Файл: Департамент научнотехнической политики и образования федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования иркутский государственный аграрный университет.docx

По номограмме d = 359 мм, R = 65 Па/м, имеется 1 тройник, 1 задвижка, 15 компенсаторов и колен

l_э = 25 + 5,1 + 15(5 + 14) = 315 м l_n = l + l_э = 3000 + 315 = 3315 м

P = R_Л ∗ l_n = 65 ∗ 3315 = 215475Па

215475



Участок 6-8

Располагаемый напор – разность располагаемого напора в точке 2 и потерь на участке 2-6:

H = 81.4 − 52,2 − 23,5 = 5,7м; Р = H ∗ g = 5,7 ∗ 947 ∗ 9,81 = 52953 Па l_п = 1000 ∗ 1.1 = 1100 м



По номограмме – d = 309 мм, R = 18 Па/м; 1 тройник, 2 задвижки, 5 сальниковых компенсаторов и сварных трехшовных колен l_э = 20 + 2 ∗ 4,34 + 5(4,2 + 8,4) = 91,7 м l_n = l + l_э = 1000 + 91,7 = 1092 м

P = R_Л ∗ l_n = 18 ∗ 1092 = 196565Па

196565



Участок 6-7

H = 81.4 − 52,2 − 5,7 = 23,5м;

Р = H ∗ g = 23,5 ∗ 947 ∗ 9,81 = 218316 Па l_п = 2000 ∗ 1.1 = 2200 м



По номограмме d = 309 мм, R =82 Па/м, имеется 1 тройник, 2 задвижка,

10 сальниковых компенсаторов и сварных трехшовных колен l_э = 8,4 + 2 ∗ 4,2 + 10(4,2 + 8,4) = 142,8 м

l_n = l + l_э = 2000 + 142,8 = 2142,8 м

P = R_Л ∗ l_n = 82 ∗ 2143 = 175726Па

175726



Участок 3-4

H = 81.4 − 66,3 = 15,1м;

Р = H ∗ g = 15,1 ∗ 947 ∗ 9,81 = 140280 Па l_п = 2000 ∗ 1.1 = 2200 м



По номограмме d = 359 мм, R =80 Па/м, имеется 1 тройник, 2 задвижка,

10 сальниковых компенсаторов и сварных трехшовных колен

l_э = 25 + 2 ∗ 5,1 + 10(5 + 14) = 216,02 м l_n = l + l_э = 2000 + 216,02 = 2216,02 м

P = R_Л ∗ l_n = 80 ∗ 2216 = 177280Па



Таблица 9 – Сводная (результирующая) расчетная таблица

Участок	G, кг/с	l, км	Предварительный расчет										Окончательный расчет
			δH, м	R, Па/м			d, мм		d, мм		R,Па/ м		lэ, м		lп, м			δР, Па		δH, м	ΣδH, м
			МАГИСТРАЛЬ
0-1	512	4	-	-			-		600		60		606,74		4606.74	276404				29,7		29,7
1-2	358,4	3	-	-			-		514		62		368,35		3368,35	208837				22,5		52,2
2-3	204,8	2	-	-			-		408		60		186,32		2186,32	131179				14,1		66,3
3-9	76,8	3	-	-			-		309		45		199,08		3119,08	140358				15,1		81,4
					ОТВЕТВЛЕНИЯ
1-5	153,6	3	51.7		145.5	359		359		70		365		3365			235550		25,3				-
2-6	153	3	-		-	359		359		65		315		3315			215475		23,2				-
6-8	51,2	1	5,7		48,1	309		309		18		91,7		1092			196565		21,1				-
6-7	102,4	2	23,5		99,2	309		309		82		142,8		2142,8			17572 6		18,9				-
3-4	128	2	15,1		63,7	359		359		80		216,02		2216,02			17728 0		19,08				-

---

---

3.2.4 Построение графика давления

Определение масштабов расстояний и напоров:

Максимальное расстояние- 4+3+2+2+1=12 км

Базовый напор- 2*81,4+20+20+12=214,8 м

Выбранный масштаб для построения графика давлений: 1см-0,5км и 1 см-20 м вод.ст.

Пьезометрический график тепловой сети представлен в приложение3.

Часть 4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

4.1 Задание

Рассчитать толщину изоляции δи с коэффициентом теплопроводности λ = 0,1 Вт/м∙К для всех участков тепловой сети, исходя из обеспечения падения температуры воды в прямой трубе ∆t ≤ 1 °С/км. Прокладка трубопроводов на участках 0-1, 1-2 и 1-5 надземная, на остальных подземная бесканальная, глубина заложения оси трубы h = 2,5(d + 2δи). Расчетную температуру грунта на этой глубине принять tг = 0 °C, коэффициент теплопроводности грунта λг = 1,5 Вт/(м∙К). Расчетная скорость ветра w = 5 м/с, коэффициент лучеиспускания поверхности изоляции в воздуха с = 4,8 Вт/(м2 ∙К 4 ). За расчетную температуру воздуха принять tно, температура воды в прямом трубопроводе тепловой сети tс1 задана в приложении 1.

