книги из ГПНТБ / Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция учеб. для вузов

мой

встречной циркуляцией

в

верхнем

или

нижнем

ниппельном

ряде

радиатора1 .

Весьма интересно, что устройство однотрубных

стояков

(у от­

коса

окна)

с

односторонним

расположением

приборов"

(нижний

узел

стояка

2 на рис. 8-6) более

выгодно,

чем с

двусторонним2 .

Сопоставление

(табл. 8-2)

характерных

стояков

/—3

(рис. 8-6)

нуждается в сравнении возникающих в

них гравитационных дав­

лений

(рис. 8-8). Разность

гравитационных

давлений,

действую­

щих

в кольце

через

стояк

3

(площадь

заштрихованных

прямо­

угольников),

является

действующим гравитационным

давлением

Реп.

з =

А ш

(у' -

Ѵг) +

hvi(Yo

-

У')

[кгс'м*].

(8-4)

Т а б л и ц а

8-2

Экономические

показатели

стояков

секциями)

(за 100% приняты

расходы

для стояка с обходными

Стоимость

Масса

Наименованиа и м е н о в а н ие

стояка

Количе ­

с двусторонним

расположением

ство

общая,

рабочей

радиато­

труб,

кг

нагревательных

приборов

этажей

%

силы, %

ров,

кг

і%)

Двухтрубный

2

113

121

260(100)

30 (140)

4

114

121

460(100)

66 (143)

6

115

122

660(100)

109 (143)

8

116

122

880(100)

168 (140)

10

118

123

1060(100)

235 (143)

Однотрубный

с

соосными

2

115

101

290(111)

24(112)

з. у.

4

114

102

510(111)

50(108)

6

113

104

730 (111)

80(106)

8

113

104

980(111)

125 (105)

10

114

109

1180(111)

175(106)

Однотрубный

с

трехходо­

2

109

113

260(100)

24(112)

выми

кранами

4

ПО

113

460(100)

57(117)

6

112

114

660(100)

89(118)

8

.

114

115

880(100)

142(118)

10

114

116

1060(100)

200(121)

Однотрубный

с

обходными

2

100

100

260(100)

21 (100)

радиаторными

секциями

4

100

100

460(100)

46(100)

6

100

100

660(100)"

76(100)

8

100

100

880(100)

120(100)

10

100

100

1060 (100)

165 (100)

В стояке

1 (рис. 8-8) четыре пути

(кольца) циркуляции

через

тот или иной прибор или их з. у. Часть

гравитационного

давления

(зачерненные

треугольники)

тратится

на циркуляцию

в

малых

полукольцах

через приборы

а—/—б, а

также в—II—г;

часть рас­

кольце верхнего

прибора

Р',=

'^-

( ѵ і - Ѵ г )

Ікгс/м2],

(8-5)

нижнего

Рц

— -^Г

ІУ2 — У') Ікгс/м2],

(8-6)

где Адр — высота

прибора, м.

Гравитационное давление, передающееся на стояк 1 (прикла­

дывается к стояку в точках б и г),

^ С « . І = А / ( Т ' - Т Г ) + Л / / ( Ѵ О - Ѵ ' ) :

<8 "7 )

РСт.,

< РСт.З'

Т З К

К З К h i U

> k I И hlV >

НІГ

Т а б л и ц а

8-3

Расход металла на устройство трубопроводов

водяного отопления

для 1 м3-

здания, кг

Система

вертикаль­

вертикаль­

вертикальная

с поэтажными

с

верхней

ветками и

по­

Элементы системы

ная

ная

разводкой,

следователь­

с верхней

с н и ж н е й

однотрубная

ным

соедине­

разводкой,

разводкой,

с

прямыми

нием

радиато­

д в у х т р у б н а я

д в у х т р у б н а я

з. у .

ров

Магистрали

по чердаку

0,07

0,18

0,17

0,19

Стояки и

подводка к

ра­

диаторам

0,27

0,25

0,19

0,11

4 Заказ № 586

81

Располагаемое

давление

в

кольце

через

нижнюю

ветку

(рис. 8-6)

р н = К (Vi — Yr) + К (va — Yi) +

A„ (Ys — Ys) + К ( Y O ~ Y s ) =

= К

(То — Yr)

Ікгс/м2].

(8-8)

В верхней ветке часть давления

расходуется в малых

полуколь­

цах

через

приборы,

остальная — используется

в кольце,

включаю­

щем

горизонтальную

ветку и все з. у.

Давление, расходуемое в любом

малом

полукольце,

Pi =f^J- + >W») (Ус -

УІ-І) [кгс/м2],

(8-9)

где

Л п р

и /г П одв — строительная

высота

прибора

и разность

отме­

ток

осей

присоединения

прибора

и ветки, м; уі и уі-і — плотности

воды, покидающей

прибор и входящей в него,

кг/м3.

Располагаемое

давление

в кольце

через

верхнюю

ветку

в

= К (Уі — Yr) + К (Ya — Yi) + К (Ys — У2) + hB (у0 — Ys) =

р

= M Y o - Y r )

Ікгс/м*].

