Определение диаметров спускных устройств водяных тепловых сетей.
Лекции.ИНФО


Определение диаметров спускных устройств водяных тепловых сетей.



 

Диаметр штуцера и запорной арматуры d, м, для спуска воды из секционируемого участка трубопровода определяют по формуле

 

, (2.89)

где , , - соответственно приведенный диаметр, м; общая длина, м; приведенный уклон секционируемого участка трубопровода определяемые по следующим формулам:

, (2.90)

, (2.91)

где - длины отдельных участков трубопровода, м, с диаметрами условного прохода , м, при уклонах ;

m - коэффициент расхода арматуры, принимаемый для вентилей

m = 0,0144, для задвижек m = 0,011;

n - коэффициент, зависящий от времени спуска воды t (см. табл. 2.4).

 

Таблица 2.4 Значения коэффициента n .

t = 1 ч t = 2 ч t = 3 ч t = 4 ч t = 5 ч
n = 1 n = 0,72 n = 0,58 n = 0,5 n = 0,45

 

Максимальное время спуска воды предусматривается для трубопроводов:

300 мм - не более 2 ч 600 - не более 5 ч

350 ÷ 500 - не более 4 ч

Диаметр спускного устройства для двустороннего дренажа, установленного в нижней точке трубопровода, определяют по формуле

 

, (2.92)

 

где , - диаметры спускных устройств, определяемые по формуле (2.89) соответственно для каждой стороны.

 

Расчетный диаметр штуцера округляют с увеличением до стандартного и сравнивают с приведенными в таблице 2.5 данными.

 

Таблица 2.5 Условный проход штуцера и запорной арматуры для спуска воды.

, мм 65 вкл. 80-125 до 150 200-250 300-400 600-700
Условный проход штуцера, мм

 

К установке принимают наибольший из двух сравниваемых диаметров штуцеров и запорной арматуры.

Условный проход штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха из секционируемых участков водяных тепловых сетей приведен в таблице 2.6.

Таблица 2.6. Условный проход штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха.

, мм 25-80 100-150 200-300 350-400 500-700 800-1200
Условный проход штуцера,мм

 

 

Расчет усилий на опоры.

 

Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору Fv, Н, следует определять по формуле

 

, (2.93)

 

где - вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды, Н/м;

L - пролет между подвижными опорами, м.

 

Величина для труб с наружным диаметром может быть принята по табл. 2.7 учебного пособия.

 

Таблица 2.7. Вес 1 м трубопровода в рабочем состоянии.

, мм
, Н/м

 

 

Продолжение таблицы 2.7.

, мм
, Н/м

 

Пролеты между подвижными опорами в зависимости от условий прокладки и типов компенсаторов приведены в таблицах 2.8, 2.9 учебного пособия.

 

Таблица 2.8. Пролеты между подвижными опорами на бетонных подушках при канальной прокладке.

Dу, мм L, м Dу, мм L, м Dу, мм L, мм Dу, мм L, м
1,7 3,5
2,5 4,5
8,5

 

 

Таблица 2.9. Пролеты между подвижными опорами при надземной прокладке, а также в тоннелях и техподпольях.

Dу, мм L, м Dу, мм L, м Dу, мм L, м
6/6 14/13
7/7 14/13
2,5 8/8 14/13
9/9 15/13
3,5 11/11 15/13
12/12 16/13
5/5 14/14 18/15
        20/16

Примечание: в числителе L для П-образных компенсаторов и самокомпенсации, в знаменателе - для сальниковых компенсаторов.

 

Горизонтальные нормативные осевые нагрузки на подвижные опоры Fhx, Н, от трения определяются по формуле

 

, (2.94)

 

где - коэффициент трения в опорах, который для скользящих опор при трении сталь о сталь принимают равным 0,3 (при использовании фторопластовых прокладок = 0,1), для катковых и шариковых опор = 0,1.

На неподвижные опоры в общем случае действуют вертикальные и горизонтальные усилия. Вертикальная нагрузка равна весу одного пролета для подвижных опор и определяется по формуле (2.93)

Горизонтальные усилия складываются из неуравновешенных сил внутреннего давления, горизонтальных реакций свободных опор, реакций компенсаторов. Эти усилия, как правило, действуют с обеих сторон от опоры.

