Jak používat nomogram pro hydraulické výpočty?

Zdravím vás, drazí a vážení čtenáři webu „world-engineer.ru“. Nezbytným krokem při navrhování systémů zásobování teplem pro podniky a obytné oblasti je hydraulický výpočet potrubí pro vodovodní sítě. Je nutné vyřešit následující úkoly:

1. d. určení vnitřního průměru potrubí pro každý úsek topné sítě_В, mm. Podle průměrů potrubí a jejich délek, se znalostí jejich materiálu a způsobu pokládky, je možné určit kapitálové investice do tepelných sítí.
2. Stanovení tlakové ztráty síťové vody nebo tlakové ztráty síťové vody Δh, m; ΔР, MPa. Tyto ztráty jsou výchozími údaji pro sekvenční výpočty tlaku síťových a doplňovacích čerpadel na topných 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 průtok síťové vody, která bude těmito sítěmi procházet.

Hydraulické výpočty potrubí topné sítě se provádějí pro následující provozní režimy:

A) pro návrhový provozní režim topné sítě (max G_О; G_В; G_TUV);

B) pro letní režim, kdy potrubím protéká pouze G_TUV

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

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

Pokud topné sítě fungují pro otevřený topný systém na bázi vody, pak je také určeno:

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

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

Při provádění hydraulických výpočtů potrubí topné sítě musí být známy následující hodnoty:

1. Maximální zátěž pro vytápění a větrání a průměrná hodinová zátěž pro teplou užitkovou vodu: max Q_О, max. Q_VENT,Q_CP TUV.
2. Teplotní graf topného systému.
3. Graf teploty síťové vody, teplota síťové vody v bodě zlomu τ₀₁ NI, τ₀₂ ANI.
4. Geometrická délka každého úseku topných sítí: L₁, L₂, L₃……L_N.
5. Stav vnitřního povrchu potrubí v každém úseku topné sítě (množství koroze a usazenin vodního kamene). k_Э – ekvivalentní drsnost potrubí.
6. Počet, typ a uspořádání místních odporů, které jsou k dispozici v každém úseku topné sítě (všechny ventily, ventily, závity, T-kusy, kompenzátory).
7. Fyzikální vlastnosti vody Str_В, A_В.

Způsob provádění hydraulických výpočtů potrubí topné sítě bude uvažován na příkladu radiální topné sítě obsluhující 3 spotřebiče tepla.

Schéma radiální topné sítě přepravující tepelnou energii pro 3 spotřebiče tepla

1 – spotřebitelé tepla (obytné prostory)

2 – úseky tepelné sítě

3 – zdroj dodávky tepla

Hydraulický výpočet navržených tepelných sítí se provádí v následujícím pořadí:

1. Na základě principového schématu tepelných sítí se určí spotřebitel, který je nejdále od zdroje dodávky tepla. Tepelná síť vedená od zdroje dodávky tepla k nejvzdálenějšímu spotřebiteli se na obrázku L nazývá hlavní vedení (hlavní vedení).₁ + L₂ + L₃. Sekce 1,1 a 2.1 jsou odbočky z hlavní hlavní (větve).
2. Je nastíněn odhadovaný směr pohybu síťové vody od zdroje dodávky tepla k nejvzdálenějšímu spotřebiteli.
3. Vypočtený směr pohybu síťové vody je rozdělen na samostatné úseky, v každém z nich musí zůstat konstantní vnitřní průměr potrubí a průtok síťové vody.
4. Odhadovaná spotřeba síťové vody je stanovena v úsecích topné sítě, ke kterým jsou připojeni spotřebitelé (2.1; 3; 3.1):

k₃ – koeficient zohledňující podíl spotřeby síťové vody dodávané do teplovodního systému

G_Г CP = Q_GV SR/S_В*(τ₀₁ NI – τ_G2 NI) – průměrná spotřeba na teplou užitkovou vodu

k₃ = f (typ systému zásobování teplem, tepelná zátěž spotřebitele).

k hodnotám₃ v závislosti na typu systému zásobování teplem a tepelné zátěži připojující spotřebiče tepla

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

1. Průměrná hustota síťové vody a její rychlost jsou určeny:

1. Provádí se hydraulický výpočet potrubí pro každý úsek tepelných sítí.

7.1. Jsou nastaveny rychlostí pohybu síťové vody v potrubí: V_В = 0,5-3 m/s. Spodní hranice V_В z toho důvodu, 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_В = 0,5-3 m/s. – vyšší hodnota rychlosti v potrubí je způsobena tím, že při zvýšení rychlosti nad 3,5 m/s může docházet k vodnímu rázu v potrubí (např. při náhlém uzavření ventilů nebo při zablokování potrubí otočený v části topné sítě).

7.2. Vnitřní průměr potrubí se vypočítá:

7.3. Na základě referenčních údajů jsou přijímány nejbližší hodnoty vnitřního průměru, které odpovídají GOST d_В GOST, mm.

7.4. Skutečná rychlost pohybu vody v potrubí je specifikována:

7.5. Je určen režim a zóna proudění síťové vody v potrubí, za tímto účelem se vypočítá bezrozměrný parametr (Reynoldsovo kritérium)

7.6. Vypočítat Re_PR Já a Re_PR II.

Pro různé typy potrubí a různé stupně opotřebení potrubí k_Э leží v rozmezí [0,01; 2]. 0,01 – pokud je potrubí nové. Když typ potrubí a stupeň opotřebení nejsou známy podle SNiP „Heating Networks“ 41/02/2003. k hodnota_Э Doporučuje se zvolit rovnou 0,5 mm.

7.7. Koeficient hydraulického tření v potrubí se vypočítá:

– pokud kritérium Re leží uvnitř (2320; Re_PR I ], pak se použije Blasiusův vzorec:

Tyto dva vzorce musí být použity pro laminární proudění vody.

— pokud Reynoldsovo kritérium leží v mezích (Re_PR I < Re < =Re_PR II), pak se použije Altschulův vzorec.

Tento vzorec se používá při přechodném pohybu síťové vody.

— pokud Re > Re_PR II, pak se použije Shifrinsonův vzorec:

7.8. Dále se vypočítají hydraulické ztráty v potrubí. Stanoví se tlaková ztráta v důsledku tření po délce potrubí nebo tlaková ztráta po délce potrubí:

R_Л – specifický lineární pokles tlaku

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

Σ£_SLEČNA. – součet místních koeficientů odporu instalovaných na potrubí. Pro každý typ místního odporu £_SLEČNA. přijato podle referenčních údajů.

7.10. Celková tlaková ztráta nebo celková tlaková ztráta na úseku potrubí se stanoví:

Pomocí této metody se provádějí výpočty pro každý úsek topné sítě a všechny hodnoty jsou shrnuty v tabulce.

Hlavní výsledky hydraulického výpočtu potrubí úseků vodovodní sítě

Pro přibližné výpočty úseků sítí ohřevu vody při stanovení R_Л, Δр_TP, Δр_SLEČNA. Jsou povoleny následující výrazy:

A_R = 0,0894*K_Э 0,25 – empirický koeficient, který se používá pro přibližné hydraulické výpočty v sítích ohřevu vody

Tyto koeficienty odvodil E. Ya Sokolov. a jsou uvedeny v učebnici „Sítě vytápění a vytápění“.

S přihlédnutím k těmto empirickým koeficientům jsou tlakové ztráty a tlakové ztráty určeny jako:

Také s přihlédnutím k A_R a A_R V ; Δр_SLEČNA. a Δh_SLEČNA. bude napsáno takto:

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

Celkové tlakové a tlakové ztráty se vypočítají takto:

а_SLEČNA. – koeficient lokálních ztrát v úseku vodovodní sítě.

Při absenci přesných údajů o počtu, typu a uspořádání místních odporů je hodnota a_SLEČNA. 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. Řekněte nám v komentářích, co si myslíte, možná děláte hydraulický výpočet potrubí v Excelu, nebo používáte online kalkulačku pro hydraulický výpočet potrubí nebo používáte nomogram pro hydraulický výpočet potrubí?