Файл: 1. цель и объем задания.doc

Если по территории микрорайона проложено две или более магистральных линий, необходимо, чтобы суммарные потери давления по ветвям различались не более чем на 15%

Ответвление рассчитывается как транзитный участок с заданным падением давления. Падение давления в ответвлении равно сумме падений давления на участках, расположенных от места ответвления к абоненту до конца главной магистрали, Па:

(7.5)

Определяется предварительное удельное линейное падение давления в ответвлении:

(7.6)

По этому значению рассчитывается предварительный диаметр, далее он округляется до стандартного, затем уточняется значение удельного линейного падения давления, определяются потери давления и напора аналогично расчету главной магистрали. Результаты заносятся в табл. 6.1. Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных сетей, как правило, принимаются одинаковыми.

Пример гидравлического расчета тепловой сети.

Выбрать диаметры труб двухтрубной водяной тепловой сети и определить действительные потери напоров по участкам сети, схема которой представлена на рис.7.1.

Расчет начинаем с выбора главной магистрали. Главная магистраль - это тепловая сеть от источника до абонента А. Нумерацию участков магистрали начинаем с самого дальнего от источника участка. Затем нумеруем ответвления, начиная с наиболее удаленных от источника. В данном примере длины участков заданы: l₁=600 м; l₂=400 м; l₃=500 м; l₄=400 м; l₅=300 м. Тепловые нагрузки потребителей: Q_А= 9313 кВт; Q_В= 18626 кВт; Q_С= 27905 кВт. Расчетные участки представлены на рис. 7.1.



Рис. 7.1. Расчетная схема тепловой сети.

В курсовой работе длины участков определяются в соответствии с масштабом тепловой сети, изображенной на планировке микрорайона. Тепловые нагрузки зданий (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) определены во второй главе курсовой работы. Нагрузки расчетного участка находятся путем суммирования нагрузок всех зданий нарастающим итогом, начиная с самого дальнего участка от источника. Нагрузка участка тепловой сети от котельной должна совпадать с общей нагрузкой коммунально-бытовых потребителей микрорайона. Расход сетевой воды в трубопроводах (кг/с) определяется по формуле:

---

, (7.7)

где Q – тепловая нагрузка расчетного участка, кВт;

с – теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/(кг∙град);

τ₁, τ₂ – температуры сетевой воды в подающей и обратной линиях.

При температурном графике тепловой сети 150-70 τ₁ = 150 ⁰С, τ₂ = 70 ⁰С.

Расчет главной магистрали. Наиболее удаленным от источника будет абонент А с общей тепловой нагрузкой Q₁ = 9313 кВт. Расход сетевой воды на этом участке будет:

.

Аналогично суммарная тепловая нагрузка источника будет Q₃= 55844 кВт, а расход сетевой воды G₃= 166,7 кг/с. Значения тепловых нагрузок и расходов теплоносителя по участкам магистрали заносим в табл. 7.2.

Удельные линейные потери давления по длине для участков главной магистрали принимаем R_л = 80 Па/м.

В предварительном расчете внутренний диаметр трубопровода (м) определим по формуле [1]:

(7.8)



За расчетный принимаем ближайший к нему внутренний диаметр стандартного трубопровода согласно табл.7.3 и вписываем в табл.7.2

Таблица 7.2. Гидравлический расчет тепловой сети.

№ уч.	Q, кВт	G, кг/с	l, м	Предварительный расчет			Окончательный расчет
				∆Р, Па	Rл, Па/м	d, мм	d, мм	Rл, Па/м	α	∆Р, Па	∆Н, м	∑∆Н, м
1	9313	27,8	600		80	180	184	76,2	0,100	50292	5,40	13,15
2	27939	83,4	400		80	273	309	45,1	0,174	21179	2,27	7,75
3	55844	166,7	500		80	356	359	82,0	0,245	51045	5,48	5,48
Ответвления
4	18626	55,6	400	50292	110	220	259	50,6	0,142	23114	2,48	10,23
5	27905	83,3	300	71471	203	229	259	113,7	0,173	40011	4,29	9,77

---

Таблица 7.3. Стальные трубы для теплопроводов

Условный диаметр Dу, мм	Наружный диаметр Dн, мм	Толщина стенки, мм	Внутренний диаметр Dвн, мм
32	38	2,5	33
40	45	2,5	40
50	57	3,5	51
70	76	3,5	70
80	89	3,5	82
100	108	4	100
125	133	4	125
150	159	4,5	150
175	194	5	184
200	219	6	207
250	273	7	259
300	325	8	309
300	325	9	307
350	377	9	359
350	377	10	357
400	426	9	408
400	426	6	414
450	480	7	466
500	529	8	514

Уточненное значение R_л для стандартного трубопровода определяется по формуле:

(7.9)



Можно определять диаметры и удельные линейные потери по номограммам [2].

Действительное падение давления на участке 1 (в одном направлении) рассчитаем по формуле:

∆Р = R_л·l(1- α) , (7.10)

где α – средний коэффициент местных потерь напора, который определяется по формуле:

---

, (7.11)

где G - расход теплоносителя, кг/с.

На участке 1

=0,100.

∆Р₁= 76,2·600·(1+0,100) = 50292 Па.

Для сравнительно небольших тепловых сетей (например, микрорайона) численное значение коэффициента перед радикалом в формуле (7.11) принимается 0,04. В курсовой работе следует использовать эту формулу в виде:

. (7.12)

Потери напора на участке:

, (7.13)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

ρ – плотность воды, кг/м³;

При средней температуре теплоносителя

t_ср = (150+70)/2 = 110 ⁰С ρ = 951 кг/м³ [5];

На участке 1 потери напора по формуле (7.13) будут

∆Н = .

Численные данные для участка 1 заносятся в табл.7.2 Аналогично рассчитываем другие участки главной магистрали и результаты сводим в табл.7.2, где также рассчитывается суммарная потеря напора от источника до рассматриваемого участка магистрали ∑∆Н.

Расчет ответвлений.

Ответвление рассчитывается как транзитный участок с заданным падением давления. Падение давления в ответвлении равно сумме падений давлений всех участков от места ответвления до конца магистрали.

Поэтому падение давления на участке 4 должно быть равно падению давления на участке 1, т.е. ∆Р₄=∆Р₁= 50292 Па.

Определяется удельное линейное падение давления на участке 4

по формуле (7.10):

.

Затем по известному расходу и удельному падению давления рассчитывается предварительный диаметр по формуле (7.8). Далее гидравлический расчет участка ответвления выполняется в той же последовательности, что и участков главной магистрали.

Для участка 5 падение давления в ответвлении будет:

∆Р₅=∆Р₁+∆Р₂ = 50292+21179=71471 Па;

.

---

Значения заносим в табл. 7.2 и рассчитываем окончательно участок 5 аналогично предыдущим участкам.
8. ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК
Пьезометрический график позволяет установить взаимное влияние профиля местности, высоты абонентских систем и падения давления в сети. По графику можно определить напор в подающей и обратной линиях, располагаемый напор в любой точке сети и в абонентских системах, напоры сетевого и подпиточного насосов, а также выбрать схемы присоединения систем абонентов.

Пьезометрический график строится для главной магистрали и всех ответвлений от неё. Перед построением на планировку микрорайона наносится заданный рельеф местности. Изолинии рельефа на планировке проводятся параллельно заданным сторонам прямоугольного микрорайона или параллельно его соответствующей диагонали в соответствии с заданием. Понижение местности наносится равномерными изолиниями в пределах границ района.

На пьезометрическом графике в масштабе наносятся пьезометрические высоты положения участков магистрального трубопровода по всей его длине. Строятся ответвления от магистрали ко всем домам. Наносятся высоты зданий в соответствии с их местоположением.

Давление в обратном коллекторе тепловой сети в источнике (положение точки О1) выбирается так, чтобы предотвратить явления кавитации в сетевом насосе (больше 10 – 15 м) и обеспечить залив систем отопления близко расположенных к источнику зданий, обычно 25 – 35 м. Далее от этой точки откладываются потери напора по участкам в соответствии с гидравлическим расчетом в направлении от источника к дальнему потребителю.

Располагаемый напор у последнего потребителя принимается в зависимости от типа теплового пункта. Необходимо обеспечить располагаемый перепад давлений в ИТП не менее требуемого для работы элеваторного узла (10 – 15 м), при этом расчетная потеря давления в отопительной системе не должна превышать 15 кПа (1,5 м вод. ст.).При подключении систем отопления со смесительными насосами располагаемый напор на вводе должен быть не менее удвоенных расчетных потерь напора в местной системе, но не менее 10 м вод.ст. Для ЦТП принимается располагаемый напор 25 м, при непосредственном присоединении систем отопления ≥ 5 м.

Строится линия потерь давления в подающей магистрали. В закрытых системах теплоснабжения она является зеркальным отображением пьезометрической линии обратной магистрали. В открытых системах потери давления в подающей линии больше потерь давления в обратной линии из-за наличия горячего водоразбора у абонентов.

---