Результирующее усилие, действующее на опору, в общем случае может быть представлено в следующем виде:

 

N = a ∙ р ∙ Fв + m ∙ Gh ∙Dl + DR (2.95)

Где а – коэффициент, зависящий от возможного действия сил внутреннего давления (а может принимать значенияот 0 до 1);

р – внутреннее давление теплоносителя, Па;

Fв – площадь внутреннего сечения трубы, м2;

m - коэффициент трения на свободных опорах;

Gh – вес погонного метра теплопровода;

Dl – разность расстояний от опоры до компенсаторов, м;

DR– разность реакций компенсаторов с обеих сторон опоры.

 

В каждом случае при определении горизонтального усилия на опору, необходимо учитывать действующие на нее с обеих сторон силы.

Ниже приведены наиболее часто встречаемые схемы участков с неподвижными опорами, а также формулы для определения горизонтальных усилий, действующих на эти опоры. См. также [8. стр.172-173].

 

 

 

 

 

 

 

 

Для расчета схемы 1 применима формула

± N = ± 0,5 Rк + р ( - ) (2.96)

 

Для схемы 2

N = Rк + р (2.97)

Для схемы 3

± N = ± Rк + р +q l μ (2.98)

Для схемы 4

± N = ± 0,5 Rк + р ( - ) ± Gh μ ( l1 – l2/2) (2.99)

 

 

Для схемы 5 при нагреве

N = р - Rк - Rх - Gh μ ( l2 + l3) (2.100)

Для схемы 5 при охлаждении

N = р - Rк + Rх + Gh μ ( l2 + l3) (2.101)

 

Для схемы 6 при нагреве

N = р + q μ l1 - Rк - Rх - Gh μ l2 /2 (2.102)

Для схемы 6 при охлаждении

N = р - q μ l1 + Rк + Rх + Gh μ l2 /2 (2.103)

Для схемы 7

N = [± 0,5 Rк + р ( - ) ± Gh μ ( l1 – l2/2)] sin β (2.104)

Здесь р – давление теплоносителя;

Gh – весовая нагрузка на 1 метр теплопровода;

μ – коэффициент трения подвижных опор;

– сила трения сальникового компенсатора;

– сила упругого отпора П – образного компенсатора;

l1 и l2 – длины большего и меньшего участков;

и - наружные диаметры труб на смежных участках.

Знаки « + » и « - » соответствуют режимам нагрева или охлаждения.

 

При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору следует учитывать: неуравновешенные силы внутреннего давления возникающие при применении компенсаторов различных типов, на участках имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота, заглушки; следует также учитывать силы трения в подвижных опорах и силы трения о грунт при бесканальных прокладках (см. формулу (2.95), а также реакции компенсаторов и самокомпенсации.

Горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору следует определять:

· на концевую опору - как сумму сил действующих на опору;

· на промежуточную опору - как разность сумм сил действующих с каждой стороны опоры.

 

Сила трения Ртр теплопровода о грунт, Н, при бесканальной прокладке определяется по формуле

Ртр = f ∙L (2.105)

 

 

Где L – длина участка теплопровода, м;

f –удельная сила трения на единицу длины трубы, Н/м, определяемая по формуле

 

f = μ ∙ ( 0,75 ∙ g ∙ Ζ ∙ π ∙ D ∙ 10 -3 + qтрубы ) (2.106)

Где μ – коэффициент трения поверхности изоляции о грунт, принимаемый:

при пенополиуретановой изоляции -0,40

при полимербетонной изоляции – 0,38

при армопенобетонной изоляции – 0,60

g – удельный вес грунта, Н, (в среднем g =16000 -18000 Н/м3 );

Ζ – глубина засыпки по отношению к оси трубы, м;

D - наружный диаметр теплопровода при наличии адгезии изоляции к трубе

( наружный диаметр трубы при отсутствии адгезии), мм;

qтрубы - вес 1 м трубы с водой, Н/м.

 

Неподвижные опоры должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов (охлаждение, нагрев) в том числе при открытых и закрытых задвижках. Для расчета усилий действующих на неподвижные опоры могут быть использованы также типовые расчетные схемы, приведенные в литературе [10.стр.230-242].

 

 

Подбор элеватора.

 

Требуемый располагаемый напор для работы элеватора , м определяется по формуле

, (2.107)

 

где h - потери напора в системе отопления, принимаемые 1–1,5м;

Up - расчетный коэффициент смешения, определяемый по формуле

 

(2.108)

 

Расчетный коэффициент смешения для температурного графика 150-70 равен = 2,2; для графика 140-70 = 1,8; для графика 130-70 = 1,4.

Диаметр горловины камеры смешения элеватора dG, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, определяется по формуле

 

(2.109)

 

Диаметр сопла элеватора dc, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, и располагаемом напоре для элеватора Н, м, определяется по формуле

 

(2.110)

 

Величина напора Н, гасимого соплом элеватора, не может, во избежание возникновения кавитационных режимов, превышать 40 м.

Для определения диаметра сопла элеватора, его номера, требуемого на-

пора могут быть использованы номограммы, приведенные в справочной литературе [8. стр. 312], [9 стр. 73-75].

Располагаемый напор на вводе в здание при элеваторном присоединении

системы отопления с учетом увеличения в процессе эксплуатации потерь напо-

ра за счет загрязнения, следует принимать равным сумме расчетных потерь напора в элеваторе и в местной системе h с коэффициентом 1,5, но не менее

15 метров, а при наличии кроме элеваторной системы отопления и закрытой системы горячего водоснабжения,- не менее 25 метров. Избыточный напор рекомендуется гасить в авторегуляторах тепловых пунктов зданий.

Примеры расчетов системы теплоснабжения.

Пример 3.1. Определить для условий г. Хабаровска расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города (см. рис. 3.1).

           
 
№1 F=10 га
 
№2 F=15 га
 
 
 
№4 F=10 га
 
№5 F=15 га
 

 

 


Рис.3.1 - Район города.

 

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = –31 0С. Плотность населения Р = 400 челга. Общая площадь жилого здания на одного жителя fобщ = 18 м2чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а = 115 лсутки.

 

Решение. Расчет тепловых потоков сводим в табл.3.1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов, их площадь Fкв в гектарах, плотность населения Р. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле

 

 

Для квартала №1 количество жителей составит:

 

чел

 

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле

 

 

Для квартала №1

 

м2

 

Приняв (см. прил. 2 учебн. пособия) для зданий постройки после 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий

при t 0 = -31 0С= 87 Вт/м2, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле (2.1) учебного пособия

 

 

Для квартала №1 при K1 = 0,25 получим расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий

 

 

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле (2.2) учебного пособия

 

 

Для квартала №1 при К2 = 0,6 получим

 

 

По приложению 3 учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение qh c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a = 115 лсутки составит 407 Вт.

Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле (2.4) учебного пособия

 

 

Для квартала №1 эта величина составит

 

 

Суммарный тепловой поток по кварталам, QS, определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

 

 

Для квартала №1 суммарный тепловой поток составит

 

Аналогично выполняются расчёты тепловых потоков и для других кварталов.

 

Таблица 3.1 - Расчёт тепловых потоков

 

№ квартала Площадь квартала Fкв, га Плотность населения P чел/га Количество жителей m Общая площадь, А, м2 Тепловой поток, МВт
Q 0 max Q v max Q hm Q S
7,83 11,745 15,66 7,83 11,745 0,94 1,41 1,88 0,94 1,41 1,628 2,442 3,256 1,628 2,442 10,398 15,597 20,796 10,398 15,597
  å54,8 6,58 11,396 72,786

 

 

Пример 3.2. Для климатических условий г. Хабаровска выполнить расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам. Расчётные тепловые потоки района города на отопление Q 0 max = 300 МВт, на вентиляцию Q v max = 35 МВт, на горячее водоснабжение Qhm = 60 МВт. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = -31 0C.

Решение. Определим, используя формулы пересчета (2.13) и (2.14) часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха tн= +100С.

 

МВт

 

 

МВт

 

 

Отложив на графике (см. рис. 3.2.а) значения и при tн = +10 0С, а также значения и при tн = t0 = -31 0C и соединив их прямой, получим графики = f (tн) и = f (tн). Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчёта (2.15), среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

 

МВт

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 60 МВт для отопительного периода и с ординатой 38,4 МВт для неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур tн = +10 ¸ -31 0C и соединив их прямой получим суммарный часовой график . Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки по (9. табл.1.3) находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 50C и продолжительность отопительного периода для г. Хабаровска n0 = 4920 ч. Данные сводим в таблицу 3.2

 

Таблица 3.2 - Продолжительность стояния температур наружного воздуха

Продолжительность стояния, n, час Температура наружного воздуха
-40 -35 -35 -30 -30 -25 -25 -20 -20 -15 -15 -10 -10 -5 -5 +5 +5 +10
n
Темпера туры -35 и ниже -30 и ниже -25 и ниже -20 и ниже -15 и ниже -10 и ниже -5 и ниже 0 и ниже +5 и ниже +8 и ниже
ån

 

 

График по продолжительности тепловой нагрузки (см. рис. 3.2 .б) строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур (+10, 0, -10, -20, -30) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 4920 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой равной = 38,4 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

 

 

Рис. 3.2 а - часовые графики теплового потребления

б - годовой график по продолжительности тепловой нагрузки

 

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам по (1.стр.25) находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем, используя формулы пересчета (2.13) и (2.14), определим часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +10 0C.Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с >+10) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение = 38,4 МВт. Выполним расчеты для января

 

МВт

МВт

 

МВт

Аналогично выполняем расчёты и для других месяцев отопительного периода. Расчёты сведём в табл. 3.3. Используя полученные данные, построим годовой график теплового потребления по месяцам (см. рис 3.3)

 

Таблица 3.3 - Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам Среднемесячные температуры наружного воздуха
Ян Фев Март Апр Май Июнь Июль Авг Сен Окт Нояб Дек
-22,3 -17,2 -8,5 3,1 11,1 17,4 21,1 13,9 4,7 -8,1 -18,5
237,1 207,1 155,9 87,6           78,2 153,5 214,7
27,7 24,2 18,2 10,2           9,1 17,9
38,4 38,4 38,4 38,4 38,4
324,8 291,3 234,1 157,8 38,4 38,4 38,4 38,4 38,4 147,3 231,4 299,7

Рис. 3.3 Годовой график теплового потребления по месяцам

Пример 3.3. Построить для закрытой системы теплоснабжения график центрального качественного регулирования отпуска теплоты по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный или скорректированный температурный график). Принять расчетные температуры сетевой воды в подающей магистрали t1= 130 0С в обратной магистрали t2= 70 0С, после элеватора t3= 95 0С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0 = -31 0С. Расчетная температура воздуха внутри помещения

ti = 20 0С. Расчетные тепловые потоки принять из примера 3.2. Q0max= 300 МВт; Qvmax = 35 МВт; Qhm = 60 МВт. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения th = 60 0С, температура холодной воды tс = 50С. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения aб = 1,2. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения двухступенчатая последовательная .

Решение. Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома = 70 0С. Значения температур сетевой воды для систем отопления t10; t20; t30 определим используя расчетные зависимости (2.16), (2.17), (2.18) для температур наружного воздуха tн= +10; 0; -10; -23; -31 0С

 

,

 

,

 

.

 

Определим, используя формулы (2.19),(2.20),(2.21), значения величин

 

 

 

Для tн = +100С значения t10, t20 ,t30 соответственно составят:

 

 

 

 

Аналогично выполним расчеты температур сетевой воды и для других значений tн. Используя расчетные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе = 70 0С, построим отопительно-бытовой график температур (см. рис. 3.4). Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды = 70 0С, = 45,4 0С, = 55,7 0С, температура наружного воздуха = - 0,85 0С. Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведем в таблицу 3.4. Далее приступаем к расчету повышенного температурного графика. Задавшись величиной недогрева Dtн= 7 0С определим температуру нагреваемой водопроводной воды после водоподогревателя первой ступени

 

 

Определим по формуле (2.22) балансовую нагрузку горячего водоснабжения

 

МВт

 