(8-10)

Расчет поверхности нагрева приборов однотрубной системы

производится с учетом

расхода

воды через

прибор.

Qyq

= Gy4 c (t„a4

—

tK0„)

[ккал/ч],

(8-11)

где Qy4

и Gj-ч — расчетная

теплоотдача

и

расход воды

для

рас­

сматриваемого

участка;

с — теплоемкость

воды

(приближенно

с = 1,0

ккал/кг-град);

tUSL4

и tK0U

— температура

воды

в

начале

и в конце участка, °С.

Отсюда

О у , =

tJ

Q

v

\

t

[кг/ч].

(8-12)

П р и м е р 15. Определить

расход

воды, подаваемой

к

стояку 2 (рис. 8-6),

если

теплоотдача

верхних

приборов

стояка

по

1500 ккал/ч,

а

нижнего —

2000 ккал/ч.

Здание жилое;

? Г =95°С,

* o = 7 0 ° C .

г

1500-2 + 2000

о п . .

ОѴ Ч о =

•

= 200 кг/ч.

.У

1 (95 — 70)

2, за исключением

Такой

расход

будет

во всех

участках стояка

подводок

к верхним

радиаторам.

Расходы

в последних

определяются

в зависимости от

коэффициентов

затекания

по уравнению

(8-3). Для верхнего' этаже-узла

стояка 2

и этаже-узлов

стояка

3 а = 0 , 5

(в приборы

затекает

по 50%

воды

стояка).

Для

этаже-узлов

с

соосным,

постоянно

действующим

з. у.

(стояк

1 на рис. 8-6)

значение

а целесообразно

принимать по

рис. 8-9 в зависимости от диаметров узла

(dC T,

d3, у ,

^ п о д п )

и этаж­

ности здания.

Из

графика

(пунктир

на рис. 8-9) видно, что суммарный

коэффициент

зате­

кания

(в оба прибора) аО ум=0,50. Тогда для одного из них в узле

Опр =

«прОст!

«пр =

- ^ р - ;

Опр =

0,25-400 =

100

кг/ч.

Поскольку

через оба прибора

перемещается

100-2=200 кг/ч,

то по з. у. про­

ходит тоже 200

кг/ч.

П р и м е р

17. Определить расход воды G ' y ,

в нижней горизонтальной

ветке

(правая часть

рис. 8-6), если теплоотдача

каждого

прибора

1000 ккал/ч. Здание

детского учреждения; г г = 8 5 ° С , / 0

= 65°С. По уравнению (8-12)

=

1000-4

= 2

0 0

•

Значения

а для

приборов

верхней ветки с постоянно действующими з. у.

приближенно

можно

считать:

а)

0,5—0,4 — при одинаковых диаметрах

ветки,

з. у. и подводки к приборам;

б)

0,6—0,5,

когда диаметр з. у. на один

калибр

меньше остальных (большие значения для

начальных приборов по ходу

воды).

Знание тепловых

нагрузок

и

расходов

воды в участках позволяет

опреде­

участке пропорционально

отданному

теплу». Это отвечает

уравнению

(8-11), от­

куда

Qy4

.

(8-13)

G y 4 c j

П р и м е р

18-

Для

условий

примеров

15

и

17 определить

температуры

в стояке и t2 в нижней горизонтальной

ветке 2

(рис. 8-6).

^ =

9

5

_

і ^

2

=

80°С;

200-1

, а =

8 5 - ^ - 2

= 75° С.

200-1

П р и м е р

19. Для условий

примеров

15, 17 и 18 определить

расчетные

сред­

ние температуры

отдельных

приборов

(рис. 8-6).

1) Для третьего прибора нижней

горизонтальной

ветки

[см. уравнение

(8-13),

пример 17]

іср. П р з -

85 _

1000+ 1000 + 0.5-1000

_

8 5

_ ^

=

n

f i i

Q

200-1

Здесь (1000 +

1000 - f —jj—j — количество

тепла,

отданное этажной

веткой (от

начала до середины третьего прибора).

2) Для нижнего прибора стояка 2 (примеры

15 и 18)

*ср.пР =

<'

0,5С?н. п Р

=

*'

0,5<3н. пр

0

1000

_ = 75°C.

^

^

_ "

=8

J

^

=

t

80

Он. прС

а н . прОстС

1-200-1

3) ,Для одного

из верхних приборов стояка

1

(пример

16), если

г г = 9 5 ° С ,

top. в. пр =

U -

0.5QB .np

= 9 5

0,5 2000

=

90 -

10 =

85°С.

-

"

а в . п р О С т С ~

0,25-400-1

4*

83

С/77./

Ст. 2

- s -

'у

-L_l

••[il b'

In

F—

Р = / г ( т Т ) _ Ѵ г ) [кгсІмЧ.

(8-14)

to

I

w

^ Б, л/сеК

Из системы

О 2 4 6 8 10 1214 16162022 С,М3/ч

Рис. 8-14. Схема обвязки

трубопрово­

Рис.

8-13.

Характеристики насо­

дов центробежных циркуляционных на­

сов

ЦНИИПС (п=1450

об/мин,

сосов

rf=105 мм)

осевые

(пропеллерные)

насосы ЦНИИПС

(рис. 8-12),

подбирае­

мые, как и другие, по

технической характеристике, приведенной

на рис. 8-13.

навливают на эластичных подкладках; еще лучше

специальные

амортизаторы. Проходы: между насосами — не менее

0,75 м, пе­

ред ними — 1,5 м.

Количество

воды,

перемещаемое в системе,

g c =

t1 -1

-

' - f ^

[кг/ч],

'

(8-15)

С (tr

—

to)

где

Qc — расчетная

тепловая

нагрузка

системы

(теплопотерн

зда­

ния);

1,1 — 1,2 — коэффициент,

учитывающий

бесполезные

потери

тепла

(последнее значение — для отдельно

стоящей котельной).

Мощность электродвигателя для насоса

N

=

^sEs

[ют],

З600ч „т)р.п-Ю2

где

Рс

— давление,

развиваемое

насосом,

м

вод. ст.; т]п и т)р .п —

к. п. д. насоса (по его характеристике)

и ременной передачи

(0,95);

102 — электромеханический

эквивалент,

кгм/квт;

а — коэффициент

запаса

(2,0 — для мощностей

до

1,0 кет, 1,3 —при больших

мощ­

ностях).

Расходуемая

мощность

на

работу

электронасоса

-Л—[Шп],

(8-16)

Чэ. дв

где

г|э дБ — к.

п.

д.

электродвигателя

(по

каталогу),

обычно

0,9—0,95.

Скорости движения

воды

в трубах

с

гравитационной циркуля­

цией невелики

(до 0,3 м/сек);

в насосных системах: 0,5—0,7

м/сек

в стояках и горизонтальных ветках и до 1 м/сек

в главном

стояке

и

магистралях.

Располагаемое

насосное

давление

для

систем

с ^г<100°С обычно

1 м

вод. ст. (макс. 2 м

вод. ст.). Задаваясь

скоростью,

по фактической

тепловой нагрузке (или расходу

воды

на участке)

можно приближенно

подобрать диаметр

трубопровода.

Рс

= Р т р

+ Р м . с

[кгс/м2].

(8-17)

Принципиально методика расчета трубопроводов центрального

отопления не зависит от вида

теплоносителя.

Потеря давления на преодоление сопротивлений трения опре­

деляется по формуле Дарси:

Р т р = 4ѵ-Ѵ/

=

Я/.

(8-18)

где К—безразмерный

коэффициент

трения;

d — диаметр

трубо­

провода, м;

I — длина

трубопровода

(расчетного

участка), м;

V — скорость

движения

перемещаемой

среды

(воды,

пара),

м/сек;

у — плотность

теплоносителя,

кг/м3;

g — ускорение

силы тяжести,

м/сек2;

R — удельная потеря

давления

от трения

на

h i

трубы,

кгс/м2

• м.

Re

vd

V

где V — кинематическая

вязкость жидкости,

м2/сек.

Исследования автора показали, что: 1) в трубах водяного отопления

встре­

чаются все гидравлические режимы; 2)

наибольшее

различие последних

присуще

двухтрубным системам и однотрубным с постоянно

действующим з. у.; 3)

в ото­

пительных

магистралях

относительно

высокое

значение

Re

указывает

на

суще­

ствование

в них переходного

и даже

устойчивого

турбулентного режима.

Для' суждения об имеющемся режиме в отопительных трубах удобно сопо­

ставление расходов в них с предельными,

отвечающими

предельным значениям

Re (табл. 8-4).

Т а б л и ц а

8-4

Приближенные значения предельных

расходов воды 0 п р е д , кг/ч

dy, дюймы

пред

пред

пред

Ѵ

ДО 40

12—15

390—540

2

3

/4

4—57

15-35

540—1000

1

57—73

35—60

1000—1700

V«

73—97

60—80

1700—3000

IV»

97—110

80—110

3000—4000

2

110—140

110—180

4000—5000

2Ѵ

140—180

180—300

5000—8000

2

П р и м е ч а н и е .

" П р е

д отвечает предельному расходу при ламинарном режиме;

0 П р С д —

то ж е , при режиме

гладкого

трения; <?^р'е д — то ж е ,

при переходном

режиме (начало

устой ­

чивого

турбулентного течения).

В местных сопротивлениях, в которых возникает изменение ско­

рости и направления

(структуры)

движения жидкости, потеря

дав­

ления

определяется

по формуле

Вейсбаха:

[кгс/м2

(8-19)

где

£ — безразмерный

коэффициент

местного

сопротивления

(к.м. с ) ,

определяемый

обычно

опытным

путем.

Приближенные

значения к. м. с. даны в прилож. 7.

Для упрощения расчетов используют таблицы и номограммы.

Номограмма

(рис. 8-15)

связывает

количество

и

скорость

воды,

протекающей в трубе, диаметр, удельную потерю

R {кгс/м2-м)

и

дает

готовое

значение динамического

давления:

Рѵ = — у

[кгс/м2].

2g

В водяном отоплении потери на трение и местные сопротивле­

ния примерно равны. Если для циркуляционного

кольца распола­

гаемое давление

(гравитационное

или

сумма

гравитационного