Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно строительный университет»

Кафедра гидравлики

Расчетно-графическая работа

Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной системы отопления

Выполнил студент 3 курса

Багаев П.Г.

7/14 сокр.группы

Руководитель

Жизняков В.В.

г. Нижний Новгород

2016 год



Содержание

Введение

Расчетные данные

I. Гидравлический расчет

1.1 Расчет I кольца

1.1.1 Определение располагаемого давления

1.1.2 Определение расхода теплоносителя

1.1.3 Определение диаметров трубопроводов

1.1.4 Определение ближайших стандартных диаметров труб

1.1.5 Определение режима движения жидкости

1.1.6 Определение потерь давления на участках

1.1.7 Определение общих потерь давления в первом кольце

1.1.8 Определение невязки между располагаемым давлением и потерями давления в кольце

1.1.9 Окончательный гидравлический расчет для измененного диаметра труб

1.2 Расчет II кольца

1.2.1 Определение располагаемого давления P_PII

1.2.2 Определение расхода теплоносителя

1.2.3 Определение диаметров трубопровода

1.2.4 Определение ближайших стандартных диаметров труб

1.2.5 Определение режима движения жидкости

1.2.6 Определение потерь давления на участках

1.2.7 Определение общих потерь давления во втором кольце

1.2.8 Определение невязки между располагаемым давлением и потерями давления в кольце

1.2.9 Расчет диаметра диафрагмы

Литература



Введение

Система водоснабжения - это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, очистки, хранения и подачи ее потребителю по разводящей водопроводной цепи. Целью выполняемой работы является практическое использование теоретических знаний для гидравлического расчета отопительной системы здания. В качестве расчетной системы отопления здания предусмотрена двухтрубная гравитационная система водяного отопления с верхней разводкой. В двухтрубных системах отопления горячая вода проходит через параллельно присоединенные к подающим трубопроводам отопительные приборы, и постепенно охлаждаясь в них, возвращается в котел по самостоятельной линии. При верхней разводке магистральный распределительный трубопровод прокладывается выше нагревательных приборов.



Расчетные данные

1. Схема двухтрубной отопительной системы с указанием длин участков трубопроводов и размещения отопительных приборов (рис.1).

2. Температура горячей воды t_г = 91⁰С.

3. Температура охлажденной воды t₀ = 76⁰С.

4. Тепловые нагрузки на приборы: q₁ = 7200 Ватт, q₂ = 7600 Ватт.

Рис.1. Схема двухтрубной отопительной системы



I. Гидравлический расчет

Теплоноситель в системе может циркулировать по двум возможным путям (кольцам):

I кольцо: К-1-2-3-4-5-6-7-8-9-К

II кольцо: К-1-2-3-10-11-12-7-8-9-К

1.1 Расчет I кольца

В первом кольце можно выделить два участка:

1) с тепловой нагрузкой на два прибора

q₁+ q₂ -участок К-1-2-3…7-8-9-К

Длина участка l₁ =7,4+19,6+0,6+4,3+21,2+0,7=53,8 м

2) с тепловой нагрузкой на один прибор:

q₁ - участок 3-4-5-6-7

Длина участка l₂ =3,2+1+1= 5,2 м

1.1.1 Определение располагаемого давления

P_р1 = g·h₁· (с₀-с_г) + ?P_доп , Па (1)

где h₁- расстояние от центра котла до центра нагревательного прибора (h₁=3,4м )

с₀,с_г- плотности охлажденной и горячей воды соответственно ( [4]с.10 ) с₀ = 974,28 кг/м³ ,с_г= 964,7 кг/м³

?P_доп - дополнительное давление за счет охлаждения теплоносителя в магистрали и стояках ( [2]с.217 )

Принимаем ?P_доп = 150 Па.

