Výpočet a návrh tepelných sítí. Hydraulické výpočty tepelných sítí. Spotřeba tepla na TUV

18.10.2019

práce na kurzu

na kurzu "Tepelné sítě"

na téma: "Projektování tepelných sítí"

Cvičení

pro semestrální práci

na kurzu "Tepelné sítě"

Navrhněte a vypočítejte systém zásobování teplem okresu města Volgograd: určete spotřebu tepla, vyberte schéma zásobování teplem a typ nosiče tepla a poté proveďte hydraulické, mechanické a tepelné výpočty schématu tepla. Údaje pro výpočet možnosti č. 13 jsou uvedeny v tabulce 1, tabulce 2 a obrázku 1.

Tabulka 1 - Počáteční údaje

Hodnota Označení Hodnota Hodnota Označení Označení Hodnota Venkovní teplota (topení) -22 Výkon pece 40 Teplota venkovního vzduchu (větrání) -13 Provozní hodiny pece za rokhodiny8200Počet obyvatel 25 000Měrná spotřeba plynu 64Počet obytných budov 85Měrná spotřeba kapalného paliva kg/t38Počet veřejných budov 10Spotřeba kyslíku vháněného do vany 54Objem veřejných budov 155 000Spotřeba železné rudykg/t78Objem průmyslových budov 650 000Spotřeba surového železakg/t650Počet oceláren2Spotřeba stěrkykg/t550Počet strojíren2Spotřeba vsázkykg/t1100Počet opraváren2Teplota spalin do kotle 600Počet tepelných obchodů2Teplota spalin za kotlem 255Počet železničních dep3Průtok vzduchu před kotlem1.5Počet skladů3Proudění vzduchu za kotlem1.7

Obrázek 1 - Schéma zásobování teplem okresu města Volgograd

Tabulka 2 - Počáteční údaje

Vzdálenosti pozemků, kmVýškové rozdíly na terénu, m 01234567OABVGDEZH 47467666079268997

abstraktní

Práce na kurzu: 34 s., 1 obr., 6 tabulek, 3 prameny, 1 příloha.

Předmětem studie je systém vytápění města Volgograd.

Účelem práce je zvládnutí metodiky výpočtu pro stanovení spotřeby tepla na vytápění, větrání a zásobování teplou vodou, volba schématu dodávky tepla, výpočet zdroje tepla, hydraulický výpočet tepelných sítí, mechanický výpočet, tepelný výpočet tepelného čerpadla. tepelné sítě.

Metody výzkumu - provádění a analýza výpočtů pro stanovení spotřeby tepla, průtoky chladiva, návrhová řada, nenávrhová řada, počet podpěr, kompenzátory tepelných trubek, výběr výtahu.

Výsledkem této práce je doba trvání topné sezóny, minimální spotřeba tepla na vytápění, tepelné zatížení pro vytápění, větrání a klimatizaci jsou sezónní a závisí na klimatických podmínkách. Dále bylo vypočteno teplo spalin otevřených pecí, vybrán kotel na odpadní teplo, stanovena ekonomická účinnost kotle na odpadní teplo a úspora paliva a byl proveden hydraulický výpočet tepelných sítí. Byl také vypočten počet podpěr, vybrán výtah a byl proveden výpočet ohřívač.

Počet obyvatel, výtah, topení, ventilace, potrubí, teplota, tlak, topné sítě, zásobování teplou vodou, pozemek, hlavní, chladící kapalina

Výpočet spotřeby tepla

1 Výpočet tepelného zatížení

1.1 Spotřeba tepla na vytápění

1.2 Spotřeba tepla na větrání

1.3 Spotřeba tepla na TUV

2 Roční spotřeba teplo

3 Křivka trvání tepelné zátěže

Volba schématu dodávky tepla a typu nosiče tepla

Výpočet zdroje tepla

1 Teplo spalin

2 Výběr kotle na odpadní teplo

3 Stanovení hospodárnosti paliva a ekonomické účinnosti kotle na odpadní teplo

Hydraulický výpočet tepelné sítě

1 Stanovení průtoku chladicí kapaliny

2 Výpočet průměru potrubí

3 Výpočet tlakové ztráty v potrubí

4 Sestavení piezometrického grafu

Mechanický výpočet

Tepelný výpočet

Seznam odkazů

Úvod

Zásobování teplem je jedním z hlavních subsystémů energetického sektoru. Asi 1/3 všech paliv a energetických zdrojů využívaných v zemi je vynakládáno na zásobování teplem národní hospodářství a obyvatelstvo.

Hlavními směry zlepšování tohoto subsystému jsou koncentrace a kombinace výroby tepla a elektřiny (kogenerace) a centralizace zásobování teplem.

Spotřebiteli tepla jsou byty a komunální služby a průmyslové podniky. Pro bydlení a komunální zařízení se teplo využívá pro vytápění a větrání budov, zásobování teplou vodou; pro průmyslové podniky, navíc pro technologické potřeby.

1. Výpočet spotřeby tepla

1.1 Výpočet tepelného zatížení

Tepelné zátěže pro vytápění, větrání a klimatizaci jsou sezónní a závislé na klimatických podmínkách. Technologické zátěže mohou být sezónní i celoroční (zásobování teplou vodou).

1.1.1 Spotřeba tepla na vytápění

Hlavním úkolem vytápění je udržovat vnitřní teplotu prostor na dané úrovni. K tomu je nutné udržovat rovnováhu mezi tepelnými ztrátami objektu a tepelnými zisky.

Tepelné ztráty budovy závisí především na ztrátách tepla prostupem tepla vnějšími kryty a infiltrací.

kde - tepelné ztráty přenosem tepla přes vnější ploty, kW;

Koeficient infiltrace.

Spotřeba tepla na vytápění bytových domů určeno vzorcem (1.1), kde se tepelná ztráta prostupem tepla vnějšími ploty vypočítá podle vzorce:

kde je topná charakteristika budovy, kW / (m3 K);

Vnější objem bytového domu, m3;

Celkový objem obytných budov je určen vzorcem:

kde - počet obyvatel, osob;

Objemový koeficient obytných budov, m3/os. Vezměme to stejně.

Pro stanovení topných charakteristik je potřeba znát průměrný objem jedné budovy, pak z přílohy 3 máme.

Podle dodatku 5 zjišťujeme, že. Koeficient infiltrace pro tento typ budovy je přijatelný. Spotřeba tepla na vytápění bytových domů pak bude:

Spotřeba tepla na vytápění veřejných budov se počítá také podle vzorců (1.1) a (1.2), kde se předpokládá, že objem budov se rovná objemu veřejných budov.

Průměrný objem jedné veřejné budovy.

Z přílohy 3 máme. Podle přílohy 5 to určíme.

Koeficient infiltrace pro tento typ budovy je přijatelný. Spotřeba tepla na vytápění veřejných budov pak bude:

Spotřeba tepla na vytápění průmyslových objektů počítá podle vzorce:

Průměrný objem jedna průmyslová budova:

Podle této hodnoty z přílohy 3 máme hodnoty topných charakteristik, které jsou uvedeny v tabulce 1.1.

Tabulka 1.1 - Vytápěcí charakteristiky průmyslových objektů

Akceptujeme koeficient infiltrace. Vnitřní teplota vzduchu v dílnách by měla být v depu a ve skladu - .

Spotřeba tepla na vytápění průmyslových dílen:

Spotřeba tepla na vytápění železničního depa a skladů:

Celková spotřeba tepla na vytápění průmyslových objektů bude:

Celková spotřeba tepla pro vytápění bude:

Spotřeba tepla na konci topného období:

kde je venkovní teplota začátku a konce topného období;

Odhadovaná teplota uvnitř vytápěné budovy.

Hodinová spotřeba tepla na konci topného období:

Hodinová spotřeba tepla na vytápění:

1.1.2 Spotřeba tepla na větrání

Přibližný výpočet spotřeby tepla na větrání lze provést podle vzorce:

kde je charakteristika větrání budovy, kW/(m3 K);

Vnější objem budovy, m3;

Vnitřní a vnější teploty, °C.

Spotřeba tepla na větrání veřejných budov.

