Отопление цеха

Результаты гидравлического расчета дают следующий исходный материал:

для определения капиталовложений, расхода металла (труб) и основного объема работ по сооружению тепловой сети;

установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;

Для проведения гидравлического расчета должна быть известна схема разводки отопления, указано размещение отопительных приборов, рассчитаны диаметры трубопроводов, длины участков, расходы и скорости теплоносителя. Диаметры трубопроводов, расходы и скорости теплоносителя необходимо рассчитать для каждого участка. В двухтрубной системе рассчитывают основное наиболее неблагоприятное циркуляционное кольцо системы, которым считается кольцо через наиболее нагруженный и удаленный от теплового ввода отопительный прибор. Падение давления в трубопроводе может быть представлено как сумма двух слагаемых: линейного падения и падения в местных сопротивленияхδр =δрл +δрм, где δрл — линейное падение давления; δрм — падение давления в местных сопротивлениях. Линейное падение δрл представляет собой падение давления на прямолинейных участках трубопровода. Падение давления в местных сопротивлениях δрм — это падение давления в арматуре (вентилях, задвижках, кранах и т. д.) и других элементах оборудования, размещенных неравномерно по длине трубопровода (коленах, шайбах, переходах и т. п.).Для гидравлического расчета системы отопления необходимо представить схему разводки трубопроводов. Поскольку присоединение отопительных приборов принято параллельным, для расчета выбираем наиболее удаленный регистр (радиатор). Рассчитывается падение давления на отопительном приборе, затем падение давления в подводящем и отводящем трубопроводах. Для расчета последнего нужно разбить трубопроводы на участки. Каждый из них характеризуется расходом и скоростью теплоносителя. При гидравлическом расчете системы с водоемкими отопительными приборами (радиаторами) отопительные приборы считаются местным сопротивлением на пути движения воды. При гидравлическом расчете системы с приборами, имеющими греющие трубы, учитывается линейная и местная потеря давления в этих трубах.

5.1. Линейное падение давления. В трубопроводах, транспортирующих жидкость или газы, δрл = Rlгдеδрл — линейное падение давления на участке, Па;Rудельное падение давления, т. е. падение давления, отнесенное к единице длины трубопровода, Па/м; lдлина трубопровода, м. Исходной зависимостью для определения удельного линейного падения в трубопроводе является уравнение Дарси:

где — коэффициент гидравлического трения (безразмерная величина); wскорость среды, м/с; - плотность среды, кг/м; dвнутренний диаметр трубопровода, м; Gмассовый расход, кг/с.Коэффициент гидравлического трения зависит от состояния стенки трубы (гладкая или шероховатая) и режима движения жидкости (ламинарное или турбулентное).

5.2. Местное падение давления. При наличии на участке трубопровода ряда местных сопротивлений суммарное падение давления во всех местных сопротивлениях, Па, определяется по формуле:

где — сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке;

величина, зависящая от характера сопротивления. Сопротивления муфтовых, фланцевых и сварных соединений трубопроводов при правильном выполнении незначительны, поэтому их надо рассматривать в совокупности с линейными сопротивлениями. Рекомендованные значения абсолютной шероховатости учитывают эти сопротивления. Таблица 8 — Коэффициенты местных сопротивлений £ элементов отопительных систем

ЭлементЗначение £ при условном диаметре трубы, мм152 025 324 050

Вентиль обыкновенный16,010,09,09,08,07,0Кран проходной4,02,02,02,0—Кран двойной регулировки с цилиндрической пробкой4,02,02,02,0—Вентиль «Косва"3,03,03,02,52,52,0Клапан «Лудло"1,50,50,50,50,50,5Угольник2,02,01,51,51,01,0Отвод 90о1,51,51,01,00,50,5Скоба3,02,02,02,02,02,0Отвод двойной узкий2,02,02,02,02,02,0Отвод двойной широкий1,01,01,01,01,01,0Таблица 9 — Гидравлический расчет отопления цеха

Номер учаска

Расход на участке трубопровода

Внутренний диаметр

Длина участка

Скорость воды в трубопроводе на данном участке

Критерий Рейнольдса

Коэффициент сопротивления трения

Сопротивление на участке

Суммарное сопротивлениеNGl, кг/сd, мl, м, м/сRelтрpl, ПаΔp∑, кПа По чертежу 10.

2230.

4 020.

18 320 783.

980.

26 421 698.

56 420.

2000.

4 060.

16 418 705.

580.

2 715 330.

1780.

4 060.

14 616 627.

190.

2 794 340.

1560.

4 060.

12 814 548.

790.

2 883 450.

1340.

3 260.

17 115 587.

990.

2 837 660.

1110.

3 260.

14 312 989.

990.

2 965 570.

0890.

2 560.

18 713 301.

750.

29 512 080.

0670.

2 560.

1 409 976.

310.

3 177 390.

0450.

2 060.

1 468 313.

590.

331 103 100.

0220.

1 560.

1 305 542.

400.

367 120 110.

1340.

40 320.

11 012 470.

390.

299 140 120.

1110.

3 260.

14 312 989.

990.

29 655 130.

0890.

2 560.

18 713 301.

750.

295 120 140.

0670.

2 560.

1 409 976.

310.

31 773 150.

0450.

2 060.

1 468 313.

590.

331 103 160.

0220.

1 560.

1 305 542.

400.

367 120 170.

0300.

1 530.

1 767 526.

770.

340 103 180.

0240.

1 560.

1 416 021.

420.

359 139 190.

0180.

1 560.

1 064 516.

060.

38 684 200.

0120.

1 560.

713 010.

710.

42 741 210.

0060.

1 560.

351 505.

350.

Тепловой расчет воздушной завесы. Воздушные завесы с подогревом воздуха устраивают у ворот, дверей и технологических проемов отапливаемых зданий, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха для холодного периода года минус 15оС и ниже, когда исключена возможность устройства шлюзов и тамбуров. Воздушные завесы должны обеспечить расчетную температуру воздуха на рабочих местах. На традиционные воздушно-тепловые завесы с калориферами, работающими на высокотемпературной воде расходуется в ряде случаев до 25% тепла от общего его расхода на отопление и вентиляцию этих зданий или помещений. Как «отсечка», препятствующая врыванию через входы наружного холодного воздуха, воздушно-тепловая завеса не всегда обеспечивает требуемый эффект, т. к. это в значительной степени зависит от напора наружного воздушного потока, часто изменяющегося. Проектирование традиционных воздушно-тепловых завес у наружных входов во встроенно-пристроенные помещения и отдельно стоящие здания общественного и коммунального назначения должно осуществляться только при соответствующем технико-экономическом обосновании целесообразности их устройства. При этом в первую очередь следует учитывать наличие в этих помещениях фиксированных рабочих мест рядом со входами или напротив них (т.е. в местах наиболее подверженных отрицательному влиянию проникающего наружного воздуха), а также временной показатель, в течение которого входы открыты для прохода людей (персонала, посетителей).Во многих случаях вместо проектирования традиционной воздушнотепловой завесы может быть принято (в каждом конкретном случае) одно из нижеприведенных решений, предусматривающее установку:

дополнительных водяных или электрических отопительных приборов, рассчитанных на компенсацию теплопотерь при отсутствии воздушно-тепловой завесы;

воздушно-тепловых завес с электрокалориферами;

электрических тепловентиляторов. При этом достигается экономия значительного количества тепла:

во-первых, тепловая нагрузка во всех случаях рассчитывается не на «отсечку» врывания холодного воздуха, а на компенсацию дополнительных потерь тепла и эта величина значительно меньше;

во-вторых, при установке электрических воздухонагревательных приборов экономия тепла в процессе эксплуатации достигается за счет периодического или автоматического их включения при значительном понижении температуры наружного воздуха, при изменении направления и увеличения скорости ветра. Одновременно улучшается комфортность помещений, т.к. эти устройства могут быть также использованы в осенневесенний период, когда на улице прохладно, а система отопления еще не включены. Воздушные струи электрических завес (при отключенном электрокалорифере) могут защищать в летнее время помещения от поступления через входы теплого наружного воздуха. При этом в помещении увеличивается подвижность воздуха, что создает эффект охлаждения. Технически применение таких завес затруднений не вызывает, т.к. имеется большое количество различных типов импортных электрических воздушно-тепловых завес с разнообразными конструктивными и схемными решениями, габаритами и оформлением воздуховыпускных устройств. Для электрических воздушно-тепловых завес предусматриваются различные схемы автоматического регулирования в зависимости от изменения состояния воздушной среды. В производственных помещениях принято устанавливать воздушные завесы с подогревом воздуха. Расчет воздушных завес заключается в определении температуры воздуха, подаваемого в завесу, и его расхода. В практических расчетах температура воздуха t, подаваемого воздушной завесой, определяется по формуле t= t+ 1,8(tвtн), где tн — расчетная температура наружного воздуха для отопления, оС; tв — температура воздуха в рабочей зоне, оС. Количество воздуха, подаваемого одним стояком воздушной завесы, определяется по табл 21. Таблица 10 — Количество воздуха, подаваемого одним стояком воздушной завесы, кг/ч (здание без фонарей, шахт и верхнего света; 1см=16оС; 1рз=16оС)Температура наружного воздуха для расчета отопления, СРазмер распашных ворот, м2×2,43×33×44×3,64×4,2−15 680 013 500 190 002 444 763 136−20 710 014 500 210 002 444 156 928−25 750 015 500 220 002 916 630 528−30 880 017 000 240 001 671 233 536;35940018000260003500044000−401 000 019 500 270 031 286 042 624

Общий расход теплоты на воздушную завесу Q^ кВт, определяется по формулегде Gколичество воздуха, подаваемого завесой, кг/с; - температура воздуха, подаваемого завесой, оС; - температура воздуха, поступающего ккалориферам воздушной завесы, оС; с — теплоемкость воздуха. Таблица 11 — Расчет тепловой завесы

Расчетная величина

Обозн.Размерн.Формула

РасчетЗначениезатраты тепла на завесуQзк

Вт132.

4коэф.A- 0.28расход воздухаGзкг/ч13 071коэф.q- 0.65коэф. расходаm- 0.3площадь воротFв м2hвbв3,5·27.0температура смесиtсмо

Сзадаемся16плотность смесиρсмкг/м3 задаемся1.

23перепад давленийΔpПа 2.87перепад давленийΔpтПа2.39плотностьρнкг/м3при t=-351.

48плотность воздухаρвкг/м3при t=161.

24ускорение свободного паденияgм/с2 9.8высота расчетнаяhрасчм0,5hв1.0коэф.k1- 0.2перепад давленийΔpвПа2.37коэф.c- 0.8скорость воздухаuвм/с 2.0температура в-ха в завесеtзо

Сtн+(tсм-tн)/(q (1-Q))-35+(16-(-35))/(0,65(1−0,1))52коэф.Q- 0.1Литература1.Е. Я. Соколов Теплофикация и тепловые сети М. Издательство МЭИ, 20 012.В. Е. Козин Т.А.Левин. Теплоснабжение М.: Высшая школа, 1980