Методы расчета различных видов теплового потребления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и ГВС

2. Расчет и построение графиков теплового потребления

3. Построение для закрытой системы теплоснабжения графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный или скорректированный температурный график

4. Гидравлический расчет магистральных теплопроводов и ответвлений двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения

5. Расчет и построение пьезометрических графиков для отопительного и неотопительного периодов

6. Подбор сетевых и подпиточных насосов для закрытой системы отоплния

7. Определение толщины тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети, проложенной в канале

8. Расчет П-образного компенсатора

9. Расчет сальниковых компенсаторов

10. Определение изгибающего напряжения от термических деформаций в трубопроводе диаметром dн = 219 мм у неподвижной опоры

11. Расчет диаметров спускных устройств для участка трубопровода

Литература

Введение

Здания и сооружения оборудуют средствами отопления для поддержания в них температурных условий, обеспечивающих хорошее самочувствие и здоровье людей. Температура помещения, относительная влажность, скорость воздуха являются основными факторами, под воздействием которых формируются процессы тепло- и массообмена человека со средой помещения.

Установлены такие сочетания этих параметров, при которых тепловое самочувствие человека является оптимальным. Эти значения положены в основу требований к тепловым условиям помещений и регламентируются санитарными нормами. Они обеспечиваются путем управления тепло- и воздухообменом в помещениях с помощью средств отопления и вентиляции.

В данном курсовом проекте представлены методы расчета различных видов теплового потребления, изучены способы регулирования отпуска теплоты, выполнены гидравлические расчеты трубопроводов тепловых сетей, тепловой и механический расчеты теплопроводов.

Приведенные в настоящем проекте расчеты могут быть использованы при проектировании новых и реконструкции существующих водяных систем теплоснабжения. насос теплопровод сетевая сеть

1. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и ГВС

Исходные данные:

Район строительства - г. Краматорск;

t₀ = -22С - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления;

t_н = 8С - температура переходного периода (начала и конца отопительного сезона);

t_i = 20С - усредненная температура внутреннего воздуха;

Р = 240 чел./га - плотность населения;

f_общ = 18 м²/чел - общая площадь жилого здания на одного жителя;

а = 115 л/сутки - средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки;

q_о = 75 Вт/м² - удельный показатель теплового потока на отопление жилых зданий при t₀ =-22 °С;

Расчет тепловых потоков сводим в таблицу 1.1.

В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов, их площадь Fкв, га, плотность населения Р, чел/га.

Количество жителей в кварталах m определяем по формуле

(1.1)

Для квартала №1 количество жителей составит:

m = 240 х 16 = 3840 чел.

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле:

A = f _общ х m(1.2)

Для квартала №1:

А = 18 · 3840 = 69120 м²

Приняв (см. прил. 2 [1]) для зданий постройки после1985 г. величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий q_о=75Вт/м² при t⁰ = -22 °С, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов:

(1.3)

где K₁ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление об-

щественных зданий; при отсутствии данных K₁ следует принимать равным 0,25.

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле:

(1.4)

где K₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных K₂ следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г., 0,4, после1985 г. - 0,6.

Для квартала №1 при К2 = 0,6 получим:

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле:

(1.5)

где q_h = 407 Вт укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение учетом общественных зданий при норме на одного жителя

a = 115 л/сутки (приложение 3 [1]).

Для квартала №1 эта величина составит:

Суммарный тепловой поток по кварталам QУ определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

(1.6)

Для квартала №1 суммарный тепловой поток составит:

Аналогично выполняются расчёты тепловых потоков и для других

кварталов. Результаты расчета сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Расчет тепловых потоков

№ квартала	Площадь квартала, Га	Плотность населения Р, чел/Га	Количество жителей m, чел	Общая площадь А, м2	Тепловой поток, МВт
					Qomax	Qvmax	Qhm	QУmax
1	16	240	3840	69120	6,5	0,8	1,6	8,9
2	14	240	3360	60480	5,7	0,7	1,4	7,8
3	16	240	3840	69120	6,5	0,8	1,6	8,9
4	16	240	3840	69120	6,5	0,8	1,6	8,9
5	17	240	4080	73440	6,9	0,8	1,7	9,4
6	15	240	3600	64800	6,1	0,7	1,5	8,3
7	17	240	4080	73440	6,9	0,8	1,7	9,4
8	17	240	4080	73440	6,9	0,8	1,7	9,4
9	19	240	4560	82080	7,7	0,9	1,9	10,5
10	16	240	3840	69120	6,5	0,8	1,6	8,9
11	19	240	4560	82080	7,7	0,9	1,9	10,5
12	19	240	4560	82080	7,7	0,9	1,9	10,5
13	22	240	5280	95040	8,9	1,1	2,1	12,1
14	17	240	4080	73440	6,9	0,8	1,7	9,4
15	15	240	3600	64800	6,1	0,7	1,5	8,3
16	17	240	4080	73440	6,9	0,8	1,7	9,4
17	36	240	8640	155520	14,6	1,7	3,5	19,8
18	13	240	3120	56160	5,3	0,6	1,3	7,2
19	13	240	3120	56160	5,3	0,6	1,3	7,2
20	9	240	2160	38880	3,6	0,4	0,9	4,9
21	9	240	2160	38880	3,6	0,4	0,9	4,9
22	28	240	6720	120960	11,3	1,4	2,7	15,4
Итого	154	18	38	210

2. Расчет и построение графиков теплового потребления

Графики теплового потребления часовые, годовые по продолжительности тепловой нагрузки, годовые по месяцам необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения: определения расходов топлива, выбора оборудования источников теплоты, выбора режима загрузки и графика ремонта этого оборудования, выбора параметров теплоносителя, а также для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения.