Pokud neexistuje seznam veřejných budov, lze jej brát jako celkový objem všech veřejných budov. Spotřeba tepla na větrání tohoto typu budovy tedy bude:

Spotřeba tepla na větrání průmyslových objektů vypočítá se podle následujícího vzorce:

Průměrný objem jedné průmyslové budovy a podle toho z Přílohy 3 zjistíme ventilační charakteristiku budovy (tabulka 1.2).

Tabulka 1.2 - Charakteristiky větrání průmyslových budov

Workshop Tavení oceliMechanické opravyThermalDepot Železniční sklad 0,980,180,120,950,290,53

Spotřeba tepla na větrání železničního depa a skladů:

Spotřeba tepla na větrání průmyslových dílen:

Celková spotřeba tepla na větrání veřejných budov bude:

Celkové náklady na větrání budou:

Spotřeba tepla na větrání na konci topného období je určena vzorcem (1.5):

Hodinová spotřeba tepla na větrání na konci topné sezóny:

Hodinová spotřeba tepla:

1.1.3 Spotřeba tepla na TUV

Zásobování teplou vodou je velmi nerovnoměrné jak během dne, tak během týdne. Průměrná denní spotřeba tepla na dodávku teplé užitkové vody:

kde - počet obyvatel, lidí;

Míra spotřeby horká voda s na obyvatele, l/den;

Spotřeba teplé vody c pro veřejné budovy na obyvatele obvodu, l/den;

Tepelná kapacita vody: .

Vezmeme a. Pak máme:

Hodinová spotřeba tepla na dodávku teplé vody:

Průměrná spotřeba tepla na dodávku teplé vody v letní období:

kde je teplota studené vody z kohoutku v létě, ° С ();

Koeficient, který zohledňuje pokles spotřeby vody na dodávku teplé vody v létě ve vztahu ke spotřebě vody v topném období ().

Pak:

Hodinová spotřeba tepla:

1.2 Roční spotřeba tepla

Roční spotřeba tepla je součtem všech tepelných zátěží:

kde je roční spotřeba tepla na vytápění, kW;

Roční spotřeba tepla na větrání, kW;

Roční spotřeba tepla na dodávku teplé vody, kW.

Roční spotřeba tepla na vytápění se určuje podle vzorce:

kde je doba trvání topného období, s;

Průměrná spotřeba tepla za topnou sezónu, kW:

kde je průměrná venkovní teplota topného období, °С

Podle přílohy 1 najdeme a. Z Přílohy 2 pro město Volgograd vypisujeme stání hodin průměrných denních teplot v roce (Tabulka 1.3).

Tabulka 1.3 - Počet hodin pro topné období s průměrnou denní venkovní teplotou

Teplota, ° С -20 a pod -15 a pod -10 a pod -5 a pod 0 a pod + 5 a pod + 8 a pod

Roční spotřeba tepla na vytápění pak bude:

Roční spotřeba tepla na větrání se vypočítá takto:

kde - trvání větrání během topného období, s;

Průměrná spotřeba tepla na větrání za topnou sezónu, kW:

Doba trvání ventilačního provozu se bere pro veřejné budovy. Roční spotřeba tepla na větrání pak bude:

Roční spotřeba tepla na dodávku teplé vody se určuje podle vzorce:

kde - doba trvání dodávky teplé vody v průběhu roku, s.

Akceptovat. Roční spotřeba tepla na dodávku teplé vody pak bude:

Roční spotřeba tepla na vytápění, větrání a dodávku teplé vody bude:

1.3Graf trvání tepelné zátěže

Graf trvání tepelné zátěže charakterizuje závislost spotřeby tepla na teplotě venkovního vzduchu a zároveň znázorňuje úroveň celkové spotřeby tepla za celé topné období.

Pro vykreslení grafu tepelné zátěže jsou zapotřebí následující údaje:

® trvání topné sezóny

®odhadovaná hodinová spotřeba tepla na vytápění

®minimální hodinová spotřeba tepla na vytápění

®odhadovaná hodinová spotřeba tepla na větrání

®minimální hodinová spotřeba tepla na vytápění

2. Volba schématu dodávky tepla a typu nosiče tepla

Hlavní teplovody jsou znázorněny na obrázku 2.1. Jak vidíte, jedná se o paprsek topná síť, ve kterém jsou jednotlivé hlavní větve vzájemně propojeny (A-B a A-D, A-D a D-C atd.), aby nedocházelo k přerušení dodávek tepla.

Obrázek 2.1 - Schéma zásobování teplem města Volgograd

Zdrojem tepla je kotel na odpadní teplo, který využívá sekundární zdroje otevřené nístějové pece. Nosičem tepla je voda.

U dálkového vytápění se používají tři hlavní schémata: nezávislý, závislý na směšování vody a závislý přímý průtok. V našem případě nainstalujeme závislý okruh s směšováním vody pro napojení topného systému na externí teplovody. Zde se vratná voda z topného systému pomocí výtahu mísí s vysokoteplotní vodou z venkovního teplovodního potrubí.

3. Výpočet zdroje tepla

Zdrojem tepla je otevřená ohniště, jejíž druhotné zdroje využívá kotel na odpadní teplo k vytápění. Sekundárními energetickými zdroji při výrobě oceli používanými pro dálkové vytápění jsou teplo spalin a teplo prvků ocelářské pece.

Otevřená nístějová pec pracující se šrotovým procesem je vytápěna směsí zemního plynu a topného oleje s kyslíkem přiváděným do lázně. Složení paliv je uvedeno v tabulce 3.1.

Tabulka 3.1 - Složení paliva spalovaného v otevřené nístějové peci

Plyn, % 95,72,850,11,35 Topný olej, %85.512.40.50.50.11.0

3.1 Teplo spalin

Odpadní plyny z otevřené nístějové pece za regenerátory mají teplotu 605°C a využívají se k výrobě páry v kotlích na odpadní teplo. Množství tepla výfukových plynů je stanoveno na 1 tunu oceli. Pro stanovení entalpie spalin je proto nutné stanovit objemy jejich jednotlivých složek na 1 tunu oceli. Teoretická spotřeba kyslíku na hoření 1m 3plynné palivo se vypočítá podle vzorce:

My máme:

Teoretická spotřeba kyslíku na spálení 1 kg kapalného paliva:

Celková teoretická spotřeba kyslíku pro spalování paliva na 1 tunu oceli se vypočítá podle vzorce:

kde je spotřeba plynného paliva, ;

Spotřeba kapalného paliva, kg/t.

Kyslík se také spotřebovává na oxidaci kovových nečistot a na dodatečné spalování oxidu uhelnatého uvolněného z lázně. Jeho množství, s přihlédnutím ke kyslíku železné rudy, bude:

kde - spotřeba rudy na 1 tunu oceli, kg;

Množství spáleného uhlíku na 1 tunu oceli, kg:

kde je spotřeba litiny a šrotu na 1 tunu oceli, kg;

Množství spáleného uhlíku tedy bude:

Objem kyslíku ve výfukových plynech na výstupu z regenerátoru se vypočítá takto:

kde je součinitel proudění vzduchu do kotle na odpadní teplo.

Stanovme objemy ostatních plynů ve spalinách. Objem tříatomových plynů ve zplodinách spalování směsi plynných a kapalných paliv se vypočítá podle vzorce:

Ze směsi se také oddělují tříatomové plyny:

kde je množství a uvolněné z lázně na 100 kg náplně, kg;

Hustota a ();

Spotřeba vsázky na 1 tunu oceli, kg.

Pro zpracování šrotu rudy

Celkový objem tříatomových plynů je definován jako:

Objem vodní páry ve spalinách palivové směsi bude:

kde je měrná spotřeba čistého kyslíku vháněného do lázně, .

Izolace vodní páry ze směsi:

kde je množství uvolněné z lázně na 100 kg náplně, kg;

Hustota vodní páry.

Pro zpracování šrotu rudy.

Objem vodní páry ve výfukových plynech se vypočítá podobně jako objem dvouatomových plynů podle vzorce (3.9):

Objem dusíku ve spalinách:

Entalpie plynů na výstupu z regenerátoru na 1 tunu oceli tedy bude:

kde je teplota plynu do kotle na odpadní teplo, °С;

Objemové tepelné kapacity příslušných plynů, kJ/(m3 K).

