Гидравлический расчет тепловых сетей

При гидравлическом расчете тепловых сетей определяют: диаметры теплопроводов, потери напора на них, подбирают сетевые насосы и другое оборудование, предназначенное для транспортировки теплоносителя.

Расчетную схему выполняют в одну линию с выделением отдельных участков. Расход теплоносителя, кг/ч, в границах каждого участка остается постоянным и определяется по формуле:

m_t=3, 6∑ (Ф_ii/∆ h_i), (1.32)

где Ф_i – расчетный тепловой поток на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, Вm;

∆ h_i =4, 19(t_n –t₀) для воды и ∆ h = h_n-h_к – для пара, кДж/кг;

где t_n и t₀ – температура воды в подающей и обратной магистралях, ˚ С.

Границей участков являются ответвления.

В качестве главной расчетной магистрали выбирается наиболее нагруженная и наиболее длинная, соединяющая источник теплоснабжения с наиболее отдаленным потреблением.

Потери давления в трубопроводах на трение и местных сопротивлениях, Па, определяют

∆ р=∆ р(l-l_э), (1.33)

где l – длина прямого участка, м;

l _э – эквивалентная длина линейных сопротивлений, м;

∆ р – удельные потери давления на трения, Па/м.

Значение l_э – находят по формуле

l_э=∑ ξ (d_в/l), (1.34)

где ∑ ξ – сумма коэффициентов линейных сопротивлений на расчетном участке;

d_в – внутренний диаметр трубы, м;

l - коэффициент трения.

Коэффициент трения трубы для стальных водопроводных труб можно определить по формуле профессора С.Ф. Копьева:

l=0, 014/ , (1.35)

Для паропроводов коэффициент трения l уменьшается на 10…20%.

Удельная потеря давления:

Dр=λ w²ρ /2d_в=0, 812λ /d_вρ, (1.36)

где w - средняя по сечению трубы скорость движения жидкости, м/с;

ρ – средняя плотность теплоносителя, кг/м³;

m_t – массовый секундный расход теплоносителя, кг/с.

При расчетах удельные потери давления для магистральных водяных тепловых сетей принимают 60…80 Па/м; для ответвлений от тепловых магистральных сетей 200…300 Па/м; для паропроводов – 70…150 Па/м; конденсатопроводов – 20…60 Па/м.

Внутренний диаметр трубопровода определяют по уравнению:

для паропроводов

, (1.37)

для водяных сетей

, (1.38)

где Д – расход пара, кг/с;

v _n – удельный объем пара, м³/кг;

v _в – удельный объем горячей воды, м³/кг;

w – скорость движения теплоносителя, м/с.

Скорость движения теплоносителя не должно превышать максимально допустимого значения (таблица 6)

Таблица 6 Допустимые скорости теплоносителей

Если известен расход теплоносителя и его удельное падение давления на данном участке, то внутренний диаметр стального трубопровода можно определить по следующей формуле:

, (1.39)

где К_ш – абсолютная шероховатость труб теплопроводов, м (для паропроводов К_ш=2·10^{-4 м, для водяных тепловых сетей К}_ш=5·10^{-3 м).}

По расчетному диаметру подбирают условный диаметр, d_у, близкий к расчетному.

Минимальный условный диаметр теплопроводов водяных тепловых сетей независимо от расхода теплоносителя принимается равным 40 мм.