Термическими сопротивлениями теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубопровода и теплопроводности стальной стенки трубы пренебречь, поскольку они заведомо несопоставимо малы по сравнению с термическими сопротивлениями теплоизоляции трубопровода и грунта. Расход воды для расчета ее остывания при движении по трубопроводу – из таблицы 8 гидравлического расчета в части 3. Рекомендуется вести расчет итерационным методом, задаваясь предварительно толщиной изоляции (например, δи = 0,25d) и коэффициентом теплоотдачи с поверхности изоляции при надземной прокладке (например, α = 25 Вт/(м2 ∙К)).

Допустимую невязку заданных и полученных значений δ и α принять ≤ 1,5%.

4.2 Расчет

4.2.1 Надземная прокладка

Участок 1-5:

Термическое сопротивление теплопередачи R в системе «сетевая вода – наружный воздух» складывается из сопротивления теплопроводности изоляции R1 и сопротивления теплоотдаче от 47 изоляции к воздуху R2:

мК/Вт

где d- наружный диаметр трубы, м.

---

d_в=0.359м, δ_и-толщина изоляции, предварительно принимается, δ_и = 0,25d = 0,25 ∗ 0,359 = 0,09 м

Примем δ_с = 9мм, отсюда d_н=379 м



0,641 мК/Вт

Температура поверхности изоляции:



Приведенный коэффициент теплоотдачу излучением от поверхности изоляции в воздух:



Коэффициент теплоотдачи конвекций от поверхности тепловой изоляции к воздуху:



Коэффициент суммарной теплоотдачи:

α = α_л + α_к = 2,8 + 17,1 = 19,9 Вт/м²К

Уточненное термическое сопротивление теплоотдаче:



Уточненное термическое сопротивление теплопередаче:

R = R₁ + R₂ = 0,618 + 0,028 = 0,646 мК/Вт

Погрешность расчета в первом приближении составила:

соответственно, при дальнейших расчетах

можно ограничиваться одной итерацией, принимая α = 19,9 м∙К/Вт.

Линейные тепловые потери трубопровода:



Снижение температуры сетевой воды:



где G – расход воды на участке 1-5; G = 153.6 кг/с; с – теплоемкость воды при tс1 = 150 °С; из таблицы приложения 6 с = 4,813 кДж/(кг·К);



Участок 0-1:

d=0,600 м, ????_и = 0,25???? = 0,25 ∗ 0,600 = 0,15 м

Примем ????_с = 9мм, отсюда d_н=612 м



0,649 мК/Вт

Температура поверхности изоляции:



Принимаем ???? = 19,9 Вт/м²К

Уточненное термическое сопротивление теплоотдаче:

---

Уточненное термическое сопротивление теплопередаче:

???? = ????₁ + ????₂ = 0,635 + 0,017 = 0,652 мК/Вт

Погрешность расчета в первом приближении составила:



Линейные тепловые потери трубопровода:



Снижение температуры сетевой воды:



Участок 1-2:

d=0,514 м, ????_и = 0,25???? = 0,25 ∗ 0,514 = 0,13 м

Примем ????_с = 4,5мм, отсюда d_н=520 м



0,662 мК/Вт

Температура поверхности изоляции:



Принимаем ???? = 19,9 Вт/м²К

Уточненное термическое сопротивление теплоотдаче:



Уточненное термическое сопротивление теплопередаче:

???? = ????₁ + ????₂ = 0,645 + 0,018 = 0,663 мК/Вт

Погрешность расчета в первом приближении составила:



Линейные тепловые потери трубопровода:



Снижение температуры сетевой воды:



Таблица 10 – Результаты расчета надземной прокладки

№ учас тка	Диаметр трубы, м			Толщина изоляции δ, м		Термическое сопротивление, м·К/Вт							Тепло вые потери ql , Вт/м			Снижени е температ уры воды δt, °С/км
						теплопров одности и изоляции R1		теплоотда чи R2		суммар ное R
	внутр енний dв	наружн ый d
0-1	0,600	0,612	0,15		0,649		0,017		0,652		274			0,11
1-2	0,514	0,520	0,13		0,662		0,018		0,663		269			0,10009
1-5	0,359	0,379	0,09		0,641		0,028		0,646		277			0,37

---