Определим, часовые расходы на отопление при температуре наружного воздуха tн = +8 °С:

МВт(2.1)

где - тепловой поток на отопление района города (из таблицы 2.1).

t₀ = -22С - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления;

t_н = 8С - температура переходного периода (начала и конца отопительного сезона);

t_i = 20С - усредненная температура внутреннего воздуха;

Определим, часовые расходы на вентиляцию при температуре наружного воздуха tн = +8 °С:

МВт(2.2)

где - тепловой поток на вентиляцию района города (из таблицы 2.1).

Отложив на графике( рис. 2.1) значения и при t_н = 8С, а также значения Q_оmax и Q_vmax при tн = -22С и соединив их прямой, получим графики

Q₀ = f (t_н) и = f (t_н).

Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода:

(2.3)

где - тепловой поток на гвс района города (из таблицы 2.1);

- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на гвс в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, при отсутствии данных принимаем равным 0,8.

- температура х.в. в летний период;

- температура х.в. в зимний период;

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 38 МВт для отопительного периода и с ординатой 24 МВт для неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур tн = +8С...-22С и соединив их прямой, получим суммарный часовой график .

Суммарный среднечасовой расход теплоты при температуре -22С:

(2.4)

Суммарный среднечасовой расход теплоты при температуре +8С:

(2.5)

Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки по [2. Табл. 1.3] находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5 °С и продолжительность отопительного периода для г. Краматорска n₀ = 4 392 ч. Данные сведем в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Продолжительность стояния температур наружного воздуха

Продолжи-тельность. стояния, n,ч	Температура наружного воздуха
	-30 -25	-25 -20	-20 -15	-15 -10	-10 -5	-5 0	0 +5	+5 +8
n	10	44	183	398	730	1141	1216	670
Темпера- туры,С	-25 и ниже	-20 и ниже	-15 и ниже	-10 и ниже	-5 и ниже	0 и ниже	+5 и ниже	+8 и ниже
Уn	10	54	237	635	1365	2506	3722	4392

График по продолжительности тепловой нагрузки(рис. 3.1,б) строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур (+8, 0, -10, -20, -22) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 4 392 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой, равной до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году, равной 8400 часов.



Для построения годового графика теплового потребления по месяцам по[3. С. 8] находим среднемесячные температуры наружного воздуха:

Определим часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +8С.

Выполним часовой расход теплоты на отопление для января:

(2.6)

Выполним часовой расход теплоты на вентиляцию для января:

(2.7)

Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (Qhm =38МВт):

(2.8)

Аналогично проводим расчеты для всех остальных месяцев года.

Для месяцев неотопительного периода суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение .

Расчёты сведём в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Среднеча- совые расходы тепла по месяцам	Среднемесячные температуры наружного воздуха
	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	август	сент.	окт.	ноябрь	декабрь
	-5,2	-4,4	0,7	9,4	15,4	19	21,2	19,8	14,9	8	1,8	-2,9
Qo, МВт	89	86	67	33						39	62	80
Qv, МВт	10	10	8	4						5	7	9
Qhm , МВт	38	38	38	38	24	24	24	24	24	38	38	38
У	138	134	112	75	24	24	24	24	24	81	108	128

Используя полученные данные, построим годовой график теплового потребления по месяцам (рис. 2.2).



Рисунок 2.2 Годовой график теплового потребления по месяцам

3. Построение для закрытой системы теплоснабжения графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный или скорректированный температурный график)

Исходные данные:

ф₁ = 130°С -в подающей магистрали,

ф₂ = 70 °С - температура сетевой воды в обратной магистрали;

ф₃ = 95 °С - температура воды после элеватора;

t₀ = -22 °С - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления;

t_i = 20 °С - расчетная температура воздуха внутри помещения;

Q_оmax = 154 МВт - расчетный тепловой поток на отопление района (по таблице 1.1);

Q_vmax = 18 МВт - расчетный тепловой поток на вентиляцию района (по таблице 1.1);

Q_hm = 38 МВт - расчетный среднечасовый тепловой поток на гвс района (по таблице 1.1);

t_h = 60 °С - температура горячей воды в системах горячего водоснабжения;

t_с = 5 °С - температура холодной воды.

б_б = 1,2 - балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения.

Определим схему включения водоподогревателей:

(3.1)

где k_h = 2.4

Q_hmax - максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение

Так как , принимаем 2-хступенчатую последовательную схему включения подогревателей гвс (располагается в теплопункте).

Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома (минимальная температура в подающем на ТП трубопроводе). Для температур наружного воздуха tн = +10; 0; -5,2; -10; -22°С определим значения температур сетевой воды для систем отопления ф_1о; ф_2о; ф_3о (соответственно подающая, обратная магистрали и после элеватора - для отопительного периода):

Температура сетевой воды на подаче:

(3.2)

Температура сетевой воды в обрате:

(3.3)

Температура сетевой воды после элеватора:

(3.4)

где ti - усредненная расчетная температура внутреннего воздуха;

t_н - температура наружного воздуха, єС;

Дt- расчетный температурный напор нагревательного прибора, єС,

(3.5)

где значения ф₃ = 95 єС и ф₂= 70 єС - расчетные температуры воды соответственно после элеатора и в обратной магистрали тепловой сети.

С

Дф- расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети:

Дф = ф₁ - ф₂ (3.6)

Дф = 130 - 70 = 60

и- расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления:

и = ф₃ - ф₂ (3.7)

и = 95 - 70 = 25С

Задаваясь различными значениями температур наружного воздуха tн, по формулам 3.2, 3.3, 3.4 определяем температуры ф_1о,ф_2о, ф_3о и строим отопительный график температур сетевой воды.

