8 Гидравлический расчет

Гидравлический расчет в системе отопления проводится по законам гидравлики. Расчет основан на следующем принципе: при установившемся движении воды, действующее в системе отопления разность давления полностью расходуется на преодоление сопротивлению движения.

От правильности выполнения гидравлического расчета зависит работоспособность системы отопления.

На основе расчета осуществляется выбор диаметра труб (мм), обеспечивающий при располагаемом перепаде давления в системе отопления ∆Р пропуск заданных расходов теплоносителя G.

Перед гидравлическим расчетом должна быть выполнена аксонометрическая схема системы отопления.

Для выполнения гидравлического расчета необходимо определить расчетное циркуляционное давление.

Расчетное - это значение общего циркуляционного давления, которое выбрано для поддержания расчетного гидравлического режима в системе отопления.

Разное циркуляционное давление выражает располагаемую разность давления (насосного и естественного), которое в расчетных условиях расходуется на преодолении сопротивления движению воды в системе отопления.

Разность давления создаваемое насосом постоянно в определенной рабочей точке его характеристик. Естественная разность давления переменна. Она постоянно меняется в течении отопительного сезона из-за изменения плотности воды в разных частях системы.

Общее циркуляционное давление тоже переменное.

Расчетное циркуляционное давление системе отопления:

ΔР_р = ΔР_н+Б·ΔР_е , [Па]

где ΔР_н –насосное циркуляционное давление или давление передаваемое в систему через смесительную установку

Б- поправочный коэффициент, учитывающий значение естественного циркуляционного давления в период поддержания расчетного гидравлического режима (для однотрубных СО с верхней разводкой Б=1).

ΔР_е -естественное циркуляционное давление.

ΔР_е = ΔР_е ^пр+ΔР_е ^труб ,

где ΔР_е ^пр – естественное циркуляционное давление возникающее из-за остывания воды в отопительных приборах.

ΔР_е ^труб – естественное циркуляционное давление, возникающее из-за остывания воды в трубах циркуляционного кольца системы.

Гидравлический расчет по удельной линейной потери давления.

Расчет основан на подборе диаметров труб при постоянных перепадах температуры воды во всех стояках и ветвях.

Рассчитывается расход воды на каждом участке, затем определяются потери давления на трение и преодоление местных сопротивлений на участке.

Общие потери давления в циркуляционном кольце системы при последовательном соединении N участков должны быть равны сумме потерь давления на участках кольца:

ΔР_общ = Σ(R·L+Z), [Па]

К местным сопротивлениям относят углы поворота, переходы диаметров, арматура.

Гидравлический расчет, проведенный по этому способу, показывает распределение сопротивлений и их влияние на давление теплоносителя.

В основном, по этому методу рассчитываются магистрали системы отопления. После завершения монтажных работ обязательно проводится регулирование системы отопления.

Диаметр стояков выбирается в зависимости от расхода воды, проходящей по данному стояку

G,кг/ч	150	151-350	351-750
D,мм	15	20	25

Расчет давления:

ΔР_р = ΔР_н+Б·ΔР_е

ΔР_н = ΔР_т.с. /( 0,54·U² +1.58·U+2.12)=90 000/(0,54·1² +1.58·1+2.12)=21226,5Па

где ΔР_т.с – давление, создаваемое насосом на ТЭЦ (80-100 КПа)

U-коэффициент смешения, U=(T₁-t_г)/(t_г-t_о)=(140-105)/(105-70)=1

ΔР_е =1,57·l^d·n_эт.^2,74 =1,57·6^2,74·71,5^1,22 = 38 937,9Па

где l-длина магистрали от теплового пункта до самого удаленного стояка;

d- поправочный коэффициент, d=0.2+ n_эт.·0.02=0.2·6·0.02=1.22

ΔР_р = ΔР_н+ΔР_е =21226,5+38937,9=60164,4 Па

Таблица №8.1 «Гидравлический расчет»

№уч	Qуч, Вт	Gуч, кг/ч	L, м	R, Па/м	D, мм	V, м/с	R*L, Па	Эскиз местных сопротивлений	Σ ξ	Z	Δp	Невязка
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	8040	241	7	180	15	0,356	1260		6	369	1629	66,8%
2	10670	320	5,5	65	20	0,258	357,5		5,5	182	539,5
												75,9%
3	17290	492	12	150	20	0,400	1800		5,5	441	2241
												59,4%
4	27490	755	4,5	95	25	0,374	427,5		7	481	908,5
												33,8%
5	31530	860	7,5	120	25	0,421	900		5,5	474	1374
												12,2%
6	34290	943	7,5	150	25	0,473	1125		4	441	1566
												21,8%
7	38030	1040	6	180	25	0,520	1080		7	925	2005
												56,9%
8	40260	1098	0,25	200	25	0,549	50		5,5	813	863
												57,8%
9	45150	1225	1	60	32	0,356	60		4,5	277	337
10	2770	83	5,5	24	15	0,122	132		6	42,2	174,2
												85%
11	8550	233	5,5	170	15	0,346	935		4	232	1167
												53,1%
12	11180	312	6,5	55	20	0,236	357,5		7	189	546,5
												73,3%
13	18470	533	8,5	180	20	0,439	1530		5,5	521	2051
												84,3%
14	20410	591	2,5	60	25	0,294	150		4	170	320
												69%
15	24720	720	7,5	90	25	0,363	675		5,5	358	1033
												10%
16	28760	825	3,5	120	25	0,421	420		8,5	733	1153
17	367610	2050	22	80	40	0,453	1760		4,5	455	2215

На участках где ΔР больше 15% ставится дросселирующая шайба.