P_р1 = 9,8·3,4· (974,28 -964,7) + 150 = 469,21 Па



1.1.2 Определение расхода теплоносителя

(2)

где q₁ , q₂ -тепловые нагрузки

с - удельная теплоемкость воды (с = 4,2 кДж•кг/K)

1.1.3 Определение диаметров трубопроводов

(3)

V_доп - допускаемая скорость движения теплоносителей,

принимаем V_доп =0,15 м/с 0,2 м/c



1.1.4 Определение ближайших стандартных диаметров труб

( [3]с.167 )

d_1ст=50 мм

d_2ст=32 мм

Определяем действительные скорости:

(4)

1.1.5 Определение режима движения жидкости

, (5)

где н -коэффициент кинематической вязкости

для t_ср = =83,5 ⁰С н = 0,35135·10^-6 м²/c ([4] с.9)

турбулентный режим движения жидкости

турбулентный режим движения жидкости

Для турбулентного режима движения жидкости

, (6)



где k_э - эквивалентная шероховатость оцинкованных стальных труб, бывших в эксплуатации.

Принимаем k_э = 0,5 мм([4] с.264)

1.1.6 Определение потерь давления на участках

-линейные ,Па (7)

-местные (8)

Линейные потери на участках 1 и 2 составят:

Местные сопротивления на участке 1 при диаметре d1=50 мм ([3]c.208):

? котел стальной о = 2

? вентиль с косым шпинделем на участке К-1 о = 2,0

? тройник на повороте в т.2 о = 1,5

? вентиль с косым шпинделем на участке 2-3 о = 2,0

? отвод(колено) под углом 90^? в т.8 о = 0,3

?вентиль с косым шпинделем на участке 7-8 о = 2,0

? вентиль с косым шпинделем на участке 8-9 о = 2,0

? тройник на повороте в т.9 о = 1,5

? вентиль с косым шпинделем на участке 9-К о = 2,0

?о=15,3

Местное сопротивление на участке 2 при диаметре d2=32 мм:

?тройник на проходе в т.3 о = 1

?отвод под углом 90^? в т.4 о = 0,5

?кран двойной регулировки в т.5 о = 2

?отопительный прибор П2 (радиатор двухколонный) о = 2

?тройник на проходе в т.7 о = 1

?о=6,5

1.1.7 Определение общих потерь давления в первом кольце

,Па (9)

1.1.8 Определение невязки между располагаемым давлением и потерями давления в кольце

(10)

Т.к. невязка незначительно больше допустимой (15,7%), то для уменьшения потерь давления увеличиваем диаметры труб. Для нашей системы отопления поменяем диаметр труб на участке 3-4-5-6-7 и произведем гидравлический расчет п.1.4-1.8 при измененном диаметре труб d=40 мм.

1.1.9 Окончательный гидравлический расчет для измененного диаметра труб

турбулентный режим движения жидкости

Результаты гидравлического расчета первого кольца сводим в таблицу 1. гидравлический двухтрубный гравитационный отопление

Таблица 1. Таблица расчета первого кольца системы водяного отопления

Участки	Длина участка, l,м	Расход, Q см3/c	Данные предварительного расчета	Данные окончательного расчета
			Диаметр, d,мм	Скорость, V ,см/c	Коэф. л	Потери давления	Диаметр, d, мм	Скорость, V, см/c	Коэф. л	Потери давления
						Pl, Па	Pj, Па				Pl, Па	Pj, Па
Кольцо №1
К-1-2-3	53,8	240	50	12,2	0,0378	293,45	110,39	50	12,2	0,0378	293,45	110,39
7-8-9-К
3-4-5-6-7	5,2	118	32	14,7	0,0417	70,98	68,09	40	9,4	0,0408	22,7	25,27
?	-	-	-	-	-	364,43	178,48	-	-	-	316,15	135,66
Общие потери давления	542,91		451,81

Определяем невязку между располагаемым давлением и потерями давления в кольце по формуле (10):

1.2 Расчет II кольца

II кольцо имеет общие с первым кольцом участки: К-1-2-3-…7-8-9-К

Диаметры этих участков мы уже рассчитали, поэтому необходимо определить диаметры только на участке 3:

3-10-11-12-7

Длина участка 3: l₃ = 5,3 м

1.2.1 Определение располагаемого давления P_PII

по формуле (1):

P_PII = 9,8·6,7· (974,28 -964,7) + 150 = 779,02 Па

1.2.2 Определение расхода теплоносителя

по формуле (2):

1.2.3 Определение диаметров трубопровода

по формуле (3):



1.2.4 Определение ближайших стандартных диаметров труб

d_3ст=32 мм

Определяем действительные скорости по формуле (4):

1.2.5 Определение режима движения жидкости

по формуле (5):

турбулентный режим движения жидкости

Для турбулентного режима движения жидкости по формуле (6):

1.2.6 Определение потерь давления на участках

Линейные потери, определяемые по формуле (7) на участке 3 составят:

Местные сопротивления на участке 3 ([4]c.208):

?тройник на повороте в т.3 о = 1,5

?кран двойной регулировки на участке 3-10 о = 2,0

?отопительный прибор П4 (радиатор двухколонный) о = 2

?отвод под углом 90^? в т.12 о = 1

?тройник на проходе в т.7 о = 1

?о=7,5

Определяем местные потери по формуле (8):



1.2.7 Определение общих потерь давления во втором кольце

по формуле (9):

1.2.8 Определение невязки между располагаемым давлением и потерями давления в кольце

по формуле (10):

Т.к. невязка больше допустимой (27,47%), то для увеличения потерь давления уменьшаем диаметры труб. Меняем d_3ст и принимаем равным d_3ст =25 мм.

Определяем действительные скорости по формуле (4):

Т.к. скорость движения теплоносителя V ₃ превышает допустимую (V _доп=0,2 м/с), то для погашения излишнего давления вводят дополнительное сопротивление в виде диафрагмы.

1.2.9 Расчет диаметра диафрагмы

Определяем излишнее давление:

, Па (11)

Т.к. диафрагма является местным сопротивлением, для движущегося теплоносителя потери давления в ней определяются по формуле (8):



Тогда

(12)

По найденному значению коэффициента диафрагмы находим отношение ([4] с.237):

Отсюда диаметр диафрагмы равен:

,мм (13)

Результаты гидравлического расчета второго кольца сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Таблица расчета второго кольца системы водяного отопления

Участки	Длина участка, l,м	Расход, Q см3/c	Данные предварительного расчета	Данные окончательного расчета
			Диаметр, d,мм	Скорость, V ,см/c	Коэф. л	Потери давления	Диаметр, d, мм	Скорость, V, см/c	Коэф. л	Потери давления
						Pl, Па	Pj, Па				Pl, Па	Pj, Па
Кольцо №2
К-1-2-3	53,8	240	50	12,2	0,0378	293,45	110,39	50	12,2	0,0378	293,45	110,39
7-8-9-К
3-10-11-12-7	5,3	122	32	15,2	0,0416	77,17	84	32	15,2	0,0416	77,17	84
?	-	-	-	-	-	370,62	194,39	-	-	-	370,62	194,39
Общие потери давления	565,01		565,01
Рдиаф=214,01Па dдиаф=15,6 мм

Определяем невязку между располагаемым давлением и потерями давления в кольце по формуле (10):



Литература

[1] Справочник проектировщика под редакцией И.Г. Староверова. Внутренние санитарно-технические устройства, ч.I Отопление, водопровод, канализация. Стройиздат, М.,1976

[2] Белоусов В.В., Михайлов Ф.С. Основы проектирования систем центрального отопления. М., 1962

[3] Справочник по теплоснабжению и вентиляции, ч.I, издательство «Будивельник», Киев, 1976.

[4] Альтшуль А.Д., Примеры расчетов по гидравлике. М.,Стройиздат,1976

Размещено на Allbest.ru