Для расчета магистральных участков трубопровода используют метод удельных потерь давления на трение.
На участке трубопровода потери давления равны:
(4.15)
где R- удельная потеря давления на 1 м трубы,
Па/м.
(4.16)
Количество циркуляционной воды, кг/ч, на каждом
участке определяют по формуле:
(4.17)
где Qi - тепловая нагрузка участка, Вт.
Найдем среднюю ориентировочную величину удельной
потери давления на трение в трубопроводах расчетного циркуляционного кольца:
(4.18)
где k- коэффициент, учитывающий долю потери давления на местные сопротивления от общей величины расчетного давления, для систем отопления с искусственной циркуляцией k=0,35, для систем с естественной циркуляцией k=0,5;
∑ℓ- общая длина последовательно соединенных участков расчетного кольца, м.
По значениям Rср и расходу теплоносителя на рассчитываемом участке G в пределах допустимых скоростей по таблицам найдем ближайший диаметр участка d, действительную величину потерь давления R и скорость воды ν. Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке ∑???? и потерю давления в местных сопротивлениях Z. Найдем величину общих потерь давления на участке (Rℓ+Z).
Гидравлический
расчет магистральных участков сведен в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Гидравлический расчет магистральных участков
|
№ участка |
Q, Вт |
G, кг/ч |
l, м |
d, мм |
|
R, Па/м |
Rl, Па |
|
Z, Па |
Rl+z, Па |
||||||||||
|
1 |
120290 |
2963 |
100 |
0,103 |
1,5 |
33,0 |
6,5 |
33,7 |
66,7 |
|||||||||||
|
2 |
60590 |
1492 |
3,4 |
65 |
0,107 |
2,6 |
8,84 |
2 |
11,2 |
20,04 |
||||||||||
|
3 |
51900 |
1278 |
5,2 |
65 |
0,093 |
2,0 |
10,4 |
1,5 |
6,34 |
16,74 |
||||||||||
|
4 |
47000 |
1158 |
6,2 |
65 |
0,085 |
1,7 |
10,54 |
2 |
7,06 |
17,6 |
||||||||||
|
5 |
41710 |
1027 |
2,0 |
65 |
0,076 |
1,3 |
3,4 |
1,5 |
4,24 |
7,64 |
||||||||||
|
6 |
37510 |
924 |
3,0 |
50 |
0,118 |
4,5 |
13,5 |
1,5 |
10,22 |
23,72 |
||||||||||
|
7 |
32760 |
807 |
6,0 |
50 |
0,105 |
3,6 |
21,6 |
1 |
5,39 |
26,99 |
||||||||||
|
8 |
28800 |
709 |
3,6 |
50 |
0,091 |
2,8 |
10,1 |
1 |
4,05 |
14,15 |
||||||||||
|
9 |
24050 |
592 |
3,0 |
50 |
0,076 |
2,0 |
6,0 |
1 |
2,83 |
8,83 |
||||||||||
|
10 |
19810 |
488 |
3,0 |
50 |
0,104 |
5,0 |
15,0 |
1,5 |
7,94 |
22,94 |
||||||||||
|
11 |
16360 |
403 |
3,0 |
40 |
0,087 |
3,6 |
10,8 |
1 |
3,7 |
14,50 |
||||||||||
|
12 |
12910 |
318 |
0,4 |
40 |
0,067 |
2,2 |
0,88 |
1 |
2,19 |
3,07 |
||||||||||
|
13 |
8710 |
214 |
3,0 |
32 |
0,060 |
2,2 |
6,6 |
2 |
3,52 |
10,12 |
||||||||||
|
14 |
8710 |
214 |
3,0 |
32 |
0,060 |
2,2 |
6,6 |
1 |
1,76 |
8,36 |
||||||||||
|
15 |
12910 |
318 |
2,1 |
40 |
0,067 |
2,2 |
4,62 |
3 |
6,59 |
11,21 |
||||||||||
|
16 |
16360 |
403 |
3,0 |
40 |
0,087 |
3,6 |
10,8 |
1 |
3,70 |
14,50 |
||||||||||
|
17 |
19810 |
488 |
4,8 |
50 |
0,104 |
5,0 |
24,0 |
2 |
10,6 |
34,60 |
||||||||||
|
18 |
24050 |
592 |
3,0 |
50 |
0,076 |
2,0 |
6,0 |
2 |
5,65 |
11,65 |
||||||||||
|
19 |
28800 |
709 |
3,6 |
50 |
0,091 |
2,8 |
10,08 |
1 |
4,05 |
14,13 |
||||||||||
|
20 |
32760 |
807 |
6,0 |
50 |
0,105 |
3,6 |
21,6 |
1 |
5,39 |
26,99 |
||||||||||
|
21 |
37510 |
924 |
3,0 |
50 |
0,118 |
4,5 |
13,5 |
1 |
6,81 |
20,31 |
||||||||||
|
22 |
41710 |
1027 |
4,4 |
65 |
0,076 |
1,3 |
5,72 |
3 |
8,48 |
14,20 |
||||||||||
|
23 |
47000 |
1158 |
9,5 |
65 |
0,085 |
1,7 |
16,15 |
2 |
7,06 |
23,21 |
||||||||||
|
24 |
51900 |
1278 |
7,7 |
65 |
0,093 |
2,0 |
15,4 |
2 |
8,46 |
23,8 |
||||||||||
|
25 |
60590 |
1492 |
3,4 |
65 |
0,107 |
2,6 |
8,84 |
3,5 |
19,62 |
28,46 |
||||||||||
|
26 |
120290 |
2963 |
10,5 |
100 |
0,103 |
1,5 |
15,75 |
4,5 |
23,35 |
39,10 |
||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
Циркуляционное кольцо через стояк 12 |
||||||||||||||||||||
|
27 |
59700 |
1470 |
2,5 |
65 |
0,110 |
2,6 |
6,5 |
2 |
11,8 |
18,3 |
||||||||||
|
28 |
56770 |
1398 |
3,5 |
65 |
0,100 |
2,2 |
7,7 |
1 |
4,89 |
12,6 |
||||||||||
|
29 |
47710 |
1175 |
6,0 |
65 |
0,088 |
1,7 |
10,2 |
1 |
3,78 |
13,98 |
||||||||||
|
30 |
43910 |
1082 |
0,4 |
65 |
0,079 |
1,4 |
0,56 |
1 |
3,05 |
3,61 |
||||||||||
|
31 |
40110 |
988 |
7,0 |
50 |
0,128 |
5,0 |
35,0 |
1,5 |
12,01 |
47,01 |
||||||||||
|
32 |
30970 |
763 |
3,0 |
50 |
0,098 |
3,0 |
9,0 |
1 |
4,69 |
13,69 |
28040 |
691 |
6,0 |
50 |
0,090 |
2,6 |
15,6 |
1 |
3,96 |
19,56 |
|
34 |
19430 |
479 |
4,5 |
50 |
0,062 |
1,3 |
5,85 |
1,5 |
2,82 |
8,67 |
||||||||||
|
35 |
14340 |
353 |
6,5 |
40 |
0,078 |
2,8 |
18,2 |
2,5 |
7,44 |
25,64 |
||||||||||
|
36 |
8990 |
222 |
2,2 |
32 |
0,062 |
2,2 |
4,84 |
2 |
3,76 |
8,6 |
||||||||||
|
37 |
8990 |
222 |
4,6 |
32 |
0,062 |
2,2 |
10,12 |
2 |
3,76 |
13,88 |
||||||||||
|
38 |
14340 |
353 |
9,5 |
40 |
0,078 |
2,8 |
26,6 |
3 |
8,93 |
35,53 |
||||||||||
|
39 |
19430 |
479 |
8,0 |
50 |
0,062 |
1,3 |
10,4 |
3 |
5,64 |
16,04 |
||||||||||
|
40 |
28040 |
691 |
6,0 |
50 |
0,090 |
2,6 |
15,6 |
1 |
3,96 |
19,56 |
||||||||||
|
41 |
30970 |
763 |
3,0 |
50 |
0,098 |
3,0 |
9,0 |
1 |
4,69 |
13,69 |
||||||||||
|
42 |
40110 |
988 |
8,8 |
50 |
0,128 |
5,0 |
44,0 |
2 |
16,02 |
60,02 |
||||||||||
|
43 |
43910 |
1082 |
0,4 |
65 |
0,079 |
1,4 |
0,56 |
2 |
6,11 |
6,67 |
||||||||||
|
44 |
47710 |
1175 |
8,0 |
65 |
0,088 |
1,7 |
13,6 |
2 |
7,58 |
21,18 |
||||||||||
|
45 |
56770 |
1398 |
3,5 |
65 |
0,100 |
2,2 |
7,7 |
1 |
4,89 |
12,59 |
||||||||||
|
46 |
59700 |
1470 |
2,5 |
65 |
0,110 |
2,6 |
6,5 |
3,5 |
20,7 |
27,2 |
||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
Для главного циркуляционного кольца средние
удельные потери давления на участке равны:
Па
Потери давления в главном циркуляционном кольце:
∆рпот.г.ц.к = ∆р10ст+∑(Rℓ+Z)1-26 (4.19)
∆рпот.г.ц.к = 1000+524=1524 Па
Запас давления в системе отопления:
(4.20)
Средние удельные потери давления на участке для
циркуляционного кольца, проходящего через стояк 12:
∆р10ст. + ∑(Rℓ+Z)2-25 = ∆р12ст.+ ∑(Rℓ+Z)27-46
+ 418 = 1000 + ∑(Rℓ+Z)27-46
∑(Rℓ+Z)27-46 = 418
Па
Производим увязку циркуляционного кольца,
проходящего через стояк 12, с главным циркуляционным кольцом. Должно быть
выполнено условие:
∆р10ст. + ∑(Rℓ+Z)2-25 = ∆р12ст.+ ∑(Rℓ+Z)27-46
1000 + 418 = 1000 + 398
Определяем невязку:
Невязка = [(∆Рст10 + ∑(Rl + Ζ)2÷25)-(∆Рст12 + ∑(Rl + Ζ)27÷46)]/[∆Рст10 + ∑( Rl + Ζ)2÷25]·100,
Невязка =
[(1000+418)-(1000+398)/(1000+418)]·100=1,4%.
Производим гидравлическую увязку стояка 11 со стояком 10 входящим в главное циркуляционное кольцо. Должно быть выполнено условие:
∆р11ст. = ∆р10ст.
= 340
На стояке 11 ставим дроссельную шайбу.
По формуле (4.12) находим ∆рд
∆рд = 1000-395=605 Па
Диаметр диафрагмы находим по формуле (4.13)
мм.
На стояке 10 и 12 ставим дроссельную шайбу.
По формуле (4.12) находим ∆рд Ст10
∆рд = 1000-340=660 Па
Диаметр диафрагмы находим по формуле (4.13)
мм.
По формуле (4.12) находим ∆рд Ст12
∆рд = 1000-394=606 Па
Диаметр диафрагмы находим по формуле (4.13)
мм.
5. Подбор оборудования теплового ввода
Ввод тепловой сети в здании расположен по оси 5 в подвале. Элеваторный узел спроектирован у капитальной стены (у лестничной клетки).
Помещение теплового пункта изолированно и имеет естественное освещение.
В соответствии с указаниями по выбору схемы присоединения [5] принимаю схему с элеватором.
Расчёт и подбор элеватора осуществляем в следующем порядке.
Определяем коэффициент смешения элеватора:
(5.1)
где T1 - температура воды в подающем
трубопроводе тепловой сети,= 130°Cг - температура воды в падающей магистралиг =
105°Cо - температура охлаждённой водыо = 70°C
Находим приведённый расход смешанной воды, м3/ч
, (5.2)
где
-
суммарная отопительная нагрузка здания, Вт;
= 120290 Вт;
- общие потери
давления в системе отопления, кПа.
м³/ч.
Вычисляем расход эжектирующей воды из
теплофикационной сети, м3/ч
, (5.3)
м³/ч.
Определяем диаметр горловины элеватора:
, (5.4)
м.
По [5] выбираем стальной элеватор типа ВТИ Мосэнерго №3, с диаметром горловины 25 мм.
Находим диаметр сопла элеватора:
, (5.5)
м.
Вычисляем требуемое располагаемое давление перед
элеватором, кПа
, (5.6)
Па.
Выбираем схему присоединения с элеватором.
На тепловом пункте установлено: элеватор,
грязевик, расходомер, манометр, термометр, регулятор давления, регулятор
расхода.
6. Спецификация оборудования и материалов
|
№ |
Наименование |
Ед. изм. |
Кол-во |
ГОСТ, каталог, завод-изготовитель |
|
1 |
Радиаторы чугунные секционные МС-140-108: 8 секций 7 секций 6 секций 5 секций 4 секции 3 секции |
шт. |
7 2 13 24 30 60 |
ГОСТ 8690-75 |
|
2 |
Труба стальная водогазопроводная Ø 15 × 2,8 Ø 20 × 2,8 Ø 32 × 3,2 Ø 40 × 3,5 Ø 57 × 3,5 |
м |
155 452,8 12,8 24,5 85,3 |
ГОСТ 3262-75 с изм. |
|
3 |
Труба стальная горячедеформированная Ø 76 × 3,5 Ø 108 × 4 |
м |
68,6 32,5 |
ГОСТ 8732-78 с изм. |
|
4 |
Кран
двойной регулировки КРДП |
шт. |
110 6 |
ГОСТ 10944-75 |
|
5 |
Вентиль
запорный муфтовый |
шт. |
48 |
ГОСТ 9086-74 с изм. |
|
6 |
Воздухосборник |
шт. |
2 |
ТП 5.903-2 |
|
7 |
Кран пробковый проходной муфтовый 11Б6бк |
шт. |
24 |
ТУ 26-07-1036-75 |
|
8 |
Задвижка
клиновая с выдвижным шпинделем чугунная фланцевая 314 ББР |
шт. |
4 2 |
ГОСТ 5762-74 с изм. |
|
9 |
Водоспускной кран |
шт. |
2 |
СТД 7073 В |
|
10 |
Элеватор ВТИ "МосЭнерго" №3 |
Шт. |
1 |
- |
Библиографический список
1. Короткова Л.И., Павлова Г.А. Основы строительной теплофизики и отопления: Учеб. Пособие. - Магнитогорск, 2007
. СНиП 23-01-99. Строительная климатология - М.: Госстрой России.2004
. Богословский В.Н. Строительная теплофизика: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1982
. СНиП II-3-79. Строительная теплотехника / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003
.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно - технические устройства / Под
ред. И.Г. Староверова. Ч.I. Отопление. - М.: Стройиздат, 1990