3.2 Výběr kotle na odpadní teplo

Roční tepelný výkon se spalinami bude:

kde je výroba oceli za rok, tzn.

Pak je možné využití výfukových plynů určeno vzorcem:

kde je entalpie spalin na výstupu z kotle na odpadní teplo, GJ/t. Při stanovení entalpie spalin na výstupu z kotle na spaliny je třeba vzít v úvahu, že v kotli na spaliny dochází k únikům vzduchu, to znamená, že průtok vzduchu za kotlem je 1,7, což znamená, že objemy kyslíku a dusíku se zvýší:

Pro výběr kotle na odpadní teplo je nutné určit hodinový průtok spalin:

kde je provozní doba otevřené nístějové pece za rok, h.

Průměrná hodinová spotřeba spalin na vstupu do kotle na odpadní teplo bude:

Na výstupu z kotle na odpadní teplo:

Dle aplikace vybíráme KU-100-1 s průchodností 100 000 m3/h.

3.3 Stanovení hospodárnosti paliva a ekonomické účinnosti kotle na odpadní teplo

Entalpie plynů na výstupu z kotle na odpadní teplo je:

To znamená, že možné využití výfukových plynů za rok bude:

Při tepelném směru využití druhotných energetických zdrojů je možný vývin tepla určen vzorcem:

kde je koeficient, který zohledňuje nesoulad mezi režimem a provozní dobou zpracovatelského závodu a procesní jednotky;

Koeficient, který zohledňuje tepelné ztráty využívaného zařízení do okolí.

Při a možný vznik tepla bude:

Možná spotřeba paliva se vypočítá podle vzorce:

kde je faktor využití výstupu; - měrná spotřeba paliva na výrobu tepla na vyměněném bloku, tce/GJ:

kde je účinnost nahrazované elektrárny, s jejímiž ukazateli je porovnávána účinnost využití druhotných energetických zdrojů.

At a máme následující spotřebu paliva:

Odhadované úspory z využívání druhotných energetických zdrojů se stanoví z výrazu:

kde je koeficient, který kromě úspor paliva zohledňuje i snížení běžných nákladů způsobené snížením kapacity hlavních elektráren v důsledku jejich náhrady za využití;

Tovární náklady na ušetřené palivo v aktuálních ceníkových cenách a tarifech, UAH/tce;

Měrné náklady na provoz recyklačních závodů, UAH / GJ;

E - normativní koeficient efektivnosti kapitálových investic (0,12-0,14);

Kapitálové investice do nahrazených elektráren a elektráren, UAH

Náklady jsou uvedeny v tabulce 3.2

Tabulka 3.2 - Náklady

ParametrDesignationValueKapitálové náklady na KU-100-1 160 milionů UAH 45 UAH/GJ Náklady na referenční palivo 33 000 UAH/tce

Investice do náhradního zařízení na výrobu stejného množství páry je:

Potom se odhadované úspory z využívání druhotných energetických zdrojů budou rovnat:

4. Hydraulický výpočet tepelné sítě

Úkolem hydraulického výpočtu je stanovení průměru potrubí, tlakové ztráty mezi jednotlivými body, stanovení tlaku v různých bodech, propojení všech bodů systému tak, aby byly zajištěny přijatelné tlaky a požadované tlaky v síti a při odběrech v statický a dynamický režim.

4.1 Stanovení průtoku chladicí kapaliny

Spotřebu chladicí kapaliny v síti lze vypočítat podle vzorce:

kde - tepelný výkon topné systémy, kW;

Předpokládaná nabídka a vratná voda v topném systému, °С;

Tepelná kapacita vody, kJ/(kg °C).

Pro sekci 0 bude tepelný výkon roven součtu spotřeby tepla na vytápění a větrání, tzn. Výpočtové teploty přímé a vratné vody budou 95°С a 70°С. Průtok vody pro sekci 0 tedy bude:

Pro ostatní oddíly je výpočet průtoků teplonosného média shrnut v tabulce 4.1 dodávka tepla spotřeba tepla zatížení teplonosného média

4.2 Výpočet průměru potrubí

Odhadněte předběžný průměr potrubí pomocí vzorce pro hmotnostní průtok:

kde je rychlost chladicí kapaliny, m/s.

Budeme brát rychlost pohybu vody 1,5 m/s, hustota vody při průměrné teplotě v síti bude 80-85°C. Potom bude průměr potrubí:

Z řady standardních průměrů bereme průměr 68 0x9 mm. Provádíme pro něj následující výpočty. Výchozí závislostí pro stanovení měrného lineárního poklesu tlaku v potrubí je rovnice D Arcee:

kde je koeficient hydraulického tření;

střední rychlost, m/s;

Střední hustota, kg/m3;

Hmotnostní průtok, kg/s.

Koeficient hydraulického tření obecně závisí na ekvivalentní drsnosti a Reynoldsově kritériu. K transportu tepla se používají hrubé ocelové trubky, ve kterých je pozorováno turbulentní proudění. Empiricky získaná závislost koeficientu hydraulického tření ocelové trubky na Reynoldsově kritériu a relativní drsnost je dobře popsána univerzální rovnicí navrženou A.D. Altshulem:

kde je ekvivalentní drsnost, m;

Vnitřní průměr potrubí, m;

Reynoldsovo kritérium.

Ekvivalentní drsnost pro vodovodní sítě pracující za normálních provozních podmínek je. Reynoldsovo kritérium se vypočítá podle vzorce:

kde je kinematická viskozita, m2/s.

Pro teplotu 80°C je kinematická viskozita vody. Máme tedy:

Předpokládáme, že potrubí funguje v kvadratické oblasti. Pojďme najít novou hodnotu průměru pomocí vzorce:

Předpokládaný průměr je tedy správný.

4.3 Výpočet tlakové ztráty v potrubí

Pokles tlaku v potrubí lze vyjádřit jako součet dvou členů: lineárního poklesu a poklesu lokálních odporů.

Pokles tlaku v závislosti na sklonu potrubí, Pa.

Pokles tlaku v důsledku tření se vypočítá podle vzorce:

kde λ =1,96 je koeficient tření pro nové trubky s absolutní drsností 0,5 mm;

l je délka úseku potrubí, m;

ν - rychlost v úseku, bereme jako konstantu pro všechny úseky 1,5 m/s - průměr potrubí d = 0,5 m.

Pokles tlaku v závislosti na sklonu potrubí se vypočítá podle vzorce:

Kde m je množství vody protékající místem, kg/s; je výškový rozdíl mezi místy, m.

Pro výpočet průtoků chladiva použijeme druhý Kirchhoffův zákon, podle kterého je součet tlakových ztrát pro uzavřený okruh 0.

Nastavujeme libovolné hodnoty spotřeby vody po sekcích:

Stanovme odpory v odpovídajících sekcích podle vzorce:

Pojďme určit velikost rozdílu ztráty hlavy:

Protože pak je potřeba provést přepočet. K tomu potřebujeme korekční tok:

Najdeme nesrovnalost tlakových ztrát druhé aproximace:

Pro přesnější definici si přepočítejme:

Zjistíme následující náklady na vodu:

Pro přesnější definici udělejme ještě jeden přepočet:

Zjistíme následující náklady na vodu:

Tabulka 4.1 - Průtoky chladicí kapaliny pro sekce hlavní topné sítě

111 PlotIT-AA-BB-DA-GG-ZHB-VV-EG-VTepelný výkon, MW51.52126.90711.54124.84812.34820.73727.62218.271 Spotřeba vody491.85256.871863196.184716310.38471910. 4.4 Sestavení piezometrického grafu

Nastavíme hodnoty tlaku (tlaku) na konci sekcí:

Obytná plocha E: H=30 m (obytný 9-podlažní dům);

Železniční depo, sklady L: H=10 m;

Průmyslový areál Zh: H=20m.

Najděte tlak v bodě B:

Vybereme znaménko „+“, sekce D, kde je chladicí kapalina dopravována nad částí B.

