Расчет тепловой изоляции

 

 

Условия

- диаметр тепловой сети d_н = 259 мм;

- глубина заложения канала КЛ 120–60, h_к = 1,3 м;

- среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, +4 С;

- теплопроводность грунта λ_тр=2,0 Вт/м·град;

- тепловая изоляция (армопенобетонная);

- среднегодовая температура теплоносителя в падающем трубопроводе 150°С, в обратном t₂= 70 °С;

- коэффициент теплопроводности легкого армопенобетона λ_к=0,06 Вт/м·град;

Зададимся предварительно толщиной слоя изоляции на подающем трубопроводе δ_К1=0,04 м и на обратном δ_К2= 0,03 м. Определим наружные диаметры подающего d_Н1 и обратного d_Н2 трубопроводов с учетом толщины слоя изоляции и защитного покровного слоя δ_П= 0,005 м

м,          (6.1)

м,

 

Определим термическое сопротивление грунта для подающего R_ГР1, и R_ГР2 обратного теплопроводов.[12]

,                            (6.2)

м·°С /Вт,

м·°С /Вт,

 

По приложению 16 определяем нормируемые плотности теплового потока для подающего q_П=113Вт/м и обратного q_О=60Вт/м теплопроводов. Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего ψ ₁ и обратного трубопроводов ψ₂. [12]

,                                     (6.3)

,

Определим добавочные термосопротивления, учитывающие взаимное влияние теплопроводников для подающего R₀₁ и обратного R₀₂ теплопроводов при расстоянии между осями труб В=0,6м.[12]

,                       (6.4)

м,

м,

Определим суммарные термосопротивления для подающего R_t1 и обратного R_t2 трубопровода при К=1,0.[12]

,                                        (6.5)

 м·°С /Вт,

 м·°С /Вт,

Определим требуемые термические сопротивления слоев изоляции для подающего R_К1 и обратного R_К2 теплопроводом.

R_k1 = R_t1 – R_ГР1 – R₀₁ =1,29–0,204–0,057=0,939 м·°С /Вт,                   (6.6)

R_k2 = R_t2 – R_ГР2 – R₀₂ =1,1–0,208–0,202=0,69 м·°С /Вт,

Определим толщины слоев изоляции для подающего δ_К1 и обратном δ_К2 теплопроводов

м, (6.7)

м.

 

 

Расчет компенсаторов

 

 

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L=200м. Расчетная температура теплоносителя τ₁=150⁰С. Расчетная температура наружнего воздуха для проектирования систем отопления         t₀=–32⁰С. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.[12]

Приняв коэффициент температурного удлинения α=1,20·10^-2мм/м·⁰С, оперделим расчетное удлинение участка трубопровода

мм          (7.1)

Расчетное удлинение ∆ l_p с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

мм                         (7.2)

По приложению 23, ориентируясь на ∆ l_p принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность ∆ l_к =310мм, вылет Н=3,6мм, спинку с=2,5м.

    5.3  Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода

Определить горизонтально осевое усилие Н_ГО на неподвижную опору Г. Определить вертикальную нормативную нагрузку F_V на подвижную опору.

Рисунок 7 расчетная схема

 

Схема расчетного участка приведена на рисунке 8. Трубопровод с d_HxSмм проложен в техподполье. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией d=700 мм составит G_h примерно 6230 Н/м. расстояние между неподвижными опорами L_п =10м. Коэффициент трения в подвижных опорах μ=0,4. Реакция компенсатора P_к =10 кН. Сила упругой деформации угла поворота P_x =0,3кН.[12]

Расчет горизонтальных усилий Н_ГО на опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода

 (8.1)

 (8.2)

 (8.3)

(8.3)

              В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение Н_ГО =69,4кН.

    Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору F_V определяем

                      (8.4)

    Максимальная горизонтальная нагрузка 69,4кН говорит о том, что трубопровод несколько перегружен тогда как его несущая способность 62,3кН.

Для того, чтобы разгрузить опору Г нужно установить компенсатор на участке L₂.

 

 

     5.4 Расчет спускных устройств

 

 

    Условные проходы штуцеров и арматуры для выпуска воздуха принимаем согласно рекомендациям в методических указаниях. Для определения условных проходов штуцера и арматуры для выпуска воды, определим диаметры этих устройств, для каждой из примыкающих к нижней точке сторон трубопровода на участке В–Ж–З.[9]

    Выполним расчеты для левой стороны. Определим приведенный диаметр d_red.

