4 Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления
Располагаемый перепад давления для создания циркуляции воды:
(4)
где: ∆Рн – перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе, Па;
(5)
где: ∆Ре.тр – естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в трубах, в системах с нижней разводкой не учитывается.
∆Ре.пр
– естественное циркуляционное давление,
возникающее в расчетном кольце системы
вследствие охлаждения воды в отопительных
приборах. Для двухтрубной системы
отопления определяется по формуле:
(6)
где: h – вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в отопительном приборе и нагревания в системе, м;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
β –
среднее приращение плотности воды при
понижении ее температуры на 1 ºС, кг/м3∙
ºС по [5 Табл.10.4];
tг – температура горячей воды в системе отопления, ºС;
tо – температура охлажденной воды в системе отопления, ºС.
Так как ∆Ре = 595,8 Па составляет менее 10% от ∆Рн, то это давление допускается не учитывать.
Перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом:
(7)
где: ∑l – длина основного циркуляционного кольца системы отопления, м.
Гидравлический расчет трубопроводов методом удельных потерь давления на трение начинаем с определения ориентировочного значения Rср, Па/м, удельной потери давления на трение:
(8)
где: 0,9 – коэффициент, показывающий, что 10% от ∆Рр идет в запас на неучтенные потери давления.
х=0,65 – доля потерь на трение для систем водяного отопления с искусственной циркуляцией.
∑l – то же, что и в формуле (7).
Рассмотрим на примере участка №1:
Расход воды на участке определяем по формуле:
(9)
где:
Q
– тепловая нагрузка участка, Вт;
β1
– коэффициент учета дополнительного
теплового потока устанавливаемых
отопительных приборов за счет округления
сверх расчетной величины, [2. Табл.1,
прил.12; 5. Табл.9.4];
β2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений, [2. Табл.2, прил.12; 5. Табл.9.5].
Длину l определяем по аксонометрической схеме.
По таблицам [5. Табл.11.1-11.2 прил.11] в зависимости от Rср и расхода воды G определяем диаметры D, скорости ν воды и удельные потери давления на трение R.
Коэффициенты местных сопротивлений определяем по таблицам [5. Прил.11 Табл.11.10-11.20].
Величина динамического давления определяется по таблице [5. Прил.11, Табл.11.13] в зависимости от скорости движения воды при ∑ζ=1.
Расчет остальных участков ведется аналогично и сводится в таблицы 2, 3.
Таблица
2 – Гидравлический расчет трубопроводов
Расчет основного циркуляционного кольца, ветка 1
|
Nуч |
Тепл нагрузка участка; Q, Вт |
Расход воды на Участке; G, кг/ч |
Длина Участка;l, м |
Диам трубы;Dу, мм |
Скорость воды; V, м/с |
Уд потеря давл на трение; R, Па/м |
Потеря давл на трение; R*l, Па |
Сумма коэф мест сопр на уч; |
Динамическое Давление; Pд,Па |
Потеря давл в мест сопр; z, Па |
Суммарн потеря давл на уч; Па |
Местн сопр, их коэфф; |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1 |
2618 |
94,6 |
12,8 |
10 |
0,203 |
80 |
1024 |
21,6 |
20,5 |
442,8 |
1466,8 |
|
|
2 |
5236 |
189,2 |
6 |
15 |
0,254 |
90 |
540 |
1 |
31,8 |
31,8 |
571,8 |
|
|
3 |
7854 |
283,8 |
6 |
15 |
0,386 |
200 |
1200 |
1 |
72,5 |
72,5 |
1272,5 |
|
|
4 |
10472 |
378,5 |
7,5 |
20 |
0,284 |
75 |
562,5 |
3 |
39,7 |
119,1 |
681,6 |
|
|
5 |
13090 |
473,1 |
6 |
20 |
0,222 |
34 |
204 |
1 |
65,1 |
65,1 |
269,1 |
|
|
6 |
15708 |
567,7 |
5 |
25 |
0,257 |
45 |
225 |
1 |
86,2 |
86,2 |
311,2 |
|
|
7 |
18326 |
662,3 |
6,8 |
25 |
0,312 |
65 |
442 |
3 |
47 |
141 |
583 |
|
|
8 |
19916 |
719,8 |
4,5 |
25 |
0,337 |
75 |
337,5 |
3 |
54,9 |
164,7 |
502,2 |
|
|
9 |
21544 |
778,6 |
3 |
25 |
0,36 |
85 |
255 |
1 |
63,3 |
63,3 |
318,3 |
|
|
10 |
23172 |
837,4 |
2,5 |
25 |
0,391 |
100 |
250 |
1 |
74,3 |
74,3 |
324,3 |
|
|
11 |
24800 |
896,3 |
12,5 |
25 |
0,411 |
110 |
1375 |
5 |
82,2 |
411 |
1786 |
|
|
12 |
27400 |
990,2 |
6,5 |
32 |
0,269 |
34 |
221 |
5 |
105 |
525 |
746 |
|
|
13 |
28030 |
1013,0 |
7,5 |
32 |
0,277 |
36 |
270 |
3 |
37 |
111 |
381 |
|
|
14 |
29080 |
1051,0 |
3,5 |
32 |
0,285 |
38 |
133 |
1 |
39,7 |
39,7 |
172,7 |
|
|
15 |
30543 |
1103,8 |
3,5 |
32 |
0,293 |
40 |
140 |
1 |
42,5 |
42,5 |
182,5 |
|
|
16 |
31916 |
1153,4 |
3 |
32 |
0,311 |
45 |
135 |
1 |
47 |
47 |
182 |
|
|
17 |
33289 |
1203,1 |
2,5 |
32 |
0,329 |
50 |
125 |
3 |
53,2 |
159,6 |
284,6 |
|
|
18 |
64260 |
2322,4 |
4,0 |
50 |
0,3 |
24,0 |
96 |
3,0 |
44,0 |
159,6 |
284,6 |
|
|
19 |
64260 |
2322,4 |
1,0 |
50 |
0,3 |
24,0 |
24 |
1,0 |
44,0 |
47,0 |
182,0 |
|
|
20 |
64260 |
2322,4 |
4 |
50 |
0,291 |
24 |
96 |
3 |
44 |
159,6 |
284,6 |
|
|
21 |
33289 |
1203,1 |
2,5 |
32 |
0,329 |
50 |
125 |
3 |
53,2 |
159,6 |
284,6 |
|
|
22 |
31916 |
1153,4 |
3 |
32 |
0,311 |
45 |
135 |
1 |
47 |
47 |
182 |
|
|
23 |
30543 |
1103,8 |
3,5 |
32 |
0,293 |
40 |
140 |
1 |
42,5 |
42,5 |
182,5 |
|
|
24 |
29080 |
1051,0 |
3,5 |
32 |
0,285 |
38 |
133 |
1 |
39,7 |
39,7 |
172,7 |
|
|
25 |
28030 |
1013,0 |
7,5 |
32 |
0,277 |
36 |
270 |
3 |
37 |
111 |
381 |
|
|
26 |
27400 |
990,2 |
6,5 |
32 |
0,269 |
34 |
221 |
5 |
105 |
525 |
746 |
|
|
27 |
24800 |
896,3 |
12,5 |
25 |
0,411 |
110 |
1375 |
5 |
82,2 |
411 |
1786 |
|
|
28 |
23172 |
837,4 |
2,5 |
25 |
0,391 |
100 |
250 |
1 |
74,3 |
74,3 |
324,3 |
|
|
29 |
21544 |
778,6 |
3 |
25 |
0,36 |
85 |
255 |
1 |
63,3 |
63,3 |
318,3 |
|
|
30 |
19916 |
719,8 |
4,5 |
25 |
0,337 |
75 |
337,5 |
3 |
54,9 |
164,7 |
502,2 |
|
|
31 |
18326 |
662,3 |
6,8 |
25 |
0,312 |
65 |
442 |
3 |
47 |
141 |
583 |
|
|
32 |
15708 |
567,7 |
5 |
25 |
0,257 |
45 |
225 |
1 |
86,2 |
86,2 |
311,2 |
|
|
33 |
13090 |
473,1 |
6 |
20 |
0,222 |
34 |
204 |
1 |
65,1 |
65,1 |
269,1 |
|
|
34 |
10472 |
378,5 |
7,5 |
20 |
0,284 |
75 |
562,5 |
3 |
39,7 |
119,1 |
681,6 |
|
|
35 |
7854 |
283,8 |
6 |
15 |
0,386 |
200 |
1200 |
1 |
72,5 |
72,5 |
1272,5 |
|
|