Tlak v bodě B bude:

Najděte tlak v bodě B:

Najděte tlak v bodě G:

Najděte tlak v bodě A:

Najděte tlak v bodě O:

Na základě získaných dat sestavíme piezometrický graf Příloha A

5. Mechanický výpočet

Mechanický výpočet zahrnuje:

výpočet počtu podpor;

výpočet kompenzátorů tepelných trubek;

výpočet výběru výtahu.

5.1 Výpočet počtu podpor

Při výpočtu počtu podpěr potrubí jsou uvažovány jako nosník o více polích s rovnoměrně rozloženým zatížením.

Vertikální síla;

- horizontální síla.

vyskytuje se pouze u vyvýšených potrubí a je určeno rychlostí větru:

Aerodynamický koeficient průměry k=1,5. Pro Volgograd je rychlostní hlava 0,26 kPa. Někdy je u vyvýšených potrubí nutné počítat s tlakem sněhové pokrývky 0,58-1kPa.

Maximální ohybový moment:

Namáhání v ohybu; kPa

W je rovníkový moment odporu potrubí.

Potom: - vzdálenost mezi podpěrami, m

bezpečnostní faktor,

Faktor pevnosti svaru potrubí,

Počet podpor je určen vzorcem:

Potrubí spočívající na dvou podpěrách se ohýbá.

x - vychylovací šipka:

E je modul podélné pružnosti.

I - rovníkový moment setrvačnosti potrubí,

5.2 Výpočet kompenzátorů tepelných trubek

Při absenci kompenzace silného přehřátí dochází k namáhání stěny potrubí.

kde E je modul podélné pružnosti;

koeficient lineární roztažnosti,

- teplota vzduchu

Při absenci kompenzace mohou v potrubí vznikat napětí, která výrazně překračují přípustná a která mohou vést k deformaci nebo zničení potrubí. Proto jsou na něm instalovány teplotní kompenzátory různá provedení. Každý kompenzátor se vyznačuje svou funkční schopností - délkou úseku, jehož prodloužení je kompenzováno kompenzátorem:

kde = 250-600 mm;

- teplota vzduchu

Poté počet kompenzátorů na vypočítaném úseku trasy:

5.3 Výpočet výběru výtahu

Při navrhování vstupů do výtahu je zpravidla nutné splnit následující úkoly:

stanovení hlavních rozměrů výtahu;

tlakový rozdíl v trysce o daný koeficient.

Při řešení prvního problému jsou uvedené hodnoty: tepelná zátěž topení; vypočtený venkovní vzduch pro návrh teploty ohřevu síťové vody v klesajícím potrubí a vody za otopným systémem; tlaková ztráta v otopné soustavě v uvažovaném režimu.

Výpočet výtahu se provádí:

Spotřeba síťové a smíšené vody, kg/s:

kde c je tepelná kapacita vody, J / (kg; c \u003d 4190 J / (kg.

Spotřeba vstřikované vody, kg/s:

Poměr míchání výtahu:

Vodivost topného systému:

průměr míchací komory:

Z důvodu možné nepřesnosti rozměrů výtahu by měl být potřebný tlakový rozdíl před ním zajištěn s určitou rezervou 10-15%.

Výstupní průměr trysky, m

6. Tepelné výpočty tepelných sítí

Tepelný výpočet tepelných sítí je jednou z nejdůležitějších částí návrhu a provozu tepelných sítí.

Úkoly tepelného výpočtu:

stanovení tepelných ztrát potrubím a izolací do okolí;

výpočet poklesu teploty chladicí kapaliny, když se pohybuje podél tepelného potrubí;

stanovení účinnosti tepelné izolace.

6.1 Nadzemní instalace

Pro nadzemní pokládku teplovodů ztráta tepla vypočítané podle vzorců pro vícevrstvou válcovou stěnu:

kde t je průměrná teplota chladicí kapaliny; °C

Teplota životní prostředí; °C

Celkový tepelný odpor tepelné trubky; m

V izolovaném potrubí musí teplo procházet čtyřmi odpory zapojenými do série: vnitřní povrch, stěna potrubí, izolační vrstva a vnější povrch izolace.

válcová plocha je určena vzorcem:

Vnitřní průměr potrubí, m;

Vnější průměr izolace, m;

a - součinitele prostupu tepla, W/.

6.2 podzemní pokládka

V podzemních tepelných potrubích je jedním z inkluzí tepelného odporu odpor zeminy. Při výpočtu okolní teploty se jako teplota okolí bere přirozená teplota půdy v hloubce osy tepelného potrubí.

Pouze v malých hloubkách osy teplovodu, kdy je poměr hloubky h k průměru potrubí menší než d, se jako teplota okolí bere přirozená teplota povrchu půdy.

Tepelný odpor půdy je určen Forheimerovým vzorcem:

kde \u003d 1,2 ... 2,5 W \

Obecné měrné tepelné ztráty, W/m

první tepelná trubice:

Druhý teplovod:

6.3 Bezkanálové potrubí

U bezkanálového uložení tepelných potrubí se tepelný odpor skládá ze sériově zapojených odporů izolační vrstvy, vnějšího povrchu izolace, vnitřního povrchu kanálu, stěn kanálu a zeminy.

6.4 Výpočet tepla ohřívače

Tepelný výpočet ohřívače spočívá ve stanovení teplosměnné plochy jednotky daného výkonu, případně ve stanovení výkonu pro dané konstrukční výpočty a počáteční parametry chladiva. Důležitý je také hydraulický výpočet ohřívače, který spočívá ve stanovení tlakové ztráty primárního a sekundárního chladiva.

Hydraulický výpočet sítí pro ohřev vody se provádí za účelem stanovení průměrů potrubí, tlakových ztrát v nich, propojení tepelných bodů systému.

Výsledky hydraulického výpočtu slouží k sestavení piezometrického grafu, výběru schémat pro lokální topná místa, výběru čerpacího zařízení a technicko-ekonomických výpočtů.

Tlak v přívodních potrubích, kterými se pohybuje voda o teplotě vyšší než 100 0 C, musí být dostatečný, aby nedocházelo k vypařování. Teplota chladiva v potrubí se předpokládá 150 0 C. Tlak v přívodním potrubí je 85 m, což je dostatečné k zabránění odpařování.

Aby se zabránilo kavitaci, musí být tlak v sacím potrubí síťového čerpadla alespoň 5 m.

Při směšování výtahu na vstupu účastníka musí být dostupný tlak alespoň 10-15 m.

Když se chladicí kapalina pohybuje podél horizontálních potrubí, je pozorován pokles tlaku od začátku do konce potrubí, který se skládá z lineárního poklesu tlaku (ztráta třením) a tlakových ztrát v místních odporech:

Lineární pokles tlaku v potrubí o konstantním průměru:

Pokles tlaku v místních odporech:

Zkrácená délka potrubí:

Potom vzorec (14) nabude konečné podoby:

Určíme celkovou délku sídelní magistrály (úseky 1,2,3,4,5,6,7,8):

Provedeme předběžný výpočet (Spočívá ve stanovení průměrů a rychlostí). Podíl tlakových ztrát na místních odporech lze přibližně určit vzorcem B.L. Shifrinson:

kde z \u003d 0,01 je koeficient pro vodovodní sítě; G - průtok chladiva v počátečním úseku rozvětveného teplovodu, t/h.

Při znalosti podílu tlakových ztrát je možné určit průměrný specifický lineární pokles tlaku:

kde je dostupná tlaková ztráta pro všechny účastníky, Pa.

Podle zadání je dostupný pokles tlaku udán v metrech a rovná se? H \u003d 60 m. tlakové ztráty jsou rovnoměrně rozloženy mezi přívodní a vratné potrubí, pak se pokles tlaku na přívodním potrubí bude rovnat? H \u003d 30 m. Převedeme tuto hodnotu na Pa takto:

kde = 916,8 kg / m 3 - hustota vody při teplotě 150 0 C.

Pomocí vzorců (16) a (17) určíme podíl tlakových ztrát na místních odporech a také průměrnou měrnou lineární tlakovou ztrátu:

Podle velikosti a průtoků G 1 - G 8 podle nomogramu zjistíme průměry potrubí, rychlost chladicí kapaliny a. Výsledek je uveden v tabulce 3.1:

Tabulka 3.1

číslo pozemku	Odhad	konečné zúčtování

Udělejme konečný výpočet. Hydraulický odpor specifikujeme ve všech úsecích sítě se zvolenými průměry potrubí.