                                (9.1)

где  - длины отдельных участков трубопровода, м, с диаметрами условного прохода , м, при уклонах ;

    Приняв коэффициент расхода для вентиляции m =0,0144, коэффициент n =0,45 при времени опорожнения не более 5 часов, определим диаметр спускного устройства для левой стороны d₁.

м

    К установке принимаем условный проход штуцера и запасной арматуры для спуска воды диаметром d_y =20мм.

 

    5.5 Подбор элеватора

 

 

    Для системы отопления с расчетным расходом сетевой воды на отопление G_o =1342,67 т/ч и расчетным коэффициентом смешивания U_p =1,8, определить диаметр горловины элеватора и диаметр сопла. Потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды h =1,4м. располагаемый напор в силовом пункте перед системой отопления H_ТП =42м.[9]

    Расчетный диаметр горловины d_r определяется

,                                        (10.1)                                          

мм,

Требуемый располагаемый напор для работы элеватора , м определяется по формуле

,                                      (10.2)

где h - потери напора в системе отопления, принимаемые 1,5-2м;

U_p - расчетный коэффициент смешения;

м,

Диаметр сопла элеватора d_c, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, и располагаемом напоре для элеватора Н , м, определяется по формуле

                                            (10.3)

мм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

    В данной курсовой работе произведен расчет тепловых нагрузок г.Биробиджан, расчет и построение графиков теплового потребления, расчет и построение графика температур сетевой воды, расчет и построение графиков расхода теплоносителя, разработка расчетной схемы магистральных тепловых сетей города, гидравлический расчет магистральных тепловых сетей города, выбор сетевых и подпиточных насосов, расчет усилий на подвижную и неподвижную опоры, расчет толщины тепловой изоляции, подбор элеватора и систем отопления зданий кварталов.

    На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант конструктивных параметров теплоснабжения города.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства [Текст]: учеб. для студ. вузов по агроинж. спец. / Р. А. Амерханов, Б. Х. Драганов. - Краснодар: [б. и.], 2001. - 200 с.

2. Тепло- и водоснабжение сельского хозяйства [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов по спец. 311400 "Электрификация и автоматизация сел. хоз-ва" / С. П. Рудобашта, Н. И. Барановский, Б. Х. Драганов [и др.]. - М.: Колос, 1997. - 509 с.

3. Теплоснабжение отраслей АПК [Текст] / М. С. Ильюхин. - М.: Агропромиздат, 1990. - 175 с.

4. Практикум по применению теплоты и теплоснабжению в сельском хозяйстве [Текст]: учеб. пособие для студ. с.-х. вузов по инженерной спец. / А. А. Захаров. - М.: Колос, 1995. - 176 с.

5. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства [Text]: учеб. для студ. вузов по агроинженерным спец. / Р. А. Амерханов, А. С. Бессараб, Б. Х. Драганов; под ред. Б. Х. Драганова. - М.: Колос-Пресс, 2002. - 424 с.

6. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция [Текст]: учебник для студ. вузов, обуч. по спец. "Промышленное и гражданское строительство" / К. В. Тихомиров, Э. С. Сергеенко. - 5-е изд. репр. - М.: БАСТЕТ, 2009. - 480 с.

7. Отопление и тепловые сети [Текст]: учебник для студ. средних спец. учеб. заведений, обуч. по спец. 2914 "Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств и вентиляции" / Ю. М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. - Изд. испр. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 480 с.

8. Применение тепла в сельском хозяйстве [Текст] / В. П. Зуев, В. С. Шкрабак. - Л.: Колос, 1976. - 232 с.

9. Расчет и проектирование теплогенерирующих установок систем теплоснабжения [Текст]: учеб. пособие для студ. строит. вузов., обуч. по спец. "Теплогазаснабжение и вентиляция" / В. И. Лебедев, Б. А. Пермяков, П. А. Хаванов. - М.: Стройиздат, 1992. - 358 с.

10. Теплофикация и тепловые сети [Текст]: учебник для студ. вузов, обуч. по направлению "Теплоэнергетика" / Е. Я. Соколов. - 6-е изд., перераб. - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 472 с.

11. Применение тепла в сельском хозяйстве [Текст]: учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений / А. А. Захаров. - М.: Колос, 1980. - 311 с.

12. Теплоснабжение [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. "Теплогазоснабжение и вентиляция" / [В. Е. Козин и др.]. - М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.