По формуле (2.23) определим суммарный перепад температур сетевой воды d в обеих ступенях водоподогревателей

 

 

Определим по формуле (2.24) перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени для диапазона температур наружного воздуха от tн= +10 0С до t'н = - 0,85 0С

 

 

Определим для указанного диапазона температур наружного воздуха перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателя

 

 

Определим используя формулы (2.25) и (2.28) значения величин d2 и d1 для диапазона температур наружного воздуха tн от t'н = - 0,85 0С до t0= -310С. Так, для tн= -10 0С эти значения составят:

 

 

 

Аналогично выполним расчеты величин d2 и d1 для значений tн = -23 0С и tн= –31 0С. Температуры сетевой воды и в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика определим по формулам (2.29) и (2.27).

Так, для tн= +10 0С и tн= - 0,85 0С эти значения составят

 

 

для tн = -10 0С

 

 

 

Аналогично выполним расчеты для значений tн = -23 0С и -31 0С. Полученные значения величин d2, d1, , сведем в таблицу 3.4.

Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции в диапазоне температур наружного воздуха tн = +10 ¸ - 0,850С используем формулу (2.35)

 

 

Определим значение t2v для tн = +10 0С. Предварительно зададимся значением 0С. Определим температурные напоры в калорифере и соответственно для tн = +10 0С и tн = - 0,85 0С

 

 

Вычислим левые и правые части уравнения (2.35)

 

Левая часть

Правая часть

 

Поскольку численные значения правой и левой частей уравнения близки по значению (в пределах 3%), примем значение как окончательное.

Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха определим, используя формулу (2.37), температуру сетевой воды после калориферов t2v для

tн = t0 = -310C.

 

Здесь значения Dt ; t ; t соответствуют tн = tv= - 23 0С. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением t2v = 540С. Определим значения Dtк и Dt

 

 

Далее вычислим левую часть выражения

 

Поскольку левая часть выражения близка по значению правой (1,003»1), принятое предварительно значение t2v = 54 0С будем считать окончательным. Используя данные таблицы 3.4 построим отопительно-бытовой и повышенный температурные графики регулирования (см. рис. 3.4).

 

 

Таблица 3.4 - Расчет температурного графика сетевой воды для закрытой системы теплоснабжения.

tН t10 t20 t30 d1 d2 t t t2V
70,0 45,4 55,7 5,7 8,7 75,7 36,7 18,0
-0,85 70,0 45,4 55,7 5,7 8,7 75,7 36,7 45,2
-10 88,8 53,5 68,2 3,9 10,5 92,7 43,0 53,5
-23 114,6 64,0 85,1 1,9 12,5 116,5 51,5 64,0
-31 130,0 70,0 95,0 0,4 14,0 130,4 56,0 54,0

 

Рис.3.4 Температурные графики регулирования сетевой воды для закрытой системы теплоснабжения (¾ -отопительно-бытовой; --- -повышенный)

 

Пример 3.4. Построить для открытой системы теплоснабжения скорректированный (повышенный) график центрального качественного регулирования. Принять балансовый коэффициент aб = 1,1. Принять минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома температурного графика 0С. Остальные исходные данные взять из примера 3.3.









Читайте также:

  1. I. Понятие и система криминалистического исследования оружия, взрывных устройств, взрывчатых веществ и следов их применения.
  2. II – Предопределение, избрание и свобода воли
  3. IV. Организация функционирования сооружений и устройств железнодорожного транспорта
  4. IV. Порядок действий при неисправностях устройств диспетчерской централизации
  5. IV. Устройства железнодорожной автоматики и телемеханики
  6. IХ.Определение рыночной стоимости затратным подходом
  7. А.1 Определение условий выполнения проекта
  8. АБОНЕНТАМИ И (ИЛИ) АБОНЕНТСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ
  9. Административно-территориальное устройство России
  10. Анализ методов исследования схемотехнических устройств
  11. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОРАЩИВАНИЯ СЕМЯН. Заполнение документов на анализ семян. определение жизнеспособности семян хвойных пород методом йодистого окрашивания
  12. Анализ электрокардиограммы: определение интервалов, зубцов, положения электрической оси сердца в грудной клетке.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 218;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная