Порядок гидравлического расчета

Системы теплоснабжения

 

Расчетным участком разветвленной сети принято называть трубопровод, в котором расход теплоносителя не изменяется. Расчетный участок располагается, как правило, между соседними ответвлениями.

Иногда расчетный участок приходится делить на два или несколько, если в его пределах требуется изменить диаметры труб.

В первую очередь гидравлический расчет ведут по участкам в направлении главной магистрали, соединяющей источник тепла с наиболее удаленным абонентом. В паровых тепловых сетях, когда требуемое давление пара у абонентов различно, неизбежно приходится сначала рассчитывать те трубопроводы, которые соединяют источник тепла с абонентом, требующим максимальное давление пара.

Пусть число участков вдоль главной магистрали равно n, расчетные расходы теплоносителя G ₁, G ₂, G ₃, …, G, а располагаемый перепад давлений во всей сети Δ p _c (рис..6.9).

Тогда для каждого участка можно записать

;

;

......  ................

;

.

Таким образом, для определения диаметров труб можно записать (n +1) уравнений при числе неизвестных 2 n (неизвестны Δ p ₁, Δ p ₂, …, Δ p_n; d ₁, d ₂, …, d_n). Для однозначного решения данной системы уравнений следует задаться оптимальным законом распределения давлений по главной магистрали.

 

Рис..6.9. Расчетная схема тепловой сети

 

Обычно принимают, что давление вдоль главной магистрали падает равномерно, т.е. R _л = const; a ₁ = a ₂ = … = a_n = a _ср = const;

тогда

,

откуда

.

(.17)

В предварительных расчетах, когда не известны диаметры труб, доля потерь давления в местных сопротивлениях с погрешностью ±6% может быть определена по формуле

.

(.18)

где – A_a – коэффициент, м^-0,19; åξ₁ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке 1; l _у1 – длина участка 1, м; G ₁ – расход теплоносителя на участке 1, кг/с; Δ p _у1 – падение давления на участке 1, Па; r – плотность теплоносителя, кг/м³.

Коэффициент A_a равен: для паропроводов A_a = 25,2 м^-0,19, для водяных тепловых сетей A_a = 21,4 м^-0,19, для конденсатопроводов A_a = 18,6 м^-0,19.

Перед гидравлическим расчетом необходимо: начертить в масштабе расчетную схему трубопроводов; разделить ее на участки; определить длины участков и расчетные расходы теплоносителя.

Расчет выполняют в два этапа: предварительный и проверочный.

В предварительном расчете определяют:

1. по формуле (.18) – ориентировочное значение a _ср;

2. значение удельного линейного падения давления по формуле

;

3. по известным расходам теплоносителя на участках G ₁, G ₂, …, G_n и R _л определяют диаметры труб по формуле

.

(.19)

В формуле (.19) коэффициент A_d равен: для паропроводов A_d = 0,414 м^0,0475, для водяных тепловых сетей A_d = 0,435 м^0,0475, для конденсатопроводов A_d = 0,448 м^0,0475.

В проверочном расчете уточняются гидравлические сопротивления на всех участках сети следующим образом:

1. по ГОСТ или таблице располагаемого сортамента труб подбирают ближайший больший внутренний диаметр каждого участка;

2. располагая стандартными внутренними диаметрами труб, определяют фактические значения удельных потерь давления по длине при помощи формулы

.

(.20)

В формуле (.20) коэффициент A_R равен: для паропроводов A_R = 10,6∙10^-3 м^0,25, для водяных тепловых сетей A_R = 13,3∙10^-3 м^0,25, для конденсатопроводов A_R = 15,92∙10^-3 м^0,25;

3. При необходимости определяют скорости теплоносителя на участках;

4. по формуле (.14) определяют эквивалентные длины местных сопротивлений на расчетных участках l _{э i};

5. по формуле (.16) вычисляют полные потери давления на участках сети Δ p _{у i};

6. определяют суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчетной магистрали, которые сравнивают с располагаемым в ней перепадом давлений.

Расчет считается удовлетворительным, если гидравлические сопротивления не превышают располагаемый перепад давлений и отличаются от него не более чем на 10 %. В этом случае расчетный расход теплоносителя будет обеспечен с ошибкой не более +3,5%. Диаметры труб ответвлений рассчитывают в такой же последовательности.