номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла. Гидравлическое сопротивление котла это

Гидравлическое сопротивление котла — Студопедия.Нет

Санкт-Петербургский Государственный Технологический

Университет Растительных Полимеров

Заочный факультет

Кафедра Промышленной Теплоэнергетики

Отчёт по преддипломной практике

На Первомайской ТЭЦ-14

Практику проходил:_ Безверхов И.А.____________

Руководители:

Зам. нач.КТЦ ТЭЦ-14: ________________________

Научный руководитель: ________________________        

Санкт-Петербург

2012

Введение

В процессе теплотехнологической практики на рабочем месте были изучены  следующие темы:

1. Инструкция по охране пожарной безопасности.

2. Газовое хозяйство.

3. Котёл ТП-80

4. Котёл ПТВМ-100

5. Арматура, насосы.

6. Контрольно-измерительные приборы

7. Автоматика регулирования «Контур» и автоматика безопасности

Данные темы подробно раскрыты в отчёте.

Общая часть

Первомайская ТЭЦ-14 расположена в юго-западной части Санкт-Петербурга и является, полностью или частично, источником теплоснабжения пяти районов города. Вырабатываемая ТЭЦ электроэнергия поступает по линиям напряжением 110кВ в систему АО''Ленэнегро''.

Кроме городских потребителей, от ТЭЦ осуществляется энергоснабжение АО''Кировский завод'' и АО''Северная верфь''.

Теплоснабжение потребителей осуществляется в виде теплофикационной нагрузки, нагрузки горячего водоснабжения и в виде пароснабжения.

Для отпуска тепла от Первомайской ТЭЦ в суммарном отпуске тепла от всех ТЭЦ города составляет 15%.

Производительность ХВО -300т/ч; исходная вода – циркуляционная после конденсаторов турбин – основная, резервная – городская вода.

Схема подготовки ХВО двухступенчатое обессоливание с предварительной прямоточной коагуляцией. 

 Производительность установки деаэрации подпиточной воды:

Вакуумный деаэратор ДВ-1200 ст№17  1000т/ч  

Вакуумный деаэратор ДВ-1200 ст№18    1000т/ч  

Группа деаэраторов ДС-300 ст№9,10  750т/ч 

Группа деаэраторов ДС-300 ст№13,14 750т/ч 

Итого                                                          3500т/

Подогреватели установки горячего водоснабжения:

Баки запаса горячей воды 5шт. по 5000м3. Баки металлические, герметик находится во всех баках. В перспективе требуется замена двух баков из-за коррозионного износа.

Паровые котлы:

Завод изготовитель Таганрогского котельного завода ''Красный котельщик''.

Водогрейные котлы:

 Завод Дорогобужский.

Подогреватели сетевой воды:

Пиковый теплофикационный котел ПТВМ-100

Описание котлоагрегата, характеристика оборудования

Пиковый теплофикационный водогрейный котел типа ПТВМ-100 тепловой производительностью 100 Гкал/час, рабочее давление от 10 до 16 ата, предназначен для покрытия тепловых теплофикационных нагрузок ТЭЦ.

(В случае необходимости, пиковый котел может быть использован в качестве основного источника тепла)

Котел башенный, всас трубный, радиационного типа, прямоточный с принудительной циркуляцией. (циркуляционными насосами служат сетевые насосы) Тип насоса 18-СД-13.

Изменение теплопроизводительности котла осуществляется изменением количества работающих горелок, при постоянном расходе сетевой воды, в зависимости от расхода воды котел может работать по 2-х ходовой, либо по 4-х ходовой схеме.

Переключение котла с двухходовой схемы на 4-ходовую осуществляется путем установок заглушек на линиях соединяющих котел с прямой и обратной магистралями.

Описание двухходовой схемы (пиковый режим)

Пиковые теплофикационные водогрейные котлы ПТВМ-100 ТЭЦ в настоящее время работают по 2-х ходовой схеме, при этом вода по циркуляционному контуру проходит следующим образом:

Вода, подогретая в основных бойлерах турбин, по трубопроводу Æ 600 через входную задвижку № 1640 поступает к котлу от трубопровода Æ 600, двумя магистралями Æ 400 вода подводится во входные камеры котла, на которых по двум трубопроводам Æ 250 направляется в нижние коллектора боковых экранов.