Ekvivalentní délky místních odporů v návrhových řezech stanovíme podle tabulky „ekvivalentní délky místních odporů“.

dP \u003d R * (l + l e) * 10-3, kPa (18)

Zjišťujeme celkový hydraulický odpor pro všechny úseky projektovaného potrubí, které jsou porovnávány s tlakovou ztrátou v něm umístěnou:

Výpočet je vyhovující, pokud hydraulický odpor nepřekročí dostupnou tlakovou ztrátu a neliší se od ní o více než 25 %. Přeložíme konečný výsledek m. Umění. k vytvoření piezometrického grafu. Všechny údaje jsou uvedeny v tabulce 3.

Pro každou sídelní oblast provedeme konečný výpočet:

Zápletka 1:

První část má následující lokální odpor s jejich ekvivalentními délkami:

Šoupátko: l e \u003d 3,36 m

Odpaliště pro dělení toků: l e \u003d 8,4 m

Celkovou tlakovou ztrátu v sekcích vypočítáme podle vzorce (18):

dP \u003d 390 * (5 + 3,36 + 8,4) * 10 -3 \u003d 6,7 kPa

Nebo m. Svatý.:

H \u003d dP * 10-3 / 9,81 \u003d 6,7 / 9,81 \u003d 0,7 m

Zápletka 2:

Druhá sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Kompenzátor ve tvaru U: l e \u003d 19 m

dP \u003d 420 * (62,5 + 19 + 10,9) * 10 -3 \u003d 39 kPa

H = 39/9,81 = 4 m

Zápletka 3:

Třetí sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Odpaliště pro dělení toků: l e \u003d 10,9 m

dP \u003d 360 * (32,5 + 10,9) * 10 -3 \u003d 15,9 kPa

H = 15,9/9,81 = 1,6 m

Zápletka 4:

Čtvrtá sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Větev: l e \u003d 3,62 m

Odpaliště pro dělení toků: l e \u003d 10,9 m

dP \u003d 340 * (39 + 3,62 + 10,9) * 10 -3 \u003d 18,4 kPa

H = 18,4/9,81 = 1,9 m

Zápletka 5:

Pátá sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Kompenzátor ve tvaru U: l e \u003d 12,5 m

Větev: l e \u003d 2,25 m

Odpaliště pro dělení toků: l e \u003d 6,6 m

dP \u003d 590 * (97 + 12,5 + 2,25 + 6,6) * 10 -3 \u003d 70 kPa

H = 70/9,81 = 7,2 m

Děj 6:

Šestá sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Kompenzátor ve tvaru U: l e \u003d 9,8 m

Odpaliště pro dělení toků: l e \u003d 4,95 m

dP \u003d 340 * (119 + 9,8 + 4,95) * 10 -3 \u003d 45,9 kPa

H = 45,9/9,81 = 4,7 m

Zápletka 7:

Sedmá sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Dvě větve: l e \u003d 2 * 0,65 m

Odpaliště pro dělení toků: l e \u003d 1,3 m

dP \u003d 190 * (107,5 + 2 * 0,65 + 5,2 + 1,3) * 10 -3 \u003d 22,3 kPa

H = 22,3/9,81 = 2,3 m

Zápletka 8:

Osmá sekce má následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Šoupátko: l e \u003d 0,65 m

Větev: l e \u003d 0,65 m

dP \u003d 65 * (87,5 + 0,65 +,065) * 10 -3 \u003d 6,2 kPa

H = 6,2/9,81 = 0,6 m

Zjistíme celkový hydraulický odpor a porovnáme jej s dostupným diferenciálem podle (17=9):

Vypočítejme rozdíl v procentech:

? = ((270-224,4)/270)*100 = 17%

Výpočet je uspokojivý, protože hydraulický odpor nepřekračuje dostupnou tlakovou ztrátu a liší se od ní o méně než 25 %.

Podobně vypočítáme větve a výsledek zadáme do tabulky 3.2:

Tabulka 3.2

číslo pozemku	Odhad	konečné zúčtování

Děj 22:

Dostupný tlak u účastníka: H 22 \u003d 0,6 m

Na 22. sekci jsou následující lokální odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Větev: l e \u003d 0,65 m

Kompenzátor ve tvaru U: l e \u003d 5,2 m

Šoupátko: l e \u003d 0,65 m

dP \u003d 32 * (105 + 0,65 + 5,2 + 0,65) * 10 -3 \u003d 3,6 Pa

H = 3,6/9,81 = 0,4 m

Přetlak ve větvi: ?H 22 - ?H \u003d 0,6-0,4 \u003d 0,2 m

? = ((0,6-0,4)/0,6)*100 = 33,3%

Děj 23:

Dostupný tlak u účastníka: ?H 23 = ?H 8 + ?H 7 = 0,6 + 2,3 = 2,9 m

Na 23. sekci jsou následující lokální odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Větev: l e \u003d 1,65 m

Šoupátko: l e \u003d 1,65 m

dP \u003d 230 * (117,5 + 1,65 + 1,65) * 10 -3 \u003d 27,8 kPa

H = 27,8/9,81 = 2,8 m

Přetlak ve větvi: ?H 23 - ?H \u003d 2,9-2,8 \u003d 0,1 m<25%

Děj 24:

Dostupný tlak u účastníka: ?H 24 = ?H 23 + ?H 6 = 2,9 + 4,7 = 7,6 m

Na 24. sekci jsou následující lokální odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Větev: l e \u003d 1,65 m

Šoupátko: l e \u003d 1,65 m

dP \u003d 480 * (141,5 + 1,65 + 1,65) * 10 -3 \u003d 69,5 kPa

H = 74,1 / 9,81 = 7,1 m

Přetlak ve větvi: ?H 24 - ?H \u003d 7,6-7,1 \u003d 0,5 m<25%

Děj 25:

Dostupný tlak u účastníka: ?H 25 = ?H 24 + ?H 5 = 7,6 + 7,2 = 14,8 m

Na 25. sekci jsou následující lokální odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Větev: l e \u003d 2,25 m

Šoupátko: l e \u003d 2,2 m

dP \u003d 580 * (164,5 + 2,25 + 2,2) * 10 -3 \u003d 98 kPa

H = 98/9,81 = 10 min

Přetlak ve větvi: ?H 25 - ?H \u003d 14,8-10 \u003d 4,8 m

? = ((14,8-10)/14,8)*100 = 32,4%

Protože rozdíl hodnot je více než 25% a není možné instalovat potrubí s menším průměrem, je nutné instalovat škrticí podložku.

Děj 26:

Dostupný tlak u účastníka: ?H 26 = ?H 25 + ?H 4 = 14,8 + 1,9 = 16,7 m

Na 26. sekci jsou následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Větev: l e \u003d 0,65 m

Šoupátko: l e \u003d 0,65 m

dP \u003d 120 * (31,5 + 0,65 + 0,65) * 10 -3 \u003d 3,9 kPa

H = 3,9/9,81 = 0,4 m

Přetlak ve větvi: ?H 26 - ?H \u003d 16,7-0,4 \u003d 16,3 m

? = ((16,7-0,4)/16,7)*100 = 97%

Protože rozdíl hodnot je více než 25% a není možné instalovat potrubí s menším průměrem, je nutné instalovat škrticí podložku.

Děj 27:

Dostupná výška u účastníka: ?H 27 = ?H 26 +?H 3 = 16,7 + 1,6 = 18,3 m

Na 27. sekci jsou následující místní odpory s jejich ekvivalentními délkami:

Odběr: l e \u003d 1 m

Šoupátko: l e \u003d 1 m

dP \u003d 550 * (40 + 1 + 1) * 10 -3 \u003d 23,1 kPa

H = 23,1/9,81 = 2,4 m

Přetlak ve větvi: ?H 27 - ?H \u003d 18,3-2,4 \u003d 15,9 m

Zmenšení průměru potrubí není možné, proto je nutné instalovat škrticí podložku.

Vítám vás, drazí a vážení čtenáři webu "stránky". Nezbytným krokem při navrhování systémů zásobování teplem pro podniky a obytné oblasti je hydraulický výpočet potrubí pro sítě ohřevu vody. Je nutné vyřešit následující úkoly:

Stanovení vnitřního průměru potrubí pro každý úsek topné sítě d V, mm. Podle průměrů potrubí a jejich délek, se znalostí jejich materiálu a způsobu uložení, lze určit kapitálové investice do tepelných sítí.
Stanovení tlakových ztrát síťové vody nebo tlakových ztrát síťové vody Δh, m; ΔР, MPa. Tyto ztráty jsou výchozími údaji pro následné výpočty dopravního čerpadla a čerpadel doplňování v tepelných sítích.

Hydraulický výpočet tepelných sítí se provádí i pro stávající provozované tepelné sítě, kdy je úkolem vypočítat jejich skutečnou průchodnost, tzn. kdy je tam průměr, délka a potřebujete zjistit spotřebu síťové vody, která bude těmito sítěmi procházet.

Hydraulický výpočet potrubí tepelných sítí se provádí pro následující režimy jejich provozu:

A) pro návrhový režim provozu topné sítě (max G O; G B; G TUV);

B) pro letní režim, kdy potrubím teče pouze G TUV

C) pro statický režim jsou síťová čerpadla zastavena u zdroje dodávky tepla a běží pouze doplňovací čerpadla.

D) pro nouzový provoz, kdy dojde k havárii v jednom nebo více úsecích, průměr propojek a rezervního potrubí.

Pokud tepelné sítě fungují pro vodní otevřený systém zásobování teplem, pak je také určeno:

E) zimní režim, kdy je síťová voda pro teplovodní soustavu budov odebírána z vratného potrubí tepelné sítě.

E) přechodný režim, kdy je síťová voda pro zásobování teplou vodou objektů odebírána z přívodního potrubí tepelné sítě.

Při hydraulickém výpočtu potrubí tepelných sítí musí být známy následující veličiny:

Maximální zatížení vytápění a větrání a průměrné hodinové zatížení dodávky teplé vody: max Q O, max Q VENT, Q SR TUV.
Teplotní diagram systému zásobování teplem.
Graf teploty síťové vody, teplota síťové vody v bodě zlomu τ 01 NI, τ 02 NI.
Geometrické délky každého úseku topných sítí: L 1 , L 2 , L 3 ...... L N .
Stav vnitřního povrchu potrubí v každém úseku topné sítě (množství koroze a usazenin vodního kamene). k E - ekvivalentní drsnost potrubí.
Počet, typ a uspořádání místních odporů, které jsou k dispozici v každém úseku topné sítě (všechna šoupátka, ventily, závity, T-kusy, kompenzátory).
Fyzikální vlastnosti vody p V, I V.

Způsob provedení hydraulického výpočtu potrubí tepelných sítí bude uvažován na příkladu radiální tepelné sítě obsluhující 3 spotřebiče tepla.

Schematické schéma radiální topné sítě, která přepravuje tepelnou energii pro 3 spotřebiče tepla

1 - spotřebitelé tepla (obytné prostory)

2 - úseky topné sítě

3 - zdroj dodávky tepla

Hydraulický výpočet navržených tepelných sítí se provádí v následujícím pořadí:

Podle schematického schématu tepelných sítí je určen spotřebitel, který je nejvzdálenější od zdroje dodávky tepla. Tepelná síť vedená od zdroje dodávky tepla k nejvzdálenějšímu spotřebiteli se nazývá hlavní dálnice (hlavní dálnice), na obrázku L 1 + L 2 + L 3. Sekce 1.1 a 2.1 jsou odbočky z hlavního vedení (větve).
Je nastíněn odhadovaný směr pohybu síťové vody od zdroje dodávky tepla k nejvzdálenějšímu spotřebiteli.
Vypočítaný směr pohybu síťové vody je rozdělen na samostatné úseky, na každém z nich musí zůstat konstantní vnitřní průměr potrubí a průtok síťové vody.
Odhadovaná spotřeba síťové vody se zjišťuje v úsecích topné sítě, ke kterým jsou připojeni spotřebitelé (2.1; 3; 3.1):

G SUM UCH \u003d G O R + G B R + k 3 * G G SR

G О Р \u003d Q О Р / С В * (τ 01 Р - τ 02 Р) - maximální spotřeba topení

k 3 - koeficient zohledňující podíl spotřeby síťové vody dodávané na zásobování teplou vodou

G V R \u003d Q V R / S V * (τ 01 R - τ V2 R) - maximální průtok pro ventilaci

G G SR \u003d Q GW SR / S V * (τ 01 NI - τ G2 NI) - průměrná spotřeba na dodávku teplé vody

k 3 \u003d f (typ systému zásobování teplem, tepelné zatížení spotřebitele).

Hodnoty k 3 v závislosti na typu systému zásobování teplem a tepelné zátěži připojení spotřebičů tepla

Podle referenčních údajů se určují fyzikální vlastnosti síťové vody v přívodním a vratném potrubí topné sítě:

P IN POD = f (τ 01) V IN POD = f (τ 01)

P IN OBR = f (τ 02) V IN OBR = f (τ 02)

Průměrné hodnoty hustoty vody v síti a její rychlosti jsou určeny:

P IN SR \u003d (P IN LOD + P IN OBR) / 2; (kg / m 3)

V IN SR \u003d (V IN UNDER + V IN OBR) / 2; (m 2 /s)

Provádí se hydraulický výpočet potrubí každé části tepelných sítí.

7.1. Jsou nastaveny rychlostí pohybu síťové vody v potrubí: V B \u003d 0,5-3 m / s. Spodní hranice V B je dána tím, že při nižších rychlostech se zvyšuje usazování suspendovaných částic na stěnách potrubí a také při nižších rychlostech se zastaví cirkulace vody a potrubí může zamrznout.

V B \u003d 0,5-3 m/s. - větší hodnota rychlosti v potrubí je způsobena tím, že při zvýšení rychlosti o více než 3,5 m/s může dojít v potrubí k hydraulickému rázu (např. při náhlém uzavření ventilů nebo při potrubí je otočeno v části topné sítě).

7.2. Vnitřní průměr potrubí se vypočítá:

d V \u003d sqrt [(G SUM PCH * 4) / (p V SR * V V * π)] (m)

7.3. Podle referenčních údajů se berou nejbližší hodnoty vnitřního průměru, které odpovídají GOST d V GOST, mm.

7.4. Skutečná rychlost pohybu vody v potrubí je specifikována:

V V F \u003d (4 * G SUM UCH) / [π * p V SR * (d V GOST) 2]

7.5. Je určen režim a zóna proudění síťové vody v potrubí, k tomu je vypočítán bezrozměrný parametr (Reynoldsovo kritérium)

Re = (V V F * d V GOST) / V V F

7.6. Re PR I a Re PR II jsou vypočteny.

Re PR I = 10 * d V GOST / k E

Re PR II \u003d 568 * d V GOST / k E

Pro různé typy potrubí a různé stupně opotřebení potrubí leží k E uvnitř. 0,01 - pokud je potrubí nové. Když typ potrubí a stupeň jejich opotřebení nejsou známy podle SNiP „Heat Networks“ 41-02-2003. Hodnota k E se doporučuje zvolit rovnou 0,5 mm.

7.7. Koeficient hydraulického tření v potrubí se vypočítá:

— pokud je kritérium Re< 2320, то используется формула: λ ТР = 64 / Re.

— pokud kritérium Re leží uvnitř (2320; Re PR I ], použije se Blasiusův vzorec:

ATP = 0,11* (68/Re) 0,25

Tyto dva vzorce musí být použity pro laminární proudění vody.

— pokud Reynoldsovo kritérium leží uvnitř (Re PR I< Re < =Re ПР II), то используется формула Альтшуля.

λ TP \u003d 0,11 * (68 / Re + k E / d V GOST) 0,25

Tento vzorec se používá při přechodném pohybu síťové vody.

