Гидравлические режимы водяных тепловых сетей

Расчетная схема теплосети от источника теплоты (ИТ) до кварталов города (КВ) приведена на рис. 6. Для компенсации температурных деформаций предусмотреть сальниковые компенсаторы. Удельные потери давления по главной магистрали принять в размере 30−80 Па/м.

Решение.

Расчет выполним для подающего трубопровода. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ 4 (участки 1,2,3) и приступим к ее расчету. По таблицам гидравлического расчета, приведенным в литературе [6,7], а также в приложении № 12 учебного пособия, на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1, 2, 3 диаметры трубопроводов d_нxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с.

По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений и их эквивалентные длины Lэ. Так, на участке 1 имеется головная задвижка (= 0,5), тройник на проход при разделении потока (= 1,0). Количество сальниковых компенсаторов (= 0,3) на участке определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами l. Согласно приложению № 17 учебного пособия для D_у= 400 мм это расстояние составляет 140 метров. Следовательно, на участке 1 длиной 200 м следует предусмотреть два сальниковых компенсатора. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составит.

= 0,5+1,0 + 2 0,3 = 2,1.

По приложению № 14 учебного пособия (при К_э= 0,0005м) эквивалентная длина l_э для = 1,0 равна 14 м. Эквивалентная длина участка L_э составит.

L_э= l_э = 14 2,1 = 29,4 м Далее определим приведенную длину участка L_п

L_п=L + L_э= 200 + 29,4 = 229,4 м Затем определим потери давления P на участке 1.

P = R L_п = 177,4 229,4 = 40 695,56 Па Аналогично выполним гидравлический расчет участков 2,3,8 главной магистрали (см. табл. 6 и табл.7).

На участке 2 длиной 350 м следует предусмотреть четыре сальниковых компенсатора. Для D_у= 300 мм это расстояние составляет 100 метров. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составит.

= 0,5+1,0 + 4 0,3 = 2,7.

По приложению № 14 учебного пособия (при К_э= 0,0005м) эквивалентная длина l_э для = 1,0 равна 14 м. Эквивалентная длина участка L_э составит.

L_э= l_э = 14 2,7 =37,8 м Далее определим приведенную длину участка L_п

L_п=L + L_э= 350 + 37,8 = 387,8 м Затем определим потери давления P на участке 2.

P = R L_п = 240,9 387,8 = 93 421 Па На участке 3 длиной 100 м следует предусмотреть два сальниковых компенсатора. Для D_у= 300 мм это расстояние составляет 100 метров. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составит.

= 0,5+1,0 + 2 0,3 = 2,1.

По приложению № 14 учебного пособия (при К_э= 0,0005м) эквивалентная длина l_э для = 1,0 равна 14 м. Эквивалентная длина участка L_э составит.

L_э= l_э = 14 2,1 = 29,4 м Далее определим приведенную длину участка L_п

L_п=L + L_э= 100 + 29,4 = 129,4 м Затем определим потери давления P на участке 3.

P = R L_п = 104,9 129,4 = 13 574 Па На участке 8 длиной 300 м следует предусмотреть три сальниковых компенсатора. Для D_у= 300 мм это расстояние составляет 100 метров. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составит.

= 0,5+1,0 + 3 0,3 = 2,1.

По приложению № 14 учебного пособия (при К_э = 0,0005м) эквивалентная длина l_э для = 1,0 равна 14 м. Эквивалентная длина участка L_э составит.

L_э= l_э = 14 2,1 = 29,4 м Далее определим приведенную длину участка L_п

L_п=L + L_э= 300 + 29,4 = 329,4 м Затем определим потери давления P на участке 3.

P = R L_п = 51 329,4 = 16 799,4 Па Далее приступаем к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления P от точки деления потоков до концевых точек (КВ) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

P₄₊₅ = P_2+3+8; P₆ = P₃₊₈; P₈ = P₇

Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений. Так, для ответвления с участками 4 и 5 получим.

Коэффициент, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле.

Тогда.

Ориентируясь на R = 18,7 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, потери давления Р на участках 4 и 5. Аналогично выполним расчет ответвлений 6 и 7, определив предварительно для них ориентировочные значения R.

Таблица 6.

Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений.