давления через характеристики сопротивления и рас­ходы, получим:

откуда следует:

Таким образом, суммарная характеристика сопротивления последо­вательно соединенных участков сети равна сумме характеристик сопро­тивления составляющих ее участков.

В параллельно соединенных участках сети, при отсутствии в них разности естественных давлений (t=const), потеря давления в каж­дом участке одинакова (Δp1=Δр2)

Суммарный расход, кг/ч, в этих участках

Выражая расход через проводимость и потерю давления, получим:

i

Откуда следует: '

Таким образом, суммарная проводимость параллельно соединенных участков сети равна сумме проводимостей этих участкор.

Из условия равенства потери давления на параллельно соединен­ных участках следует:

откуда

т. е. при отсутствии естественного циркуляционного давления расходы в параллельных участках сети пропорциональны их проводимостям. Из уравнений получим: