Основные положения гидравлического расчета системы водяного отопления

Гидравлический расчет основан на следующем принципе: при установившемся движении воды действующая в системе разность давления (насосного и естественного) полностью расходуется на преодоление сопротивления движению.

Гидравлическое сопротивление системы должно соответствовать действующей разности давле­ния, а в расчетных условиях циркуляции воды — расчетному циркуляционному давлению.

Гидравлический расчет выполняют по пространственной схеме системы отопления, вычерчиваемой обычно в аксоно­метрической проекции. На схеме системы выявляют цир­куляционные кольца, делят их на участки и наносят тепловые нагрузки.

Участком называют трубу постоянного диаметра с одним и тем же расходом теплоносителя. Последовательно соединенные участки, образующие замкнутый контур цир­куляции воды через теплогенератор, составляют циркуля­ционное кольцо системы.

Тепловая нагрузка прибора (точнее прибора с прилегающим этажестояком) принимается равной расчетным теплопотерям помещений Q_п (за вычетом теплопоступлений, если они имеются).

Тепловая нагрузка участка Q_уч составляется из тепло­вых нагрузок приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой:

Q_уч= SQ_п. (3.4.2)

Расход воды на участке G_уч при расчетной разности температуры воды в системе, с учетом дополнительной теплоподачи в помещения

G_уч = , (3.4.3)

где Q_уч — тепловая нагрузка участка, найденная по формуле (3.4.2); b₁ —по­правочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через до­полнительную площадь (сверх расчетной) приборов, принятых к установке; b₂—поправочный коэффициент, учиты­вающий дополнительные теплопотери вследствие размещения ото­пительных приборов у наружных ограждений; с- удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг· К).

Тепловая нагрузка системы отопления в целом равна сумме тепловых нагрузок всех приборов (теплопотерь помещений). По общей теплопотребности для отопления здания определяют расход воды в системе

G_с = β₁β₂ = . (3.4.4)

При гидравлическом расчете потери давления на каж­дом участке Dр_уч, Па, циркуляционных колец системы отопления определяют по формуле Дарси — Вейсбаха, известной из курса гидравлики

Dр_уч= , (3.4.5)

где l — коэффициент гидравлического трения, оп­ределяющий в долях гидродинамического давления (Па) линейную потерю гидростатического давления на длине трубы, равной ее внутреннему диаметру d_в, м; l_уч — длина участка, м; Sz_уч—сумма КМС на участке, выражающая местные потери гидростатического давления в долях гидродинамического давления; r и w— соот­ветственно средняя плотность, кг/м³, и скорость движения, м/с, воды на участке.

Коэффициент гидравлического трения l зависит от режима движения жидкости (ламинарного или турбулентно­го) в трубах и приборах систем отопления.

По формуле (3.4.5) находят падение гидростатического давления в потоке воды вследствие линейной потери (пер­вое слагаемое) при трении о стенки трубы и местных со­противлений (второе слагаемое) из-за деформации потока в фасонных частях, арматуре и приборах.

Коэффициент местного сопротивления (КМС) z зависит в основном от геометрической формы препятствий движе­нию (арматура, приборы, воздухосборники, грязевики, коллекторы и т. п.), изменения направления движения и расхода воды (в тройниках, крестовинах, отводах, скобах, утках, калачах и других фасонных частях).

Гидравлический расчет системы водяного отопления по удельнымй линейным потерям давления.

Гидравлический расчет системы водяного отопления выполняют различными способами.

Первый способ гидравлического расчета — по удельной линейной потере давления, когда подбирают диаметр труб при равных (применяют также термин постоянных) пере­падах температуры воды во всех стояках и ветвях Dt_ст, таких же как расчетный перепад температуры воды во всей системе Dt_с

Dt_ст = Dt_с, (3.4.6)

причем Dt_с= .

Предварительно вычисляют расход воды на каждом участке по формуле (3.4.4). Потери давления на трение и мест­ные сопротивления на участке определяют раздельно по преобразованной формуле (3.4.7)

Dр_уч= = Rl_уч + Z, (3.4.7)

где R= —удельная потеря давления на трение на длине 1 м, Па/м;

Z= —потери давления на местные сопротивления, Па.

Потери давления в циркуляционном кольце системы: при последовательном соединении N участков

Dр_общ= (Rl_уч + Z)_i , (3.4.8)

т. е. равны сумме потерь давления на участках, составляю­щих кольцо.

При параллельном соединении двух участков, стояков или ветвей потери давления на параллельно соединенных участ­ках, стояках или ветвях должны быть равны.

Расчет начинают с главного циркуляционного кольца системы.

Главным считают циркуляционное кольцо, в котором расчетное циркуляционное давление Dр_р , при­ходящееся на единицу длины кольца Sl имеет наименьшее значение

Dр_р =Dр_р /Sl . (3.4.9)

В вертикальной однотрубной системе — это кольцо через наиболее нагруженный стояк из удаленных от тепло­вого пункта стояков при тупиковом движении воды или также через наиболее нагруженный стояк, но из средних стояков при попутном движении воды в магистралях.

В вертикальной двухтрубной системе — это кольцо через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного из удаленных от теплового пункта стояков при тупиковом движении воды или наиболее нагруженного из средних стояков при попутном движении воды в магистралях.

В горизонтальной однотрубной системе многоэтажного здания основное циркуляционное кольцо выбирают по меньшему значению Dр_р, в двух цирку­ляционных кольцах через ветви на верхнем и нижнем эта­жах.

При выборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентиро­вочного значения удельной линейной потери давления R_ср, Па/м, определяемого по формуле (считая потери дав­ления на трение равными 65% Dр_р)

R_ср = 0,65Dр_р/Sl (3.4.10)

где Sl — общая длина последовательно соединенных участков, составляющих основное циркуляционное кольцо, м.

Потери давления в основном циркуляционном кольце, состоящем из N последовательно соединенных участков, рассчитанные по рассматриваемому способу по формуле

(Rl_уч + Z)_i =(0,9... 0,95) Dр_р, (3.4.11)

Дата добавления: 2014-05-28; просмотров: 574; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!