При центральном качественно-количественном регулировании отпуска теплоты для подогрева воды в системах горячего водоснабжения потребителей температура воды в подающем трубопроводе должна быть не менее 70 °С (для закрытых систем теплоснабжения). Для этого отопительный график спрямляется на уровне температуры 70 °С и становится отопительно-бытовым (см. рис. 3.1).

1) Расчет для температуры воздуха tн = +10С:

С

С

С

2) Расчет для температуры воздуха tн = 0С:

С

С

С

3) Расчет для температуры воздуха tн = -5,2С (средняя температура самого холодного месяца - по табл. 3.2):

С

С

С

4) Расчет для температуры воздуха tн = -10,0С:

С

С

С

5) Расчет для температуры воздуха tн = -22,0С:

С

С

С

Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды: , температура наружного воздуха . Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведем в таблицу 3.1.

Далее приступаем к расчету повышенного температурного графика. Задавшись величиной недогрева Дtн = 7 °С, определим температуру нагреваемой водопроводной воды после водоподогревателя первой ступени:

С(3.8)

Балансовая нагрузка горячего водоснабжения:

(3.9)

МВт

Суммарный перепад температур сетевой воды в обеих ступенях водоподогревателей:

(3.10)

Перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени для диапазона температур наружного воздуха от t_н= +10 °С до :

(3.11)

C

Перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателя для диапазона температур наружного воздуха от t_н= +10 °С до :

(3.12)

Определим значения величин д₂ и д₁ для диапазона температур наружного воздуха t_н от до .

1) для :

(3.13)

С

С(3.14)

2) для эти значения составят:

3) для :

С

С

Температуры сетевой воды ф_1п и ф_1п в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика:

1) для t_н = +10°С, t_н = 2,7°С:

(3.15)

С

(3.16)

2) для t_н = -5,2°С:

3) для t_н = -10°С:

4) для t_н = -22°С:

Полученные значения величин д2, д1,, сведем в табл. 2.4.

Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции в диапазоне температур наружного воздуха tн = +10 ... +2,7 °С используем формулу:

(3.17)

Определим значение ф_2v для t_н = +10 °С. Предварительно зададимся значением ф_2v = 23°С.

Определим температурный напор в калорифере Дt_к для t_н = +10 °С:

(3.18)

Определим температурный напор в калорифере Дt'_к для t_н = +2,7°С

(3.19)

Вычислим левые и правые части уравнения 3.17:

Левая часть:

Правая часть:

Поскольку численные значения правой и левой частей уравнения близки по значению (в пределах3 %), примем значение ф_2v = 23С как окончательное.

Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха определим температуру сетевой воды после калориферов ф_2v для t_н = t_о = -22 °С:

(3.20)

Здесь значения Дt соответствуют t_н = t_v = -5,2 °С.

Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением ф_2v = 25 °С. Определим значения Дt_к и

(3.21)

(3.22)

Поскольку левая часть выражения близка по значению правой (1,03 ?1), принятое предварительно значение ф_2v = 25 °С будем считать окончательным. Используя данные табл. 2.4, построим отопительно-бытовой и повышенный температурные графики регулирования(рис. 2.4).

Таблица 3.1 Расчет температурного графика сетевой воды для закрытой системы теплоснабжения

tн.в.	?1o	?2o	?3o	у1	у2	?1п	?2п	?2v
10	70	46	56	7	11	77	35	23
2,7	70	46	56	7	11	77	35	46
-5,2	90	54	69	5	13	95	41	54
-10	102	59	77	4	14	106	45	42
-22	130	70	95	0,6	17,4	130,6	52,6	25



Рис. 3.1 - Температурные графики регулирования сетевой воды для закрытой системы теплоснабжения( ?- отопительно-бытовой; - - - - повышенный)

4. Гидравлический расчет магистральных теплопроводов и ответвлений двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения

Выполним гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения. Удельные потери давления по главной магистрали приняты в размере 30-80 Па/м. С котельной в магистраль поступает перегретая вода. Температурный график: 130/70. Расчетная схема теплосети от источника теплоты (ИТ) до кварталов города (КВ) приведена на рис. 4.1.



Рис. 4 План теплотрассы

Расчет выполним для подающего трубопровода. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ4 (участки1 - 7).

Определим расход теплоносителя (кг/ч) для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты:

, кг/ч(4.1)

где с = 4,19 Дж/г*С - удельная теплоемкость воды;

=8,9х10⁶ Вт - суммарный тепловой поток на 1 квартал (по табл. 1.1)

Расход теплоносителя для 1-го квартала:

Аналогично находим расход теплоносителя для остальных кварталов района. Результаты расчета сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Расчет расхода сетевой воды по кварталам.

№ квартала	t подачи, С	t обрата, С	Макс.тепл. поток, QoУ МВт	Расход сетевой воды Ghmax, кг/с	Расход сетевой воды Ghmax, м3/ч
1	130	70	8,9	35	127
2	130	70	7,8	31	111
3	130	70	8,9	35	127
4	130	70	8,9	35	127
5	130	70	9,4	37	134
6	130	70	8,3	33	119
7	130	70	9,4	37	134
8	130	70	9,4	37	134
9	130	70	10,5	42	150
10	130	70	8,9	35	127
11	130	70	10,5	42	150
12	130	70	10,5	42	150
13	130	70	12,1	48	173
14	130	70	9,4	37	134
15	130	70	8,3	33	119
16	130	70	9,4	37	134
17	130	70	19,8	79	283
18	130	70	7,2	29	103
19	130	70	7,2	29	103
20	130	70	4,9	19	70
21	130	70	4,9	19	70
22	130	70	15,4	61	220
Итого		2999

По таблицам гидравлического расчета, приведенным в литературе [5, 6], или по номограммам (приложение 6 [1]) , на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1 - 7 диаметры трубопроводов dн х S, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с. Результаты расчетов сведем в таблицу 4.3.