По кольцевому коллектору вода подается в коллекторы конвективной секции, проходит через них в верхние коллекторы фронтового и заднего экранов, и оттуда по экранным трубам поступает в нижние коллектора. Из нижних коллекторов по 4-м трубопроводам Æ 250 вода поступает в выходные камеры котла, а из них 2-мя трубопроводами Æ 400, соединяющихся далее в один трубопровод Æ 600, через выходные задвижки № 1641 направляется в теплосеть.

Температура воды

а) при пиковом режиме (2-х ходовая схема) - Т­вх= 104 0С

 - Твых= 150 0С

б) при основном режиме (4х-ходовая схема) - Т­вх= 70 0С

 - Твых= 150 0С 

Расход воды

а) при пиковом режиме Dмакс – 2140т/час, Dмин – 1650 т/час;

б) при основном режиме Dмакс – 1235 т/час, Dмин – 800т/час.

Гидравлическое сопротивление котла

а) при пиковом режиме – 0,96 ата

б) при основном режиме – 2,15 ата

При работе котла в пиковом режиме вода проходит вначале через основные бойлера турбинного цеха, где подогревается до 1040С и после их направляется в пиковый водогрейный котел, где догревается до более высоких температур (но не свыше 1500С).

При работе котла в основном режиме (4-х ходовая схема) обратная сетевая вода, минуя основные бойлера, направляется сразу в водогрейный котел, где и подогревается от температуры 700С до необходимой, но не свыше 1500С .

При работе на газе минимальная тепловая нагрузка допускается не ниже 25 Гкал/час ( в работе 4 газовые горелки).

Котел работает на естественной тяге, создаваемой дымовой трубой высотой 120 м.

Котел оборудован 16-ю газомазутными горелками и 16-ю дутьевыми вентиляторами типа «ЭВР-6».

Схема расположения горелок

     1 3 5 7                                                     9 11 13 15   

     2 4 6 8                                                     10 12 14 16

Горелки: 1,2,3,4,13,14,15,16 - дистанционные;

                  7,8,9,10 – автоматизированные;

                              5,6,11,12 – растопочные;

Для каждой растопочной горелки устанавливается:

А) на мазутопровод – задвижка с электроприводом;

Б) на воздухопроводе – шибер с электрическим исполнительным механизмом, ручной шибер.

Для остальных горелок устанавливаются:

А) на мазутопроводе – задвижка с электроприводом;

Б) на газе и воздухопроводах – кран и шибер, сочлененные между собой механически с общим электроприводом.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 23; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

studopedia.net

видео-инструкция как рассчитать своими руками, номограмма, цена, фото

Что представляет собой гидравлический расчет системы отопления? Какие величины нуждаются в подсчетах? Наконец, главное: как рассчитать их, не располагая точными значениями гидравлического сопротивления всех участков, отопительных приборов и элементов запорной арматуры? Давайте разбираться.

Проектирование отопления начинается с вычислений.

Что рассчитываем

Для любой системы отопления важнейший параметр — ее тепловая мощность.

Она определяется:

• Температурой теплоносителя.
• Тепловой мощностью отопительных приборов.

Заметьте: в документации последний параметр указывается для фиксированной дельты температур между температурой теплоносителя и воздухом в отапливаемом помещении в 70 С.Уменьшение дельты температур вдвое приведет к двукратному уменьшению тепловой мощности.

Методы вычисления тепловой мощности мы пока оставим за кадром: им посвящено достаточно тематических материалов.

Однако для того, чтобы обеспечить перенос тепла от трассы или котла к отопительным приборам, важны еще два параметра:

1. Внутреннее сечение трубопровода, привязанное к его диаметру.

У разных типов труб наружный и внутренний диаметр соотносятся по-разному.

2. Скорость потока в этом трубопроводе.

В автономной отопительной системе с принудительной циркуляцией важно знать еще пару значений:

1. Гидравлическое сопротивление контура. Расчет гидравлического сопротивления системы отопления позволит определить требования к напору, создаваемому циркуляционным насосом.
2. Расход теплоносителя через контур, определяющийся производительностью циркуляционного насоса отопительной системы при соответствующем напоре.

Проблемы

Как говорят в Одессе, «их есть».

Для того, чтобы вычислить полное гидравлическое сопротивление контура, нужно учесть:

• Сопротивление прямых участков труб. Оно определяется их материалом, внутренним диаметром, скоростью потока и степенью шероховатости стенок.

Эта номограмма для гидравлического расчета систем отопления позволяет определить потерю напора для разных диаметров и значений расхода.

• Сопротивление каждого поворота и перехода диаметра.
• Сопротивление каждого элемента запорной арматуры.
• Сопротивление всех отопительных приборов.
• Сопротивление теплообменника котла.

Собрать воедино все необходимые данные явно станет проблемой даже в самой простой схеме.

Что делать?

Формулы

К счастью, для автономной отопительной системы гидравлический расчет отопления может быть выполнен с приемлемой точностью и без углубления в дебри.

Скорость потока

С нижней стороны ее ограничивает рост перепада температур между подачей и обраткой, а заодно и повышенная вероятность завоздушивания. Быстрый поток вытеснит воздух из перемычек к автоматическому воздухоотводчику; медленный же с этой задачей не справится.

С другой стороны, слишком быстрый поток неизбежно породит гидравлические шумы. Элементы запорной арматуры и повороты розлива станут источником раздражающего гула.

Шум в системе отопления едва ли порадует вас ночью.

Для отопления диапазон приемлемой скорости потока берется от 0,6 до 1,5 м/с; при этом подсчет прочих параметров обычно выполняется для значения 1 м/с.

Диаметр

Его при известной тепловой мощности проще всего подобрать по таблице.

Напор

В упрощенном варианте он рассчитывается по формуле H=(R*I*Z)/10000.

В ней:

• H — искомое значение напора в метрах.
• I — потеря напора в трубе, Па/м. Для прямого участка трубы расчетного диаметра он принимает значение в диапазоне 100-150.
• Z — дополнительный компенсационный коэффициент, который зависит от наличия в контуре дополнительного оборудования.

На фото — смесительный узел для отопления.

Если в системе присутствует несколько элементов из списка, соответствующие коэффициенты перемножаются. Так, для системы с шаровыми вентилями, резьбовыми фитингами для труб и термостатом, регулирующим проходимость розлива, Z=1,3*1,7=2,21.

Производительность

Инструкция по расчету своими руками производительности насоса тоже не отличается сложностью.

Производительность вычисляется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:

• G — производительность в м3/час.
• Q -тепловая мощность контура в киловаттах.
• Dt — разница температур между подающим и обратным трубопроводами.

Пример

Давайте приведем пример гидравлического расчета системы отопления для следующих условий:

• Дельта температур между подающим и обратным трубопроводом равна стандартным 20 градусам.
• Тепловая мощность котла — 16 КВт.
• Общая длина розлива однотрубной ленинградки — 50 метров. Отопительные приборы подключены параллельно розливу. Термостаты, разрывающие розлив, и вторичные контуры со смесителями отсутствуют.

Итак, приступим.

Минимальный внутренний диаметр согласно приведенной выше таблице равен 20 миллиметрам при скорости потока не менее 0,8 м/с.

Полезно: современные циркуляционные насосы часто имеют ступенчатую или, что удобнее, плавную регулировку производительности.В последнем случае цена устройства несколько выше.

Насос KSB Rio-Eco Z с плавной регулировкой.

Оптимальный напор для нашего случая будет равен (50*150+1,3)/10000=0,975 м. Собственно, в большинстве случаев параметр не нуждается в расчете. Перепад в системе отопления многоквартирного дома, обеспечивающий в ней циркуляцию — всего 2 метра; именно таково минимальное значение напора абсолютного большинства насосов с мокрым ротором.

Производительность вычисляется как G=16/(1,163*20)=0,69 м3/час.

Заключение

Надеемся, что приведенные методики расчетов помогут читателю вычислить параметры собственной отопительной системы, не забираясь в дебри сложных формул и справочных данных. Как всегда, прикрепленное видео предложит дополнительную информацию. Успехов!

gidroguru.com

Расчет гидравлических сопротивлений пароводяного тракта котла

Тема: Расчет гидравлических сопротивлений пароводяного тракта котла Еп-800-13,8-550/550

Для сжигания кузнецкого каменного угля марки Г

Выполнил студент гр.4033/1 Д.Б. Азенштейн

Руководитель М.А. Ицковский

Расчет гидравлических сопротивлений пароводяного тракта котла

Задачей гидравлического расчёта пароводяного тракта котла является определение перепада давлений в его отдельных элементах и гидравлического сопротивления тракта в целом.

При движении воды, пароводяной смеси и пара за счёт сопротивления создаётся перепад давления между любыми её сечениями. Уравнение перепада давления в элементе котла запишется в следующем виде:

По заданию перепад давления по первичному тракту 4,2 МПа, по вторичному 0,2 МПа.

Результаты расчёта сведены в таблицу.

mybiblioteka.su

номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла

номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котлаПерепад давления воды, измеренный за входной и перед выходной арматурой, при номинальной теплопроизводительности водогрейного котла и при номинальных значениях параметров воды.[ГОСТ 25720-83]

Тематики

• котел, водонагреватель

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

• номинальное выходное напряжение (в измерительной аппаратуре)
• номинальное давление

Смотреть что такое "номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла" в других словарях:

• Номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла — 26. Номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла Перепад давления воды, измеренный за входной и перед выходной арматурой, при номинальной теплопроизводительности водогрейного котла и при номинальных значениях параметров воды… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла — перепад давления воды, измеренный за входной и перед выходной арматурой, при номинальной теплопроизводительности водогрейного котла и при номинальных значениях параметров воды. (Смотри: ГОСТ 25720 83. Котлы водогрейные.) Источник: Дом:… …   Строительный словарь

• ГОСТ 25720-83: Котлы водогрейные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 25720 83: Котлы водогрейные. Термины и определения оригинал документа: 2. Водогрейный котел Котел для нагрева воды под давлением Определения термина из разных документов: Водогрейный котел 4. Водогрейный котел с естественной… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Водогрейный котёл — Водогрейный котёл  котёл для нагрева воды под давлением[1]. «Под давлением» обозначает, что кипение воды в котле не допускается: её давление во всех точках выше давления насыщения при достигаемой там температуре (практически всегда оно выше… …   Википедия

technical_translator_dictionary.academic.ru

Гидродинамический расчет

Гидродинамический расчет

В барабанных котлах отвод теплоты от экранов топки осуществляется путем организации циркуляции воды в замкнутой гидравлической системе (контуре), состоящей из обогреваемых труб, объединенных вверху барабаном, а внизу коллектором (см. рис. 6). Непрерывное движение рабочей среды в контуре обеспечивается естественной циркуляцией, создаваемой движущим напором Sпв. Последний возникает в циркуляционном контуре в результате обогрева подъемных труб. Вода, заполняющая нижнюю часть контура (коллектор), с одной стороны, находится под напором Hqp' столба воды высотой Н в необогреваемой трубе, а с другой, - под давлением Hpnq столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы (при условии закипания воды в обогреваемой трубе).

Испарение воды и создание разности давлений (движущий напор) вызывают, движение среды в контуре. Движущий напор

При установившемся течении движущий напор уравновеши вается суммой гидравлических сопротивлений, возникающих при движении рабочего тела в элементах гидравлического контура. Обычно общее сопротивление контура представляют в виде суммы сопротивлений Δр0 опускных и Δрп подъемных труб контура. С учетом этого

Разность движущего напора и сопротивления подъемных труб называют полезным напором циркуляции

Из сопоставления уравнений (137) и (138) следует, что

Таким образом, полезный напор затрачивается на преодоление сопротивления в опускных трубах контура. Соотношение (139) называют основным уравнением циркуляции. Движение рабочей среды в циркуляционном контуре многократное, поскольку в процессе одного цикла прохождения по обогреваемым трубам вода испарятся частично и в барабан поступает пароводяная смесь. Процесс этот происходит непрерывно. Поскольку в барабан подается вода, а отводится пар в таком же количестве, то расход циркулирующей в контуре воды остается постоянным. Отношение массового расхода GB циркулирующей воды, кг/с, к расходу Gn образующегося в контуре пара называют кратностью циркуляции.

Кратность    циркуляции зависит от    конструкции    контура, давления, тепловой нагрузки обогреваемых труб и некоторых других факторов. В экранах котлов кратность циркуляции может изменяться в широких пределах от 4 до 30. Выражение (136) получено в предположении, что подъемные трубы циркуляционного контура по всей высоте заполнены пароводяной смесью. В действительности развитое кипение воды начинается выше входа воды в обогреваемые трубы. В соответствии с этим подъемные трубы по высоте условно делят на два участка: экономайзерный Нэ и парообразующий Нп. Высота парообразующего участка

Ее подставляют в уравнение (136) для определения движущего напора циркуляции. Высоту экономайзерного участка Нэ находят исходя из баланса теплоты: количества теплоты, которую необходимо передать в единицу времени воде для подогрева ее до кипения на экономайзер ном участке, и количества теплоты, полученной за то же время трубами этого участка из топки. Контуры естественной циркуляции делят на простые и сложные. В простом контуре все звенья (барабан, опускные трубы, коллектор, подъемные трубы) включены последовательно, причем все подъемные трубы имеют одинаковые размеры (диаметр, длину), конфигурацию и условия обогрева. Сложный контур отличается различием геометрических характеристик и обогревов, подъемных труб. Общими элементами такого контура являются опускные трубы.

Циркуляционный контур работает надежно, если обеспечено достаточное охлаждение всех обогреваемых труб, что полностью определяется условиями движения пароводяной смеси. Поэтому при расчете циркуляционного контура необходимо определить характеристики движения рабочего тела как в подъемных, так и в опускных трубах. Чтобы провести гидродинамический расчет необходимо знать все конструктивные размеры контура, количество теплоты, передаваемой обогреваемой трубе, энтальпии воды на выходе из экономайзера и др. Эти величины определяются тепловым расчетом котла, который предшествует расчету циркуляции. Гидродинамический расчет естественной циркуляции при установившихся режимах базируется на использовании двух положений: равенстве массовых расходов воды и пароводяной смеси в опускной и подъемной части контура, а также сопротивлений в опускной части контура полезному напору:

где wп и wо - средняя скорость соответственно в подъемных и опускных трубах, м/с; fп и f0 - площадь для прохода рабочего тела подъемных и опускных труб, ма. Решение этих уравнений может быть найдено с помощью ЭВМ, графоаналитического способа построением диаграммы циркуляции. Последний основан на том, что обе части основного урав-' нения циркуляции являются функцией скорости циркуляции wо / Sп = f (wо) и Δро = (wо). С увеличением w0 полезный напор в контуре циркуляции уменьшается. Сопротивление опускных труб растет пропорционально w%. Точка пересечения кривых Sп = f (wо) и Δро = (wо) (рис. 139) дает искомые значения wо; Sп и Δро.

Для построения зависимостей Sп = f (wо) и Δро = (wо) задают несколько значений скорости wо циркуляции (обычно wо - 0,5; 1,0; 1,5 м/с). Затем последовательно рассчитывают гидравлическое сопротивление опускных труб, высоту экономай- зерного участка, движущий напор циркуляции, сопротивление подъемных труб, полезный напор циркуляции. По найденной величине wо определяют расход циркулирующей воды через контур, полезный напор, кратность к циркуляции.

Целью расчетов является оценка надежности работы парообразующих труб, входящих в контур естественной циркуляции. Как правило, снижение надежности работы контура связано с нарушением нормального охлаждения парообразующих труб. Опасные явления в контуре - застой или опрокидывание циркуляции, образование свободного уровня. Застой циркуляции возникает в контуре с парообразующими трубами, включенными в водяной объем барабана, т. е. ниже уровня в нем воды. Сущность его заключается в барботаже пара, поднимающегося вверх через столб воды, движущейся вверх или вниз в обогреваемых трубах с малой скоростью. Если полезный напор недостаточен для преодоления сопротивления опускных труб и подъема среды до внешней отметки подъемных труб, то в подводящей трубе образуется свободный уровень. Процесс перехода от подъемного движения в трубе к опускному происходит с изменением скорости (через нулевую скорость) и носит название опрокидывания.

Рассмотренные явления приводят к нарушению устойчивого отвода теплоты от внутренней стенки парообразующих труб. В результате создаются условия их перегрева. Возникновение застоя или образование свободого уровня обычно связано с тепловой и гидравлической неравномерностью работы параллельно включенных труб. Эти режимы имеют место в слабообогреваемых трубах, работающих параллельно с сильнообогреваемыми. Для их исключения следует ограничивать сопротивление опускных труб. Полезный напор подъемных труб не должен превышать следующих перепадов давлений в подъемных трубах: Sп.а при застое; Sп.о при опрокидывании. Их значения определяют в соответствии с рекомендациями.

Надежность циркуляции проверяют для труб контура с наименьшим обогревом по критериям надежности. Обычно вводится 10 %-ный запас. Для исключения застоя циркуляции должно выполняться неравенство, 

где Δрв. у - потери напора на подъем смеси выше уровня воды в барабане.

Одной из задач гидравлического расчета прямоточного котла является определение общего сопротивления его пароводяного тракта, состоящего из параллельно включенных прямоточных контуров, в которых движется пароводяная смесь и перегретый пар. Гидродинамический расчет потерь проводится последовательно от выходной части к входной с использованием зависимости

где Σ ΔрЭл - сумма перепадов давлений во всех элементах пароводяного тракта; Σ Δра -сумма перепадов давлений в арматуре котла; Σ Δрох - потери давления в пароохладителе котла; Σ Δрп - перепад давлений в регулирующем питательном клапане котла.

