Гидравлический расчёт тепловой сети

Задачей гидравлического расчёта является определение диаметров трубопроводов и потерь давления на участках и в целом в тепловой сети. Расчёт состоит из предварительного и окончательного. В предварительном расчёте не известен характер и количество местных сопротивлений. Они оцениваются и приближенно, через коэффициент α, принимается по источнику[2].

При заданном перепаде давления по всей сети определяю средние удельные потери давления по трассе R_ср, Па/м

(15)

где ∆Н_сут – располагаемый напор в точке подключения, м, равный разности заданных давлений в подающей Н_п(сут) и обратной Н_о(сут) магистралях;

∆Н_аб – требуемый располагаемый напор на абонентском вводе, м, принимают ∆Н_аб = 15…20 м;

α – коэффициент, определяющий долю потерь давления в местных сопротивлениях от линейных потерь:α=0,3

Σ l – общая длина расчетной магистрали тепловой сети от точки подключения до наиболее удаленного абонента: Σ l= 338 м.

Исходя из расходов теплоносителя на участках и средних удельных потерь давления, по таблицам гидравлического расчета нахожу диаметры теплопроводов D_н×S, действительные удельные потери давления на трение R, Па/м.

Потери давления на участках, ∆Р_с,Па, определяются по формуле

∆Р_с=R×l_пр; (16)

гдеR – удельные потери давления, Па/м, принимаем по [6] одновременно с выбором диаметра трубопровода. При выборе диаметра удельные потери давления на основной магистрали допускается принимать до 80 Па/м на ответвлениях до 300 Па/м;

l_пр-приведённая длина, м.

l_пр=l+l_э; (17)

где l_э-эквивалентная длина, м;

l – длина трубопроводов.

Для построения пьезометрического графика потери давления на участках переводим в м.вод.ст по формуле

; (18)

гдеg – ускорение свободного падения, можно применить g=10 м/с;

ρ – плотность воды, принимаем равной 1000 кг/м³.

Давление в конце первого участка для подающей магистрали

Н_n₁=Н_n(сут) - ∆Н_с1; (19)

гдеН_n(сут)-давление в подающей магистрали в точке подключения.

Н_n₁=52-1,1=50,9.

Давление в начале первого участка для обратной магистрали

Н_о1=Н_о(Сут)+ ∆Н_с1; (20)

Н_о1=28+1,1=29,1.

Располагаемое давление в конце первого участка Н_р1,м.вод.ст.,

Н_р1=Н_п1-Н_о1; (21)

Н_р1=50,9-29,1=21,8.

Для второго участка Н_п2, м.вод.ст,

Н_п2=Н_п1-∆Н_с; (22)

Н_о2=Н_о1+∆Н_с2. (23)

Для последующих участков за начальное давление принимаем конечное давление того участка, из которого выходит рассчитываемый.

При выполнении расчета составляют расчетную схему тепловой сети (рисунок 3), расставляют неподвижные опоры с учетом допустимого расстояния между ними, принимаемого из источника[2]. Между опорами расставляют компенсаторы.

Затем определяют характер и эквивалентную длину местных сопротивлений на каждом участке по источнику[2].

Рисунок 3 – Расчётная схема тепловой сети

Участок 1 (d = 159х4,5 мм)

Задвижка- 2,24

П-образный компенсатор2 шт.- 6,5х2

Тройник-проходной. 2шт. – 5,6х2

∑ℓ_э = 26,44 м

Участок 2 (d = 159х4,5мм)

Тройник-проходной2 шт. – 5,6х2

П-образный компенсатор –6,5

∑ℓ_э = 17,7 м

Участок 3 (d = 108х4 мм)

Отвод – 0,98

П-обр. компенсатор – 3,8

Задвижка – 1,65

∑ℓ_э = 6,43м

Участок 4 (d =57х3,5мм)

Тройник на ответвление – 1,9

Отвод – 0,4

Задвижка – 0,6

П-образный компенсатор 2 шт. – 2,4х2

∑ℓ_э = 7,7 м

Участок 5 (d =108х4 мм)

Тройник на ответвление – 4,95

Задвижка – 1,65

П-образный компенсатор–3,8

∑ℓ_э = 10,4 м

Участок 6 (d = 108х4 мм)

П-обр. компенсатор – 3,8

Тройник на ответвление – 4,95

Задвижка – 1,65

∑ℓ_э = 10,4 м

Участок 7 (d = 108х4 мм)

Задвижка – 1,65

П-обр. компенсатор – 3,8

Тройник на ответвление – 4,95

∑ℓ_э = 10,4 м

Расчет сводят в таблицу 10.

Таблица 10 – Гидравлический расчет тепловой сети

№ уч.	G т/ч	ℓ м	ℓ_э м	ℓ_пр м	Подающая магистраль	Обратная магистраль	Нn в кон-це уч. м в.ст.	Но в нач уч. м вод.ст.	Н_р м вод ст.
d мм	R Па/м	∆Рс Па	∆hс мв.ст.	d мм	R Па/м	∆Рс Па	∆hс м в.ст
	55,4		26,44	160,44		68,8	11038,3	1,1		68,8	11038,3	1,1	50,9	29,1	21,8
	37,1		17,7	111,7		32,3	3680,3	0,37		32,3	3680,3	0,37	50,53	29,47	21,06
	12,2		6,43	106,43		29,5		0,31		29,5		0,31	50,22	29,78	20,41
			7,7	119,7		71,22		0,85		71,22		0,85	50,05	29,95	20,1
	15,3		10,4	44,4		47,2		0,21		47,2		0,21	50,69	29,31	21,38
	12,2		10,4	50,4		29,5	1486,8	0,15		29,5	1486,8	0,15	50,38	29,93	20,45
	12,7		10,4	70,4		32,5		0,23		32,5		0,23	50,3	30,01	20,29

При увязке ответвлений необходимо так выбирать диаметр трубопровода на каждом участке, чтобы располагаемое давление у каждого здания было примерно одинаковым. Если на ответвлении Н_рполучилось больше, чем располагаемое давление у конечного здания по основной магистрали, на ответвлении устанавливают шайбу.

, (24)