36 |
5236 |
189,2 |
6 |
15 |
0,254 |
90 |
540 |
1 |
31,8 |
31,8 |
571,8 |
|
Σ(Rl+Z)=19355,6
Продолжение
Таблицы 2
Гидравлический расчет трубопроводов, ветка 2
|
Nуч |
Тепл нагрузка участка; Q, Вт |
Расход воды на Участке; G, кг/ч |
Длина Участка;l, м |
Диам трубы;Dу, мм |
Скорость воды; V, м/с |
Уд потеря давл на трение; R, Па/м |
Потеря давл на трение; R*l, Па |
Сумма коэф мест сопр на уч; |
Динамическое Давление; Pд,Па |
Потеря давл в мест сопр; z, Па |
Суммарн потеря давл на уч; Па |
Местн сопр, их коэфф; |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1 |
2618 |
94,6 |
12,6 |
10 |
0,203 |
80 |
1008 |
23,6 |
20,5 |
483,8 |
1491,8 |
|
|
2 |
5236 |
189,2 |
6 |
15 |
0,254 |
90 |
540 |
1 |
31,8 |
31,8 |
571,8 |
|
|
3 |
7854 |
283,8 |
6 |
20 |
0,216 |
45 |
270 |
1 |
72,5 |
72,5 |
342,5 |
|
|
4 |
10472 |
378,5 |
6 |
20 |
0,284 |
75 |
450 |
1 |
39,7 |
39,7 |
489,7 |
|
|
5 |
13090 |
473,1 |
6 |
20 |
0,363 |
120 |
720 |
1 |
65,1 |
65,1 |
785,1 |
|
|
6 |
15708 |
567,7 |
13,5 |
20 |
0,421 |
160 |
2160 |
5 |
86,2 |
431 |
2591 |
|
|
7 |
17252 |
623,5 |
4 |
20 |
0,473 |
200 |
800 |
1 |
110 |
110 |
910 |
|
|
8 |
18796 |
679,3 |
3,5 |
20 |
0,312 |
65 |
227,5 |
1 |
48,5 |
48,5 |
276 |
|
|
9 |
20340 |
735,1 |
5 |
25 |
0,337 |
75 |
375 |
3 |
54,9 |
164,7 |
539,7 |
|
|
10 |
23428 |
846,7 |
6,5 |
25 |
0,391 |
100 |
650 |
5 |
76,3 |
381,5 |
1031,5 |
|
|
11 |
26518 |
958,4 |
3 |
32 |
0,26 |
32 |
96 |
1 |
99 |
99 |
195 |
|
|
12 |
28576 |
1032,7 |
4 |
32 |
0,277 |
36 |
36 |
1 |
37 |
37 |
73 |
|
|
13 |
29701 |
1073,4 |
3 |
32 |
0,285 |
38 |
114 |
1 |
39,7 |
39,7 |
153,7 |
|
|
14 |
30971 |
1119,3 |
3,5 |
32 |
0,311 |
38 |
114 |
3 |
47 |
39,7 |
153,7 |
|
|
15 |
30971 |
1119,3 |
3,5 |
32 |
0,311 |
38 |
114 |
3 |
47 |
39,7 |
153,7 |
|
|
16 |
29701 |
1073,4 |
3 |
32 |
0,285 |
38 |
114 |
1 |
39,7 |
39,7 |
153,7 |
|
|
17 |
28576 |
1032,7 |
4 |
32 |
0,277 |
36 |
36 |
1 |
37 |
37 |
73 |
|
|
18 |
26518 |
958,4 |
3 |
32 |
0,26 |
32 |
96 |
1 |
99 |
99 |
195 |
|
|
19 |
23428 |
846,7 |
6,5 |
25 |
0,391 |
100 |
650 |
5 |
76,3 |
381,5 |
1031,5 |
|
|
20 |
20340 |
735,1 |
5 |
25 |
0,337 |
75 |
375 |
3 |
54,9 |
164,7 |
539,7 |
|
|
21 |
18796 |
679,3 |
3,5 |
20 |
0,312 |
65 |
227,5 |
1 |
48,5 |
48,5 |
276 |
|
|
22 |
17252 |
623,5 |
4 |
20 |
0,473 |
200 |
800 |
1 |
110 |
110 |
910 |
|
|
23 |
15708 |
567,7 |
13,5 |
20 |
0,421 |
160 |
2160 |
5 |
86,2 |
431 |
2591 |
|
|
24 |
13090 |
473,1 |
6 |
20 |
0,363 |
120 |
720 |
1 |
65,1 |
65,1 |
785,1 |
|
|
25 |
10472 |
378,5 |
6 |
20 |
0,284 |
75 |
450 |
1 |
39,7 |
39,7 |
489,7 |
|
|
26 |
7854 |
283,8 |
6 |
20 |
0,216 |
45 |
270 |
1 |
72,5 |
72,5 |
342,5 |
|
|
27 |
5236 |
189,2 |
6 |
15 |
0,254 |
90 |
540 |
1 |
31,8 |
31,8 |
571,8 |
|
Σ(Rl+Z)=17717,2
(10)
Расчет дополнительных циркуляционных колец и промежуточных стояков.
Невязка между ветками:
(11)
Так как невязка < 15%, то необходимость в установке шайбы отсутствует.