- pokud Re > Re PR II, použije se Shifrinsonův vzorec:

λ TP \u003d 0,11 * (k E / d V GOST) 0,25

Δh TP \u003d λ TP * (L * (V V F) 2) / (d V GOST * 2 * g) (m)

ΔP TR = p V SR *g* Δh TR = λ TR * / (d V GOST *2) = R L *L (Pa)

R L \u003d [λ TP * r V SR * (V V F) 2] / (2 * d V GOST) (Pa / m)

R L - specifický lineární pokles tlaku

7.9. Tlakové ztráty nebo tlakové ztráty v místních odporech v úseku potrubí se počítají:

Δh M.S. = Σ£ M.S. *[(V V F) 2 /(2*g)]

Δp M.S. = p B SR *g* Δh M.S. = Σ£ M.S. *[((V V F) 2 * R V SR)/2]

Σ£ M.S. - součet místních koeficientů odporu instalovaných na potrubí. Za každý typ místního odporu £ M.S. převzato z referenčních údajů.

7.10. Celková tlaková ztráta nebo celková tlaková ztráta v části potrubí se stanoví:

h = Δh TR + Δh M.S.

Δp = Δp TR + Δp M.S. = p B SR *g* Δh TP + p B SR *g*Δh M.S.

Podle této metody se provádějí výpočty pro každou část topné sítě a všechny hodnoty jsou shrnuty v tabulce.

Hlavní výsledky hydraulického výpočtu potrubí úseků vodovodní sítě

Pro orientační výpočty úseků sítí vodního vytápění při stanovení R L, Δr TP, Δr M.S. jsou povoleny následující výrazy:

R L \u003d / [p V SR * (d V GOST) 5,25] (Pa / m)

R L \u003d / (d V GOST) 5,25 (Pa / m)

A R \u003d 0,0894 * K E 0,25 - empirický koeficient, který se používá pro přibližný hydraulický výpočet v sítích na ohřev vody

A R B \u003d (0,0894 * K E 0,25) / r B SR \u003d A R / r B SR

Tyto koeficienty odvodil Sokolov E.Ya. a jsou uvedeny v učebnici „Zásobování teplem a tepelné sítě“.

Vzhledem k těmto empirickým koeficientům jsou dopravní a tlakové ztráty definovány jako:

Δp TR \u003d R L * L \u003d / [p V SR * (d V GOST) 5,25] \u003d

= / (d V GOST) 5.25

Δh TP = Δp TP / (p B SR *g) = (R L *L) / (p B SR *g) =

\u003d / (p V SR) 2 * (d V GOST) 5,25 \u003d

\u003d / p V SR * (d V GOST) 5,25 * g

Také s přihlédnutím k A R a A RB; Δr M.S. a Δh M.S. bude napsáno takto:

Δr M.S. \u003d R L * L E M \u003d / p V SR * (d V GOST) 5,25 \u003d

\u003d / (d V GOST) 5.25

Δh M.S. = Δp M.S. / (p B SR *g) \u003d (R L *L E M) / (r B SR *g) \u003d

\u003d / p V SR * (d V GOST) 5,25 \u003d

\u003d / (d V GOST) 5,25 * g

L E \u003d Σ (£ M. C. * d V GOST) / λ TR

Zvláštností ekvivalentní délky je, že ztráta hlavy místních odporů je reprezentována jako pokles hlavy v přímém úseku se stejným vnitřním průměrem a tato délka se nazývá ekvivalentní.

Celkové tlakové a tlakové ztráty se vypočítají takto:

Δh = Δh TR + Δh M.S. \u003d [(R L *L) / (p B SR *g)] + [(R L *L E) / (r B SR *g)] =

\u003d * (L + L E) \u003d * (1 + a M. S.)

Δr \u003d Δr TP + Δr M. S. \u003d R L * L + R L * L E \u003d R L (L + L E) \u003d R L * (1 + a M. S.)

a M.S. - koeficient lokálních ztrát v úseku vodovodní sítě.

Při absenci přesných údajů o počtu, typu a uspořádání místních odporů je hodnota M.S. lze brát od 0,3 do 0,5.

Doufám, že nyní je každému jasné, jak správně provést hydraulický výpočet potrubí a vy sami budete schopni provést hydraulický výpočet tepelných sítí. Napište nám do komentářů, co si myslíte, umíte spočítat hydraulický výpočet potrubí v excelu, nebo používáte online kalkulačku pro hydraulický výpočet potrubí nebo používáte nomogram pro hydraulický výpočet potrubí?

Energie je hlavním produktem, který se člověk naučil vytvářet. Je to nezbytné jak pro domácí život, tak pro průmyslové podniky. V tomto článku budeme hovořit o normách a pravidlech pro navrhování a výstavbu venkovních topných sítí.

Co je to topný systém

Jedná se o soubor potrubí a zařízení, která reprodukují, přepravují, skladují, regulují a zajišťují teplo všech potravin pomocí horké vody nebo páry. Ze zdroje energie vstupuje do přenosových vedení a poté je distribuován po celém areálu.

Co je součástí návrhu:

trubky, které jsou předem ošetřeny proti korozi a jsou také izolované - opláštění nemusí být celé, ale pouze v oblasti, která se nachází na ulici;
kompenzátory - zařízení, která jsou zodpovědná za pohyb, teplotní deformace, vibrace a posuny látky uvnitř potrubí;
montážní systém - v závislosti na typu instalace existují různé možnosti, ale v každém případě jsou zapotřebí podpůrné mechanismy;
příkopy pro pokládku - betonové žlaby a tunely jsou vybaveny, pokud pokládka probíhá na zemi;
uzavírací nebo regulační ventily - dočasně zastaví tlak nebo napomáhá jeho snížení, blokuje průtok.

Projekt zásobování budovou teplem může také obsahovat další zařízení uvnitř systému inženýrského vytápění a zásobování teplou vodou. Takže návrh je rozdělen na dvě části - vnější a vnitřní topný systém. První může pocházet z centrálního hlavního potrubí, nebo třeba z topné jednotky, kotelny. Uvnitř areálu jsou také systémy, které regulují množství tepla v jednotlivých místnostech, dílnách - pokud se dotaz týká průmyslových podniků.

Klasifikace otopných soustav podle hlavních znaků a základních návrhových metod

Existuje několik kritérií, kterými se systém může lišit. To je způsob, jakým jsou umístěny, a účel a oblast dodávky tepla, jejich výkon a mnoho dalších funkcí. Při projektování systému zásobování teplem projektant od zákazníka určitě zjistí, kolik energie má linka denně přepravit, kolik má mít vývodů, jaké budou provozní podmínky - klimatické, meteorologické, ale také jak nezkazit rozvoj měst.

Podle těchto údajů lze vybrat jeden z typů těsnění. Podívejme se na klasifikace.

Podle typu instalace

Rozlišovat:

Vzduch, jsou nad zemí.

Toto řešení se příliš často nepoužívá kvůli obtížnosti instalace, údržby, oprav a také kvůli nevzhlednému vzhledu takových mostů. Bohužel projekt většinou neobsahuje dekorativní prvky. To je způsobeno skutečností, že krabice a jiné maskovací struktury často brání přístupu k potrubí a také jim brání včas vidět problém, jako je netěsnost nebo prasklina.

Rozhodnutí navrhnout systémy ohřevu vzduchu je učiněno po inženýrských průzkumech, které prozkoumají oblasti se seismickou aktivitou a také vysokou hladinou podzemní vody. V takových případech není možné kopat příkopy a provádět pokládku půdy, protože to může být neproduktivní - přírodní podmínky mohou poškodit plášť, vlhkost ovlivní zrychlenou korozi a pohyblivost půdy povede k prasknutí potrubí.

Dalším doporučením pro provádění nadzemních staveb je hustá obytná zástavba, kdy prostě není možné kopat jámy, nebo v případě, že v tomto místě již existuje jedna nebo více linií stávajících komunikací. Při provádění zemních prací v tomto případě existuje vysoké riziko poškození inženýrských systémů města.

Sítě ohřevu vzduchu jsou namontovány na kovových podpěrách a sloupech, kde jsou připevněny k obručím.

Podzemí.

Jsou položeny pod zemí nebo na ní. Existují dvě možnosti pro návrh systému zásobování teplem - když se pokládka provádí kanálovým způsobem a bez kanálu.

V prvním případě je položen betonový kanál nebo tunel. Beton je vyztužen, lze použít předem připravené skruže. To chrání potrubí, vinutí a také usnadňuje kontrolu a údržbu, protože celý systém je udržován čistý a suchý. Ochrana probíhá současně před vlhkostí, spodní vodou a záplavami a také před korozí. Zahrnutí těchto preventivních opatření pomáhá předcházet mechanickému ovlivnění vedení. Kanály mohou být monolitické betonové lité nebo prefabrikované, jejich druhý název je zásobník.

Bezkanálový způsob je méně výhodný, ale vyžaduje mnohem méně času, práce a materiálních zdrojů. Jedná se o cenově výhodný způsob, ale samotné trubky se nepoužívají běžné, ale speciální - s ochranným pláštěm nebo bez něj, ale pak musí být materiál vyroben z polyvinylchloridu nebo s jeho přísadou. Proces opravy a instalace je obtížnější, pokud se plánuje rekonstrukce sítě, rozšíření topné sítě, protože bude nutné znovu provést zemní práce.

Podle typu chladicí kapaliny

Přepravovat lze dva prvky:

Horká voda.

Přenáší tepelnou energii a zároveň může sloužit pro účely zásobování vodou. Zvláštností je, že taková potrubí se nevejdou samostatně, a to ani ta hlavní. Musí být provedeny v množství, které je násobkem dvou. Obvykle se jedná o dvoutrubkové a čtyřtrubkové systémy. Tento požadavek je způsoben tím, že je potřeba nejen přísun kapaliny, ale také její odstranění. Obvykle se studený tok (zpátečka) vrací do topného bodu. V kotelně probíhá sekundární úprava - filtrace a následně ohřev vody.

Ty jsou při navrhování topné sítě obtížnější - příklad jejich typického provedení obsahuje podmínky pro ochranu potrubí před vysokými teplotami. Faktem je, že nosič páry je mnohem teplejší než kapalina. To dává zvýšenou účinnost, ale přispívá k deformaci potrubí, jeho stěn. Tomu lze předejít používáním kvalitních stavebních materiálů a pravidelným sledováním případných změn tlaku v hlavě.

Nebezpečný je i další jev – tvorba kondenzátu na stěnách. Je nutné vyrobit vinutí, které bude odvádět vlhkost.

Nebezpečí číhá i v souvislosti s možným zraněním při údržbě a proražení. Pálení párou je velmi silné, a protože se látka přenáší pod tlakem, může dojít k výraznému poškození pokožky.

Podle návrhových schémat

Tuto klasifikaci lze také nazvat - podle hodnoty. Existují následující objekty:

Kmen.

Mají jedinou funkci – přepravu na velké vzdálenosti. Obvykle se jedná o přenos energie ze zdroje, kotelny, do distribučních uzlů. Mohou existovat tepelné body, které jsou zapojeny do rozvětvených tras. Síť má výkonné indikátory - teplota obsahu až 150 stupňů, průměr trubek až 102 cm.

Rozdělení.

Jedná se o méně významné linky, jejichž účelem je dodávat horkou vodu nebo páru do obytných budov a průmyslových podniků. Podle průřezu mohou být různé, volí se v závislosti na propustnosti energie za den. U bytových domů a továren se obvykle používají maximální hodnoty - nepřesahují průměr 52,5 cm. Zatímco u soukromých nemovitostí obyvatelé obvykle přivádějí malé potrubí, které může uspokojit jejich potřeby tepla. Teplotní režim obvykle nepřesahuje 110 stupňů.

čtvrtletní.

Toto je podtyp distribuce. Mají stejné technické vlastnosti, ale slouží k distribuci hmoty mezi budovy jedné obytné oblasti, bloku.

Větve.

Jsou určeny k propojení dálnice a topného bodu.

Podle zdroje tepla

Rozlišovat:

Centralizované.

Výchozím bodem odvodu tepla je velká výtopna, která napájí celé město nebo jeho velkou část. Mohou to být tepelné elektrárny, velké kotelny, jaderné elektrárny.

Decentralizované.

Zabývají se dopravou z malých zdrojů - autonomních tepláren, které mohou zásobovat pouze malou obytnou oblast, jeden bytový dům, specifickou průmyslovou výrobu. Autonomní zdroje energie zpravidla nepotřebují úseky dálnic, protože jsou umístěny vedle objektu, struktury.

Etapy vypracování projektu tepelné sítě

Sběr počátečních dat.

Zákazník poskytne projektantovi zadání a samostatně nebo prostřednictvím organizací třetích stran sestaví seznam informací, které budou při práci potřeba. Jedná se o množství tepelné energie, které je potřeba za rok a den, označení napájecích bodů a také provozní podmínky. Mohou existovat také preference pro maximální náklady na veškerou práci a použité materiály. V objednávce by mělo být především uvedeno, k čemu je topná síť určena - obytné prostory, výroba.

Inženýrský průzkum.

Práce se provádějí jak na zemi, tak v laboratořích. Inženýr poté doplní zprávy. Systém kontrol zahrnuje půdu, půdní vlastnosti, hladinu podzemní vody, dále klimatické a meteorologické podmínky a seismické charakteristiky území. Pro práci a reportování budete potřebovat spoustu ++. Tyto programy zajistí automatizaci celého procesu a také dodržování všech norem a standardů.

Návrh inženýrského systému.

V této fázi se vypracovávají výkresy, schémata jednotlivých uzlů, provádějí se výpočty. Skutečný designér vždy používá kvalitní software, například . Software je určen pro práci s inženýrskými sítěmi. S jeho pomocí je vhodné trasovat, vytvářet studny, označovat průsečíky linií, označovat úsek potrubí a vytvářet další značky.

Regulační dokumenty, které vedou projektanta - SNiP 41-02-2003 "Tepelné sítě" a SNiP 41-03-2003 "Tepelná izolace zařízení a přístrojů".

Ve stejné fázi je vypracována stavební a projektová dokumentace. Abyste dodrželi všechna pravidla GOST, SP a SNiP, musíte použít program nebo. Automatizují proces vyplňování papírování podle zákonných norem.

Schválení projektu.

Nejprve se zákazníkovi nabídne rozvržení. V tomto okamžiku je vhodné použít funkci 3D vizualizace. Objemový model potrubí je přehlednější, člověku neznalému pravidel kreslení ukazuje všechny uzly, které nejsou na výkrese vidět. A pro profesionály je nutné trojrozměrné rozvržení, aby provedli úpravy a zajistili nechtěné křižovatky. Program takovou funkci má. Veškerou pracovní a projektovou dokumentaci je vhodné sestavit, nakreslit a provést základní výpočty pomocí vestavěné kalkulačky.

Poté musí schválení projít řadou instancí vedení města a také projít odborným posouzením nezávislým zástupcem. Je vhodné použít funkci elektronické správy dokumentů. To platí zejména tehdy, když se zákazník a dodavatel nacházejí v různých městech. Všechny produkty ZVSOFT spolupracují s běžnými inženýrskými, textovými a grafickými formáty, takže konstrukční tým může tento software použít ke zpracování dat přijatých z různých zdrojů.

Skladba typického projektu tepelné sítě a příklad topných sítí

Hlavní prvky potrubí jsou vyráběny hlavně výrobci v hotové podobě, takže zbývá pouze je správně umístit a namontovat.

Zvažte obsah podrobností na příkladu klasického systému:

Trubky. Jejich průměr jsme diskutovali výše v souvislosti s typologií konstrukcí. A délka má standardní parametry - 6 a 12 metrů. Můžete si objednat individuální řezání v továrně, ale bude to stát mnohem víc.
Je důležité používat nové produkty. Je lepší použít ty, které se vyrábějí okamžitě s izolací.
Spojovací prvky. Jedná se o kolena v úhlu 90, 75, 60, 45 stupňů. Do stejné skupiny patří: ohyby, T-kusy, přechody a uzávěry na konci trubky.
Uzavírací ventil. Jeho účelem je blokovat vodu. Zámky mohou být ve speciálních krabicích.
Kompenzátor. Je vyžadován na všech úsecích zatáčky trati. Uvolňují tlakovou expanzi a deformaci potrubí.

Vytvořte kvalitní projekt tepelné sítě společně se softwarovými produkty ZVSOFT.