Гидродинамический расчет выполняется для всех разнотипных контуров и тех однотипных, которые находятся в наихудших условиях по обогреву и конструктивным особенностям. Потери давления в элементах определяют как сумму перепадов давлений на отдельных участках (ходах)

Перепад давлений Δру, Па, на участке (ходе)

где Δрш - потери давления в дроссельных шайбах, Па.

Величины Δртр, Δрм, Δрн и Δру рассчитывают. При этом Δртр и Δрм экономайзерного испарительного и перегревательного участков для котлов докритического давления определяют отдельно. Гидродинамический расчет выполняют для номинальной и наименьшей гарантированной заводом-изготовителем нагрузок, а также для нагрузок прн растопочных режимах. Оценка надежности работы прямоточного котла проводится на основании его гидравлической характеристики Δр = f (рw) - суммарной характеристики составляющих его элементов. Строят ее по зависимостям перепадов давлений в элементах от расхода среды. При многозначной гидравлической характеристике рассчитываемого контура определяют необходимое сопротивление и диаметр устанавливаемых для избежания нарушения устойчивости движения рабочей среды дроссельных шайб.

kotel-kv-300.ru

Энциклопедия сантехника Расчет гидравлического сопротивления в системе отопления

Расчет гидравлического сопротивления в системе отопления.

В этой статье я научу Вас находить гидравлические сопротивления в трубопроводе. Далее эти сопротивления помогут нам находить расходы в каждой отдельной ветке.

Ниже будут реальные задачи...

Вы, конечно, можете воспользоваться специальными программами, для этого, но пользоваться программами весьма затруднительно, если вы не знаете основ гидравлики. Что касается некоторых программ, то в них не разжевываются формулы, по которым происходит гидравлический расчет. В некоторых программах не описываются некоторые особенности по разветвлению трубопроводов, и нахождению сопротивления в сложных схемах. И весьма затруднительно считать, это требует дополнительного образования и научно-технического подхода.

Я приготовил специальный калькулятор для нахождения гидравлического сопротивления. Вводите данные и получаете мгновенный результат. В данном калькуляторе используются самые распространенные формулы, которые используются в продвинутых программах по гидравлическим расчетам. К тому же Вам не придется долго разбираться в этом калькуляторе.

Скачать калькулятор гидравлических расчетов.

Данный калькулятор дает возможность мгновенно получать результат о гидравлическом сопротивление. Процесс вычисления гидравлических потерь весьма трудоемок и это не одна формула, а целый комплекс формул, которые переплетаются между собой.

Немного теории...

Существуют местные гидравлические сопротивления, которые создают различные элементы систем, например: Шаровый кран, различные повороты, заужения или расширения, трайники и тому подобное. Казалось бы, с поворотами и сужениями понятно, а расширения в трубах тоже создают гидравлические сопротивления.

Протяженность прямой трубы тоже создает сопротивление движению. Вроде прямая труба без сужений, а все равно создает сопротивление движению. И чем длиннее труба, тем больше сопротивление в ней.

Эти сопротивления, хоть и отличаются, но для системы отопления они просто создают сопротивление движению, а вот формулы по нахождению этого сопротивления отличаются между собой.

Для системы отопления не важно, какое это сопротивление местное или по длине трубопровода. Это сопротивление одинаково действует на движение воды в трубопроводе.

Сопротивление будем измерять в метрах водяного столба. Также сопротивление можно обзывать как потеря напора в трубопроводе. Но только однозначно это сопротивление измеряется в метрах водяного столба, либо переводится в другие единицы измерения, например: Bar, атмосфера, Па (Паскаль) и тому подобное.

Что такое сопротивление в трубопроводе?

Чтобы понять это рассмотрим участок трубы.

Манометры, установленные на подающей и обратной ветке трубопроводов, показывают давление на подающей трубе и на обратной трубе. Разница между манометрами показывает перепад давления между двумя точками до насоса и после насоса.

Для примера предположим, что на подающем трубопроводе (справа) стрелка манометра указывает на 2,3 Bar, а на обратном трубопроводе (слева) стрелка манометра показывает 0,9 Bar. Это означает, что перепад давления составляет:

2,3-0,9=1,4 Bar

Величину Bar переводим в метры водяного столба, оно составляет 14 метров.

Очень важно понять, что перепад давления, напор насоса и сопротивление в трубе - это величины, которые измеряются давлением (Метрами водяного столба, Bar, Па и т.д.)

В данном случае, как указано на изображение с манометрами, разница на манометрах показывает не только перепад давления между двумя точками, но и напор насоса в данном конкретном времени, а также показывает сопротивление в трубопроводе со всеми элементами, встречающимися на пути трубопровода.

Другими словами, сопротивление системы отопления это и есть перепад давления в пути трубопровода. Насос создает этот перепад давления.

Устанавливая манометры на две разные точки, можно будет находить потери напора в разных точках трубопровода, на которые Вы установите манометры.

На стадии проектирования нет возможности создавать похожие развязки и устанавливать на них манометры, а если имеется такая возможность, то она очень затратная. Для точного расчета перепада давления манометры должны быть установлены на одинаковые трубопроводы, то есть исключить в них разность диаметров и исключить разность направление движения жидкости. Также манометры не должны быть на разных высотах от уровня горизонта.

Ученые приготовили для нас полезные формулы, которые помогают находить потери напора теоретическим способом, не прибегая к практическим проверкам.

Подробнее...

Разберем сопротивление водяного теплого пола. Смотри изображение.

Дано:

Для решения данной задачи были использованы следующие материалы:

Нахождение сопротивления по длине трубопровода

Нахождение потерь напора на местном сопротивление.

Все методики расчетов были разработаны по научным книгам гидравлики и теплотехники.

Решение

Первым делом находим скорость течения в трубе.

Q= 1,6 л/мин = 0,096 м3/ч = 0,000026666 м3/сек.

V = (4•0,000026666)/(3,14•0,012•0,012)=0,24 м/с

Находим число Рейнольдса

ν=0,65•10-6=0,00000065. Взято из таблицы. Для воды при температуре 40°С.

Re=(V•D)/ν=(0,24•0,012)/0,00000065=4430

Коэффициент шероховатости

Δэ=0,01мм=0,00001м. Взято из таблицы, для металлопластиковой трубы.

Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

У меня попадает на первую область при условии

4000

4000

4000

Я буду использовать формулу Блазиуса, потому, что она проще. Вообще эти формулы практически одинаково работают.

λ=0,3164/Re0,25 = 0,3164/44300,25 = 0,039

Далее завершаем формулой:

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,039•(40•0,24•0,24)/(0,012•2•9,81)= 0,38 м.

Находим сопротивление на поворотах

h=ζ•(V2)/2•9,81=(0,31•0,242)/( 2•9,81)= 0,00091 м.

Данное число умножаем на количество поворотов 90 градусов

0,00091•30шт=0,0273 м

В итоге полное сопротивление уложенной трубы составляет: 0,38+0,0273=0,4 м.

Теория о местном сопротивление

Хочу подметить процесс вычисления местных сопротивлений на поворотах и различных расширений и сужений в трубопроводе.

Потеря напора на местном сопротивление находится по этой формуле:

В этой формуле меняется только коэффициент местного сопротивления, коэффициент местного сопротивления для каждого элемента свой.

Подробнее о нахождение коэффициента

Обычный отвод в 90 градусов.

Коэффициент местного сопротивления составляет примерно единице.

Формула для других углов:

Постепенный или плавный поворот трубы

Постепенный поворот трубы (отвод или закруглённое колено) значительно уменьшает гидравлическое сопротивление. Величина потерь существенно зависит от отношения R/d и угла α.

Коэффициент местного сопротивления для плавного поворота можно определить по экспериментальным формулам. Для поворота под углом 90° и R/d>1 он равен:

для угла поворота более 100°

Для угла поворота менее 70°

Внезапное сужение

где n степень сужения трубы.

ω1, ω2 - сечение внутреннего прохода трубы.

Внезапное расширение

Также существуют и плавные расширения и сужения, но в них сопротивление потоку уже значительно ниже.

Внезапное расширение и сужение встречается очень часто, например, при входе в радиатор получается внезапное расширение, а при уходе жидкости из радиатора внезапное сужение. Также внезапное расширение и сужение наблюдается в гидрострелках и коллекторах.

Для тройников ответвлений в два и более направлений, процесс вычисления очень сложен тем, что еще непонятно какой расход будет в каждой отдельной ветке. Поэтому можно тройник разделить на отводы и посчитать исходя из скоростей потока на ветках. Можно прикинуть приблизительно на глаз.

Более детально о разветвлениях поговорим в других статьях.

Задача 2.

Находим сопротивление для радиаторной системы отопления. Смотри изображение.

Дано:

Решение

Для начала посчитаем сопротивление по длине трубопровода.

Первым делом находим скорость течения в трубе.

Q= 2 л/мин = 0,096 м3/ч = 0,000033333 м3/сек.

V = (4•0,000033333)/(3,14•0,012•0,012)=0,29 м/с

Находим число Рейнольдса

ν=0,65•10-6=0,000000475. Взято из таблицы. Для воды при температуре 60°С.

Re=(V•D)/ν=(0,29•0,012)/ 0,000000475=7326

Коэффициент шероховатости

Δэ=0,01мм=0,00001м. Взято из таблицы, для металлопластиковой трубы.

Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения. У меня попадает на первую область при условии

4000

4000

4000

Я буду использовать формулу Блазиуса, потому, что она проще. Вообще эти формулы практически одинаково работают.

λ=0,3164/Re0,25 = 0,3164/73260,25 = 0,034

Далее завершаем формулой:

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,034•(5•0,29•0,29)/(0,012•2•9,81)= 0,06 м.

Находим сопротивление на плавном повороте

К сожалению, в литературе встречаются разные коэффициенты по нахождению коэффициента на местном сопротивление, согласно формуле из проверенного учебника на поворот как используют в теплых полах, составляет: 0,31.

h=ζ•(V2)/2•9,81=(0,31•0,292)/( 2•9,81)= 0,0013 м.

Данное число умножаем на количество поворотов 90 градусов

0,0013•2шт=0,0026 м

Находим сопротивление на коленном (прямом 90°) повороте

Там, где имеется сужение и расширение - это тоже будет являться гидравлическим сопротивлением. Я не стану считать сужение и расширение на металлопластиковых фитингах, так как далее мы все равно затронем эту тему. Потом сами посчитаете.

h=ζ•(V2)/2•9,81=(2•0,292)/( 2•9,81)= 0,0086 м.

Данное число умножаем на количество поворотов 90 градусов

0,0086•2шт=0,0172 м

Находим сопротивление на входе в радиатор.

Вход в радиатор - это ни что иное как расширение трубопровода, поэтому коэффициент местного сопротивления будем находить для трубы идущий на резкое расширение.

Минимальный диаметр примем за 15мм, а максимальный диаметр у радиатора примем за 25мм.

Находим площадь сечения двух разных диаметров:

ω1 = π • D2/4 = 3.14 • 152 / 4 = 177 мм2

ω2 = π • D2/4 = 3.14 • 252 / 4 = 491 мм2

ζ = (1-ω1/ω2)2 = (1-177/491)2 = 0,41

Поскольку диаметр 15мм это больше чем 12 мм, поэтому скорость уменьшилась и стала равна: 0,19 м/с

h=ζ•(V2)/2•9,81=(0,41•0,192)/( 2•9,81)= 0,00075 м.

Находим сопротивление на выходе из радиатора.

Выход из радиатора - это ни что иное как сужение трубопровода, поэтому коэффициент местного сопротивления будем находить для трубы идущий на резкое сужение.

Площади уже известны

ω2 = π • D2/4 = 3.14 • 152 / 4 = 177 мм2

ω1 = π • D2/4 = 3.14 • 252 / 4 = 491 мм2

ζ = 0,5 • (1-ω2/ω1) = 0,5 • (1-177/491) = 0,32

h=ζ•(V2)/2•9,81=(0,32•0,192)/( 2•9,81)= 0,00059 м.

Далее все потери складываются, если эти потери идут последовательно друг для друга.

0,06+0,0026+0,0172+0,00075+0,00059=0,08114м

В следующих статьях я уже не буду разжевывать все формулы по нахождению сопротивления на участках одной ветки, мы будем использовать калькулятор расчетов гидравлического сопротивления, который помогает мгновенно находить гидравлические сопротивления на каждой отдельной ветке.

Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:

Скачать калькулятор расчетов гидравлического сопротивления.

На этом статья закончена, кому не понятно пишите вопросы, и я обязательно отвечу. В других статьях я расскажу, как считать гидравлические потери для сложных разветвленных участков систем отопления. Мы будем теоретически находить расходы на каждой ветке.

Эта статья является частью системы: Конструктор водяного отопления

infobos.ru

• 
  Бастион ибп для котла
• 
  Котел протерм 40 тло
• 
  Жаротрубные и водотрубные котлы
• 
  Водотрубные и жаротрубные котлы
• 
  Котел газовый модель 2210
• 
  Котел пиролизный в челябинске
• 
  Котел прометей 16 квт
• 
  Котел балтгаз 18 турбо
• 
  Котел эван с1 5
• 
  Котлы на жаргоне это
• 
  Инструкция по пуску котла