Гідравлічний розрахунок теплових мереж

Основним завданням гідравлічного розрахунку теплових мереж є визначення діаметрів теплопроводів і гідравлічних витрат тиску в них при вибраному діаметрі за даною витратою теплоносія. У результаті гідравлічного розрахунку теплових мереж в цілому можна розв’язати такі задачі: визначити наявний напір у кожній точці теплової мережі; вибрати схему приєднання споживачів до теплових мереж; визначити витрату труб та обсяг робіт на спорудженні теплових мереж; відрегулювати гідравлічний режим мережі для заданого розподілу тепла, що відпускається з джерела, між усіма споживачами мережі.

Для гідравлічного розрахунку теплових мереж у загальному вигляді треба мати їх схему з нанесенням усіх елементів арматури, компенсаторів, фасонних частин та зазначенням довжин всіх ділянок мережі і розрахункових витрат тепла по споживачах.

Визначення діаметру паропроводу. На практиці при проведенні гідравлічних розрахунків користуються номограмами та номограм ними методами дослідження.

Так, витрати тиску в паропроводах можна визначити за допомогою номограми R_e=f (w_n , d_вн , d_з ,D_п.р.) (рис.6.2), де R_e ‑ питома втрата тиску на тертя, Па/м; w_{n ‑} швидкість руху пари, м/с; d_вн ‑ внутрішній діаметр; d_з ‑ зовнішній діаметр, D_п.р – питома витрата пари, кг/с. За відомими швидкостями руху пари і витрати теплоносія знаходимо питомі втрати тиску на тертя при належних значеннях умовного діаметру труби, якому відповідають стандарті значення внутрішнього і зовнішнього діаметру паропроводу d_вн і d_з (згідно із стандартами на труби). Питома втрата тиску на тертя відповідає фактичному d_вн при даній витраті тепла і швидкості руху пари. Згідно із СНІП “Теплові мережі” швидкість руху пари в паропроводі w_n=30 80 м/с. Якщо умовний прохідний діаметр перевищує d_у>200 мм, швидкість w_n=60 80 м/с. Виходячи з цього, обираємо швидкість руху теплоносія (пари).

Розрахунок повних втрат тиску в паропроводі. Сумарні втрати тиску визначаються сумою лінійних опорів і місцевих : .

Скористаємося поняттям зведеної довжини l_зв. Тоді

,

де R_ф ‑ фактичні питомі втрати тиску на тертя, l_ф ‑ фактична довжина ділянки паропроводу, l_зв ‑ її еквівалентна довжина.

В цьому випадку формула для розрахунку повних втрат тиску в паропроводі має наступний вигляд

,

де R_е ‑ фактичні питомі втрати тиску на тертя, Па/м; l_ф ‑ довжина паропроводу, м; ‑ коефіцієнт місцевих втрат тиску; 1019700 ‑ коефіцієнт, що враховує переведення розмірностей.

Після того, як отримали повні втрати тиску, можна визначити тиск пари на вході у паропровід (виході з джерела теплопостачання) , де Р_вих ‑ тиск пари на виході з паропроводу.

Контрольні запитання

1. Режими руху рідини та газу. Турбулентність. Критерій подоби Рейнольда, еквівалентний діаметр.

2. Реальна рідина. Втрати енергії під час руху робочого тіла. Рівняння енергії Бернуллі.

3. Загальні, лінійні (на тертя) та місцеві втрати тиску: визначення, загальні формули для розрахунку.

4. Послідовність гідравлічного розрахунку. Номограмний метод його застосування.