По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений Уо и их эквивалентные длины Lэ .

Рассмотрим гидравлический расчет для участка 1 главной магистрали. Расход теплоносителя на данном участке равен сумме расходов всех

кварталов - 2999 т/ч. Зная расход и ориентировочные удельные потери R в пределах от 30 до 80 Па/м по номограмме (приложение 6 [1]) находим диаметр трубы 1-го участка - 820х10, скорость - 2,2 м/с, уточняем удельные потери давления - 45 Па/м.

На участке 1 имеется головная задвижка (о = 0,5), тройник на проход при разделении потока (о = 1,0). Количество сальниковых компенсаторов

(о = 0,3) и П-образных компенсаторов на участке 1 определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами. Согласно прил. 7 [1] для Dу = 800 мм это расстояние составляет 160 м для сальникового и 200 м для П-образного компенсатора. Следовательно, на участке 1 длиной 500 м следует предусмотреть один сальниковый и два П-образных компенсатора. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на 1-м участке составит:

Уо = 0,5 + 1,0 х 1 + 1 х0,3+1,7 х 2 = 5,2

По табл. 6.4 прил. 6 [1] (при Кэ = 0,0005м) эквивалентная длина l_э для

о = 1,0 равна 46,0 м. Эквивалентная длина участка составит:

(4.2)



Приведенная длина участка:

, (4.3)

где L= 500 м длина трубопровода на участке 1 (из таблицы 4.3).

Определим потери давления на участке 1:

ДP = R ?Lп(4.4)

ДP = 45 х 739 =33264 Па.

Аналогично выполним гидравлический расчет участков 2 - 7 из главной магистрали. Результаты расчетов сведены в таблицы 4.2, 4.3.

Таблица 4.2 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для участков главной магистрали

№ участка	dн x s, мм	L, м	Вид местного сопротивления	о	Количество	Уо	lэ, м	Lэ, м
1	820х10	500	1. Задвижка	0,5	1	5,2	46	239
			2. Тройник на проход при разделении потока	1	1
			3. Сальниковый компенсатор	0,3	1
			4.П-образый компенсатор	1,7	2
2	720х10	400	1. Внезапное сужение	0,5	1	5,9	38,9	230
			2. Тройник на проход при разделении потока	1	2
			3. П-образный компенсатор	1,7	2
3	630х9	1000	1. Задвижка	0,5	1	11,5	32,9	378
			2. Внезапное сужение	0,5	1
			3. Тройник на проход при разделении потока	1	2
			4. П-образный компенсатор	1,7	5
4	480х7	1150	1. Задвижка	0,5	1	11,2	23,4	262
			2. Внезапное сужение	0,5	1
			3. П-образный компенсатор	1,7	6
5	377х9	250	1. Задвижка	0,5	1	8,4	16,9	142
			2. Внезапное сужение	0,5	1
			3. Тройник на проход при разделении потока	1	2
			4. Тройник при расходящемся потоке	2	1
			5. П-образный компенсатор	1,7	2
6	273х7	400	1. Внезапное сужение	0,5	1	3,9	11,2	44
			2. П-образный компенсатор	1,7	2
7	219х6	50	1. Задвижка	0,5	1	2,5	8,5	21
			2. Тройник при расходящемся потоке	2	1

Таблица 4.3 Гидравлический расчет магистральных трубопроводов

№ участка	G, т/ч	G, кг/с	Длина, м	dн х s,мм	V, м/с	R,Па/м	ДP, Па	УДP, Па
			L	Lэ	Lп
1	2999	833	500	239	739	820х10	2,2	45	33264	251158
2	2779	772	400	230	630	720х10	2,3	55	34623	217894
3	2150	597	1000	378	1378	630х9	1,8	48	66161	183271
4	1013	281	1150	262	1412	480х7	1,6	50	70604	117110
5	522	145	250	142	392	377х9	1,3	43	16854	46506
6	261	73	400	44	444	273х7	1,3	58	25733	29652
7	134	37	50	21	71	219х6	1,0	55	3919	3919

Расчет ответвлений.

По принципу увязки потери давления ДP от точки деления потоков до концевых точек (кварталов) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий:



1) Рассмотрим ответвление с участком 10.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

(4.5)

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

(4.6)

где G₁₀=127 т/ч - расход теплоносителя на участке 10 (по таблице 4.5).

Ориентируясь на R = 71 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участке 10.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4 для этого участка найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 10:

(4.7)

Аналогично, используя формулы 4.5, 4.6, 4.7 производим расчет для остальных участков ответвлений.

2) Рассмотрим ответвление с участком 11.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

где G₁₁=127 т/ч - расход теплоносителя на участке 10 (по таблице 4.5).

Удельные потери давления на ответвлениях принимаем не более 300Па/м. То есть, .

Ориентируясь на R = 300 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участке 11.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4 для этого участка найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 11:

Так как невязка более 10%, то остаток напора погашается шайбой у потребителя.

3) Рассмотрим ответвление с участком 12.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

где G₁₂=134 т/ч - расход теплоносителя на участке 12 (по таблице 4.5).

Удельные потери давления на ответвлениях принимаем не более 300Па/м. То есть, .

Ориентируясь на R = 300 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участке 11.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4 для этого участка найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 12:

Так как невязка равна более 10%, то остаток напора погашается шайбой у потребителя.

4) Рассмотрим ответвление с участками 8, 9, 15.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

(4.4)

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

(4.5)

где G₈=491 т/ч - расход теплоносителя на участке 8 (по таблице 4.5).

Ориентируясь на R = 74 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участках 8, 9, 15.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4 для каждого из этих участков найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 8-9-15:

- условие выполняется.

5) Рассмотрим ответвление с участками 8, 9, 16.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

(4.5)

где G₈=491 т/ч - расход теплоносителя на участке 8 (по таблице 4.5).

Ориентируясь на R = 74 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участках 8, 9, 15.

Используя формулы 4.1, 4.2, 4.3 для каждого из этих участков найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 8-9-15:

- условие выполняется.

6) Рассмотрим ответвление с участками 17, 18.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

(4.5)

Где G₁₇=434 т/ч - расход теплоносителя на участке 17 (по таблице 4.5).

Ориентируясь на R = 138 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участках 8, 9, 15.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4.для каждого из этих участков найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 17-18:

- условие не выполняется.

Так как невязка более 10%, то остаток напора погашается шайбой у потребителя.

7) Рассмотрим ответвление с участками 17, 19.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.

где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные

сопротивления:

(4.5)

Где G₁₇=434 т/ч - расход теплоносителя на участке 17 (по таблице 4.5).

Так как R более 300 Па/м , то принимаем R = 300 Па/м.

Ориентируясь на R = 300 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участках 8, 9, 15.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4 для каждого из этих участков найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 17-19:

- условие не выполняется.

Так как невязка более 10%, то остаток напора погашается шайбой у потребителя.

Рассмотрим ответвление с участком 21.

Найдем ориентировочные удельные потери давления для данного ответвления.



где коэффициент б, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления:

(4.5)

где G₂₁=220 т/ч - расход теплоносителя на участке 21 (по таблице 4.5).

Так как R более 300 Па/м , то принимаем R = 300 Па/м.

Ориентируясь на R = 300 Па/м, определим по таблицам гидравлического расчета или по номогораммее в приложении 6[1] диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, на участках 8, 9, 15.

Используя формулы 4.2, 4.3, 4.4 для каждого из этих участков найдем . Результаты занесем в таблицу 4.5.

Определим невязку потерь давления на ответвлении 17-19:

- условие не выполняется.

Так как невязка более 10%, то остаток напора погашается шайбой у потребителя.

Таблица 4.4 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для участков ответвлений

№ участка	dн x s, мм	L, м	Вид местного сопротивления	о	Количество	Уо	lэ, м	Lэ, м
8	377х9	50	1. Задвижка	0,5	1	6,7	16,9	113,23
			2. Внезапное сужение	0,5	1
			3. Тройник на проход при разделении потока	1	2
			4. Тройник при расходящемся потоке	2	1
			5. П-образный компенсатор	1,7	1
9	273х7	400	1. Внезапное сужение	0,5	1	3,9	11,2	43,68
			2. П-образный компенсатор	1,7	2
10	219х6	50	1. Задвижка	0,5	1	2,5	7,3	18,25
			2. Тройник при расходящемся потоке	2	1
11	159х4,5	50	1. Задвижка	0,5	1	2	5,7	11,4
			2. Тройник на ответвлении при разделении потока	1,5	1
12	159х4,5	50	1. Задвижка	0,5	1	2	5,7	11,4
			2. Тройник на ответвлении при разделении потока	1,5	1
13	159х4,5	50	1. Задвижка	0,5	1	2	4,52	9,04
			2. Тройник на ответвление при разделении потока	1,5	1
14	133.4	50	1. Задвижка	0,5	1	2	4,52	9,04
			2. Тройник на ответвление при разделении потока	1,5	1
15	219х6	50	1. Задвижка	0,5	1	2,5	8,5	21,25
			2. Тройник при расходящемся потоке	2	1
16	219х6	50	1. Задвижка	0,5	1	2,5	8,5	21,25
			2. Тройник при расходящемся потоке	2	1
17	273х7	225	1. Задвижка	0,5	1	5,7	16,9	96
			2. Тройник на ответвление при разделении потока	1,5	1
			5. П-образный компенсатор	1,7	1
			4. Тройник проходной при разделении потока	1	2
18	219х6	470	1. Задвижка	0,5	1	4,5	8,5	38,25
			5. П-образный компенсатор	1,7	2
			2. Отвод сварной 2-хшовный под углом 90	0,6	1
19	194х5	50	1. Задвижка	0,5	1	2	7,3	14,6
			2. Тройник на ответвление при разделении потока	1,5	1
20	0	50	1. Задвижка	0,5	1	2		0
			2. Тройник на ответвление при разделении потока	1,5	1
21	194х5	115	1. Задвижка	0,5	1	2	7,3	14,6
			2. Тройник на ответвление при разделении потока	1,5	1

Таблица 4.5 Гидравлический расчет ответвлений.

№ участка	G, т/ч	G, кг/с	Длина, м	dн х s, мм	V, м/с	R, Па/м	ДP, Па	УДP, Па
			L	Lэ	Lп
Гидравлический расчет главной магистрали
8	491	136	50	113,23	163	377х9	1,3	45	7345	64271
9	261	73	400	43,68	444	273х7	1,3	70	31058	7481
10	127	35	50	18,25	68	219х6	0,9	52	3549	3549
11	127	35	50	11,4	61	159х4,5	1,8	275	16885	16885
12	134	37	50	11,4	61	159х4,5	1,8	275	16885	16885
13	111	31	50	9,04	59	159х4,5	1,6	200	11808	11808
14	119	33	50	0	50	133.4	2,7	750	37500	37500
15	127	35	50	21,25	71	219х6	0,9	50	3563	3563
16	134	37	50	21,25	71	219х6	1	55	3919	3919
17	434	121	225	96	321	273х7	1,8	150	48200	39539
18	150	42	470	38,25	508	219х6	1,1	60	30495	30495
19	150	42	50	14,6	65	194х5	1,4	140	9044	9044
20	134	37	50		50				0	0
21	220	61	115	14,6	130	194х5	2,1	270	34992	34992

5. Расчет и построение пьезометрического графика для отопительного и неотопительного периодов

Исходные данные:

- Располагаемый напор для квартала №8 принят равным 40 м.

- Потери давления внутри котельной принимаем равными 25м.

- где - среднечасовой тепловой поток на гвс в отопительный период ;

- расчетные температуры сетевой воды;

- этажность зданий - 9 этажей.

Пьезометрический график используется для подбора сетевого насоса на котельной.

Для построения пьезометрического графика примем масштабы: вертикальный Мв1:1 000 и горизонтальный Мг1:10 000.

Построим, используя горизонтали и длины участков, продольные профили главной магистрали (участки 1 - 7) и ответвлений (участки 8 - 21). На профилях в соответствующем масштабе построим высоты присоединяемых зданий. Высоту этажа здания примем3 м. Под профилем размещаются:

- спрямленная однолинейная схема теплосети;

- номера и длины участков;

- расходы теплоносителя;

- диаметры трубопроводов;

- располагаемые напоры.

Определим величину напора на всасывающей стороне сетевых насосов. Величина этого напора должна быть не менее кавитационного запаса для принятого типа насосов, а также должна быть не менее высоты местных систем теплопотребления присоединяемых зданий с запасом 5 м.

Приняв предварительно напор на всасывающей стороне сетевых насосов Нвс= 30 м (высота 9-этажного здания), построим линию потерь напора обратной магистрали теплосети АВ.

2) Построение пьезометрического графика для отопительного периода.

Превышение точки В по отношению к точке А будет равно потерям напора в обратной магистрали, которые в закрытых системах принимаются равными потерям напора в подающей магистрали и составляют (по таблице 4.3) 251158Па = 25 м.в.ст. Точка В находится в месте подключения последнего квартала.

Абсолютная отметка места расположения котельной Н_0абс = 105м (из генплана города).

Абсолютная высота точки А: 105+30+5=140м - это минимальное давление, которое должно быть на всосе насоса (на котельной), чтобы не было кавитации.

Абсолютная высота точки В: 140+25=165м.

Далее строим линию ВС - линию располагаемого напора для системы теплоснабжения квартала № 8. Располагаемый напор для квартальной системы теплоснабжения должен быть достаточным для преодоления потерь напора в квартальных тепловых сетях и потерь напора в местных системах теплопотребления присоединяемых зданий. Располагаемый напор для квартала №8 в данном проекте принят равным 40 м.

Абсолютная высота точки С: 165+40=205м - это абсолютный напор в подающем трубопроводе перед последним кварталом:

Затем строим линию потерь напора подающей магистрали теплосети СД. Превышение точки Д по отношению к точке С равно потерям напора в подающей магистрали и составляет (по таблице 4.3): 251158Па = 25 м.в.ст.

Абсолютная высота точки Д: 205+25=230м (это абсолютная величина напора на выходе из котельной).

Далее строим линию ДЕ - линию потерь напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты. Потери давления внутри котельной принимаем равными 25м.

Тогда абсолютная высота точки Е: 230+25=255м -абсолютная величина напора после сетевого насоса.

Положение линии статического напора S-S выбрано из условия недопущения«оголения», «раздавливания» и вскипания теплоносителя.

Из условия защиты от«оголения», линия статического напора должна быть выше верхних точек местных систем теплопотребления не менее чем на

5 м. Для защиты от«раздавливания» величина статического напора для зависимых систем отопления с чугунными радиаторами не должна превышать 50 м, для систем отопления со стальным нагревательными приборами а также для калориферов вентиляционных систем - 80 м, для независимых схем присоединения - 100 м. Для недопущения вскипания перегретой сетевой воды как при гидродинамическом так и при гидростатическом режимах напор в подающем трубопроводе при температуре теплоносителя 150 °С должен быть не менее 40 м.

Для удовлетворения этого условия от верхней точки наиболее высоко расположенного здания (Н = 30м) отложим 10м и проведем линию S-S. Абсолютная высота данной линии составит 159 м, что удовлетворяет выше приведенным условиям .

Из построенного пьезометрического графика:

1) Потери напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты (внутри котельной):

(5.1)

2) Потери напора в системах теплопотребителей:

(5.3)

3) Статический напор на источнике теплоты

(5.4)

2) Построение пьезометрического графика для неотопительного периода.

Определим для неотопительного периода потери напора в главной подающей магистрали

(5.5)

Где - потери напора в подающем трубопроводе магистральной сети (по таблице 4.3 - ).

м3/ч - по формуле 6.3 - суммарный расход сетевой воды на головном участке системы теплоснабжения в отопительный период.

- максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение в неотопительный период;

(5.6)

где - максимальный часовой поток на гвс при двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей:

(5.7)

где - максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение.

С = 4198 Дж/кгС - удельная теплоемкость.

(5.8)

где - среднечасовой тепловой поток на гвс в отопительный период (по таблице 1.1).

кг/ч

м

Аналогично потери напора 4,7 м примем и для обратной магистрали.

Потери напора в оборудовании источника тепла (25 м), а также располагаемый напор для квартальной теплосети (40 м) примем аналогичными отопительному периоду.

Используя примененную ранее методику, построим пьезометрический график для неотопительного периода(АВ'С'Д'Е').

После построения пьезометрических графиков следует убедиться, что расположение их линий как для отопительного так и для неотопительного периодов соответствует требованиям для разработки гидравлических режимов. При необходимости напор на всасывающей стороне сетевых насосов Нвс и, соответственно, положение пьезометрических графиков могут быть изменены(за счет изменения напора подпиточного насоса).

7. Подбор сетевых и подпиточных насосов для закрытой системы отопления

Исходные данные:

- закрытая система теплоснабжения, работающая при повышенном графике регулирования;

- Q =210 МВт - суммарный тепловой поток;

- G = 2999 т/ч расчетный расход теплоносителя

- В соответствии с пьезометрическим графиком (находим по пьезометрическому графику):

- ДH_ист = 25 м -потери напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты (внутри котельной).

- ДH_под = 25 м - потери напора в подающей магистрали;

- ДH_обр = 25 м - потери напора в обратной магистрали;

- ДH_аб = 40 м - потери напора в системах теплопотребителей;

- H_ст = 159 - 105 = 54 м - статический напор на источнике теплоты;

- H_п.л = 15 м - потери напора в подпиточной линии;

- z= 5 м - превышение отметки баков с подпиточной водой по отношению к оси подпиточных насосов.

1) Подбор сетевого насоса.

Определим требуемый напор сетевого насоса:

(6.1)

Подача сетевого насоса Gс.н должна обеспечить расчетный расход теплоносителя Gd (таблица 4.1)

(6.2)

Подачу (производительность) сетевых насосов для систем теплоснабжения в отопительный период принимаем по суммарному расчетному расходу воды :

(6.3)

Где G_0max - расчетный расход сетевой воды на отопление.

G_vmax - расчетный расход сетевой воды на вентиляцию.

G_3hm - расчетный расход сетевой воды на гвс.

K₃=1 - rоэффициент, учитывающий долю среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, принимаем по таблице. 1.1 [1].

(6.4)

Где Q_0max=154x10⁶ Вт - максимальный тепловой поток на отопление.

С = 4198 Дж/кг°С

ф₁ = 130°С -в подающей магистрали,

ф₂ = 70 °С - температура сетевой воды в обратной магистрали;

т/ч

(6.5)

где Q_vmax = 18 x 10⁶ Вт - максимальный тепловой поток на вентиляцию.

т/ч

(6.6)

Где Q_hm = 38 x 10⁶ Вт - среднечасовой тепловой поток на гвс.

- температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном трубопроводе для точки излома;

t_c = 5C - температура холодной воды перед водоподогревателем нижней ступени;

- температура водопроводной воды после водоподогревателя нижней ступени, С.

(6.7)

где - температура сетевой воды в обратной магистрали, соответствующая точке излома температурного графика;

- величина недогрева (принимается 5 - 10С)

т/ч

По формуле 6.3:

т/ч

По приложению 19 [1] принимаем три вкюченных параллельно насоса (и один резервный) типа СЭ-1250-140 со следующими характеристиками:

- подача - 1250 м³/ч;

- напор - 140 м;

- допустимый кавитационный запас 7,5 м;

- давление на входе в насос - не более 1,08 Мпа (11 кгс/см²);

- синхронная частота вращения - 1500 мин^-1;

- мощность 518 кВт;

- КПД - 82%;

- температура перекачиваемой воды - не более 180С.

2) Расчет подпиточного насоса.

Требуемый напор подпиточного насоса H_п.н

(6.8)

Подача подпиточного насоса G_п.н в закрытой системе теплоснабжения должна компенсировать утечку теплоносителя Gут.

Величина утечки принимается в размере 0,75 % от объема системы теплоснабжения V_сист. При удельном объеме системы 65 м³/МВт и суммарном тепловом потоке Q = 210 МВт объем системы V_сист составит:

(6.9)

м³

Величина утечек составит:

м³/ч

По приложению 19 [1] принимаем к установке по параллельной схеме два рабочих насоса К90/55 и один резервный.

Характеристики насоса К90/55:

- максимальный напор - 55м;

- пропускная способность - 90м³/ч;

Избыток напора гасим шайбой.

7. Определение толщины тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети, проложенной в канале

Исходные данные:

- участок теплотрассы - двухтрубная тепловая сеть , проложенная в канале типа КЛс 120-120 (приложение 18 [1]);

- глубина заложения канала (берется ниже глубины промерзания - 1,2м) h_к= 1,6м;

- h = 2,25 м глубина заложения оси труб.

- Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t₀ = 4C;

- теплопроводность грунта - ;

- тепловая изоляция - пенополиуретан с защитным покритием;

- по таблице 2.2 средняя температура теплоносителя в отопительный период: t_е = 1,1С.

По температурному графику (рисунок 3.1) определим температуру подачи и обрата при температуре t_е = 1,1С:

.

Определим внутренний dв.э и наружный и наружный dн.э эквивалентные диаметры канала по внутренним (1,2Ч1,2м) и наружным(1,4Ч1,37м) размерам его поперечного сечения:

(7.1)

где F - площадь внутреннего сечения канала, м2;

Р - периметр сторон сечения канала по внутренним размерам, м.

(7.2)

Термическое сопротивление внутренней поверхности канала:

(7.3)

где - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала.

Термическое сопротивление стенки канала Rк, приняв коэффициент теплопроводности железобетона лст= 2,04 Вт/(м· град):

(7.4)

Определим термическое сопротивление грунта при глубине заложения оси труб h = 2,25 м и теплопроводности грунта лгр = 2,0 Вт/(м· град):

(7.8)

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 °С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t_т.п и обратного t_т.о трубопроводов:

(7.9)

(7.10)

Определим, используя приложение 9, коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (пенополеуретан с защитным покрытием) для подающего и обратного трубопроводов:

(7.11)

(7.12)

Термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя:

(7.13)

где - коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух.

м°С/Вт

По прил. 8 [1] путем интерполяции примем нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего и обратного трубопроводов:

- при : q_l1 = 69,8 Вт/м

- при q_l2 = 32,1 Вт/м

Определим суммарные термические сопротивления для подающего R_tot1 и обратного R_tot2 трубопроводов при К1= 1,0 ( приложение 11 [1]):

(7.14)

где t_е.= 1,1С средняя температура теплоносителя в отопительный период (по таблице 2.2).

(7.15)

Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего ?₁ и обратного ?₂ трубопроводов:

(7.16)

(7.16)

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R_к.п и обратного R_к.о трубопроводов, м°С/Вт:

(7.17)

м°С/Вт

 (7.18)

Определим отношение наружного диаметра изоляционного слоя к диаметру трубопровода для подающего и обратного трубопроводов:

(7.19)

(7.19)

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего д_к1 и обратного д_к2 трубопроводов:

(7.20)

(7.21)

Принимаем толщину основного слоя изоляции для подающего и обратного трубопроводов равной 70 мм.

8. Расчет п-образного компенсатора

Исходные данные:

- участок №4: трубопровод d_нхS =480x7.

- L= 100 м длиной пролета между неподвижными опорами;

- t₀ = -22C - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления;

- ф1 = 130 °С - расчетная температура теплоносителя;

- б = 1,20х10^-2 мм/(м?°С) - коэффициент температурного удлинения

При расчетах учесть предварительную растяжку компенсатора.

Расчетное удлинение участка трубопровода:

(8.1)

Расчетное удлинение Дl_р с учетом предварительной растяжки компенсатора:

(8.2)

По табл. 14.3 приложения14 [1], ориентируясь на Дlp, принимаем

П-образный компенсатор, имеющий компенсирующую способность

Дlк = 350 мм, вылет H = 6,0 м, спинку с = 5,0 м.

По табл. 14.4 прил. 14 [1] определим осевую силу: Рк = 1,4 кН/см.

Реакция компенсатора:

(8.3)

кН

9. Расчет сальниковых компенсаторов

Исходные данные:

- участок №1: трубопровод d_нхS =820x10.

- L= 100 м длиной пролета между неподвижными опорами;

- t₀ = -22C - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления;

- ф1 = 130 °С - расчетная температура теплоносителя;

- Р_р = 1,5 МПа рабочее давление теплоносителя.

- б = 1,20х10^-2 мм/(м?°С) - коэффициент температурного удлинения.

Удлинение участка трубопровода:

(9.1)

По таблице 14.1 приложения 14 [1] определим компенсирующую способность одностороннего сальникового компенсатора Д_k =300мм и длину сальниковой набивки lc = 130 мм. Расчетная компенсирующая способность компенсатора Др составит:

(9.2)

Количество компенсаторов n на расчетном участке составит

(9.3)



Реакция компенсатора:

(9.4)

где м_с=0,15 - коэффициент трения сальниковой набивки о металл.

10. Определение изгибающего напряжения от термических деформаций в трубопроводе диаметром dн = 219 мм у неподвижной опоры

Исходные данные:

- участок №18: трубопровод d_нхS =219x6.

- t₀ = -22C - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления;

- ф = 130 °С - расчетная температура теплоносителя;

- Е = 2 х 10⁵ МПа - модуль продольной упругости стали;

- б = 1,20х10^-2 мм/(м?°С) - коэффициент температурного удлинения.

- д_доп = 80 МПа - допускаемое напряжение.



Рисунок 10.1 - Схема расчетного участка

Определим максимальное напряжение у у основания большего плеча

угла поворота трассы:

(10.1)

Где Дl - удлинение меньшего плеча;

l = 50 м - длина меньшего плеча;

l₁ = 70 м - длина меньшего плеча;

Е = 2 х 10⁵ МПа - модуль продольной упругости стали;

d = 219 мм - наружный диаметр трубы;

n - отношение длины большего плеча к длине меньшего.

Так как угол поворота составляет 90°, то формула 10.1 примет вид:

(10.2)

(10.3)

Определим линейное удлинение меньшего плеча l₁:

(10.4)

Полученное изгибающее напряжение не превышает допускаемое

[у_доп] = 80 МПа. Следовательно, данный угол поворота можно использовать для самокомпенсации.

11. Расчет диаметров спускных устройств для участка трубопровода

Исходные данные :

- участок №4: трубопровод d_нхS =480x7.

Условный проход штуцера и арматуры для выпуска воздуха принимаем согласно рекомендациям на с. 41-42 [1]. При диаметре условного прохода трубы тепловой сети 450 мм диаметр штуцера и арматуры для выпуска воздуха принимается равным 40 мм.

Рисунок 11.1 - Схема расчетного участка

Для определения условного прохода штуцера и арматуры для выпуска воды предварительно определим диаметры этих устройств.

Приведенный диаметр штуцера:

(11.1)

Где d_i - диаметр i-того участка;

L_i - длина i-того участка.

Так как участок один, то формула 11.1 примет вид:

(11.2)

Определим приведенный уклон:

(11.3)

Так как участок один, то формула 11.3 примет вид:

(11.4)

Уклон на участке №4 равен 0,01.

Приняв коэффициент расхода для вентиля m= 0,0144, коэффициент n= 0,72 при времени опорожнения не более2 ч, по формуле определим диаметр спускного устройства:

(11.5)

По таблице 1.6 [1] при диаметре условного прохода 450мм рекомендуемый диаметр штуцеров и арматуры для выпуска воды - 150 мм.

Поскольку расчетный диаметр спускного устройства d = 90 мм и меньше рекомендованного dу = 150 мм, то к установке принимаем штуцер с наибольшим диаметром из сравниваемых dу = 150 мм.

Литература

1. Тихомиров А.К. «Теплоснабжение района города» - Хабаровск, 2006 .-136с.

2. «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник/ В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж и др. М.: Стройиздат, 1988. 432 с.

3. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія.

4. ДСТУ Б А.2.4-28:2008 мережі теплові (тепломеханічна частина). робочі креслення

5. Проектирование тепловых сетей: Справочник проектировщика/

Под ред. А. А. Николаева. М.: Стройиздат, 1965. 360 с.

Размещено на Allbest.ru