Определение циркуляционного давления

Циркуляционное давление Р_ц, Па, вычисляют по формуле [2]:

Р_ц = 0,9 (Р_и + 0,4*Р_е),

где Р_и - циркуляционное давление, создаваемое побудителем циркуляции (насосом и т.п.), Па;

Р_е - естественное циркуляционное давление, Па.

Р_ц =0,9(4133,3+0,4*712,56)=3976,49 Па

P_и=80*L,

где L - длина циркуляционного кольца (сумма длин всех расчетных участков), м
80 - константа, Па*м^-1.

P_и=80*51,67=4133,3 Па

Естественное циркуляционное давление Р_е Па, вычисляют по форму­ле [2]:

Р_е = Р_пр + Р_тр,

где Р_пр - естественное циркуляционное давление, связанное с охлаждением воды в отопительных приборах, Па; Р_тр - естественное циркуляционное давление, связанное с охлаждением воды в трубах, Па.

Р_е = 467,6+244,96= 712,56 Па

Естественное циркуляционное давление, связанное с охлаждением во­ды в отопительных приборах Р_пр, Па, вычисляют по формуле [2]:

P_np = h*g(ρ_o-ρ_г),

где   h - превышение между центром охлаждения расчетного прибора первого этажа и осью элеваторного узла теплового пункта, м;

g - ускорение свободного падения, м/с2, g = 9,81 м/с2;

ρ_o - плотность охлажденной воды, кг/м3, ρ_o = 977,81 кг/м3 (при температуре 70 °С);

ρ_г - плотность горячей воды, кг/м³, ρ_г = 961,92 кг/м3 (при температуре 95 °С).

P_np = 3*9,81(977,81-961,92) = 467,6 Па

Естественное циркуляционное давление, связанное с охлаждением во­ды в трубах Р_тр, Па, определяют по графикам. Для трех­этажного здания с верхней разводкой подающей магистрали это давление можно вычислить по формуле [2]:

P_тр = 180 + 2,8*L_c,

где L_c - расстояние между главным и расчетным стояком по горизонтали, м.

P_тр = 180 + 2,8*23,2 = 244,96 Па

 

Определение ориентировочных потерь давления на трение

Предполагая, что потери давления на трение составляют 65 % полных потерь давления, вычисляют ориентировочные потери давления на трение R_op, Па/м, по формуле [2]

R_op = 0,65*Р_ц/L,

где   Р_ц- циркуляционное давление;

 L - длина циркуляционного кольца.

 

R_op = 0,65*3976,49/54,67 = 47 Па/м

 

Определение расхода теплоносителя на расчетном участке

Этот расход G_уч, кг/ч, вычисляют по формуле [2]:

G_уч = 3600*Q_уч/[С(t_г-t_х)],

где   Q_уч, - тепловая нагрузка на расчетном участке, Вт;

 С - теплоёмкость воды, Дж/(кг °С), С = 4190 Дж/(кг·°С);

 t_г­­­ - температура нагретой воды, °С, t_г=95°С;

 t_х - температура охлажденной воды, °С, t_х=70°С.

 

Определение диаметра трубы, скорости движения воды и потерь давления на трение на расчетном участке

Такое определение выполняют по приложению Е, [2] в зависимости от расхода теплоносителя на расчетном участке. При этом учитывают сле­дующее:

v скорость движения воды не должна превышать 1,5 м/с;

v разница между принятыми потерями давления на трение и ориентиро­вочными потерями давления на трение по п.3.3, [2] должна подчиняться нормальному закону распределения для различных расчетных участков;

Определение потерь давления на местных сопротивлениях

Перечень таких сопротивлений для каждого участка принимают в за­висимости от конструкции системы отопления. Потери давления на мест­ных сопротивлениях на расчетном участке Z, Па, вычисляют по формуле [2]:

Z = ∑M*Р_дин,

где ∑M - сумма коэффициентов местных сопротивлений (по приложению Ж, [2]);

Р_дин - динамическое давление, Па, вычисляемое по формуле:

Р_дин = v²ρ/2,

где v - скорость движения воды, м/с;

 ρ- плотность воды, кг/м3, ρ = 970 кг/м3 (при температуре +82,5 °С).

 

Таблица 2 - Результаты расчета полных потерь давления

№ расчетного участка	Тепловая нагрузка Qуч, Вт	Расход воды Gуч, кг/ч	Длина трубы l, м	Диаметр трубы Ø, мм	Скорость движения воды v, м/с	Потери давления на трение на 1 метр трубы Rуд, Па/м	Потери давления на трение R, Па (R=Rуд·l)	Сумма коэффициентов ∑М	Давление Рдин, Па	Потери Z, Па	Полные потери Rп, Па (Rп=R+Z)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	881	30,28	2,1	15	0,087	10	21	3,5	3,67	12,85	33,85
2	1762	60,56	3,1	20	0,097	10	31	2,5	4,56	11,41	42,41
3	3312	113,83	3,1	20	0,097	10	31	2	4,56	9,13	40,13
4	5066	174,11	4,2	20	0,135	18	75,6	5	8,84	44,20	119,80
5	5066	174,11	5,88	25	0,109	10	58,8	1,5	5,76	8,64	67,44
6	10317	354,57	2,89	25	0,175	24	69,36	1,5	14,85	22,28	91,64
7	10703	367,84	1	25	0,19	28	28	1,5	17,51	26,26	54,26
8	11089	381,10	2,1	25	0,19	28	58,8	2	17,51	35,02	93,82
9	16714	574,42	7,7	32	0,16	14	107,8	1,5	12,42	18,62	126,42
10	22339	767,74	1,1	32	0,215	24	26,4	1,5	22,42	33,63	60,03
11	33162	1139,70	6	40	0,245	24	144	4	29,11	116,45	260,45
12	66474	2284,55	12,5	50	0,291	24	300	2,5	41,07	102,68	402,68
										Rпо сум. =	1532,21

 

Расчет и подбор элеватора

Водоструйный элеватор предназначен для смешивания высокотемпе­ратурной воды из наружных сетей с охлажденной (обратной) водой из сис­темы отопления и подачи смеси в систему отопления с заданной темпера­турой.

Выбор основных параметров гидроэлеватора производят в следую­щем порядке:

v определяют коэффициент смешения U по формуле, [2]:

U = (T_c-t_вх)/(t_вх-t_вых),   

где Т_с - температура воды из наружных сетей (по заданию на курсовое проектирование);

U =(115-95)/(95-70)=0,8

v определяют диаметр горловины элеватора d_г мм, по формуле, [2]:

,  

где   G_уч - количество воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч;

R_по - гидравлическое сопротивление системы отопления, Па.

v выбирают номер гидроэлеватора из следующего соответствия между этим номером и значением d_г: №1- 15 мм; №2 - 20 мм; №3 - 25 мм; №4 - 30 мм; №5 - 35 мм; №6 - 47 мм; №7 - 59 мм. При этом следует округлить до ближайшего целого числа значение d_г. Выбираем гидроэлеватор №3.

v определяют диаметр сопла гидроэлеватора d_c, мм, по формуле, [2]:

d_c = d_г/(1+U),  

d_c = 25/(1+0,8) = 13,89

v вычисляют давление, которое необходимо создать перед элеватором Р_э, кПа, по формуле, [2]:

Р_э = 1,4(1+U)²R_по,

Р_э=1,4(1+0,8)²*1532,21=6,95 кПа