Гидравлический расчет тепловых сетей пример расчета: Как выполнить гидравлический расчет водяных тепловых сетей

Гидравлический расчет тепловой сети

Гидравлический
расчет производят в следующей
последовательности:

  1. Выбирают на трассе
    тепловых сетей главную магистраль –
    наиболее протяженную и загруженную,
    соединяющую источник теплоснабжения
    с дальними потребителями.

  2. Разбивают тепловую
    сеть на расчетные участки, проставляют
    номера (сначала по главной магистрали,
    затем по ответвлениям), определяют
    расчетные расходы теплоносителя и
    измеряют длину участков.

  3. Задавшись
    удельными потерями давлений на трение
    , исходя из расходов теплоносителя на
    участках, по номограмме (приложение
    10) , составленным для труб с коэффициентом
    эквивалентной шероховатости ke
    = 0,0005 мм, находят диаметр трубопроводов,
    действительные удельные потери на
    трение и скорость движения теплоносителя,
    которая должна быть не более 3,5 м/c.

  4. Определив диаметры
    расчетных участков тепловой сети,
    разрабатывают монтажную схему
    теплопроводов, размещая по трассе
    запорную арматуру, неподвижные опоры,
    компенсаторы.

  5. По монтажной схеме
    устанавливают местные сопротивления
    на расчетных участках и находят сумму
    коэффициентов местных сопротивлений
    и их эквивалентные длины, в зависимости
    от диаметра трубопровода.

  6. Определяют
    приведённую длину расчетного участка
    тепловой сети

  7. Находят потери
    давления на расчетных участках тепловой
    сети

4.1 Определение расходов сетевой воды

Расчетный расход
сетевой воды, т/ч
, в закрытых системах
теплоснабжения для определения диаметров
труб в водяных тепловых сетях при
качественном регулировании отпуска
теплоты следует определять отдельно
для отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения по формулам:

На
отопление
:

где

и
– температуры в подающем и обратном
трубопроводах тепловой сети при расчетной
температуре наружного воздуха для
проектирования систем отопления и
вентиляции.

На
вентиляцию
:

Расчетные
расходы сетевой воды на горячее
водоснабжение, т/ч

зависят от схемы присоединения
водоподогревателей. При двухступенчатой
схеме присоединения расход воды
определяют по следующим формулам:

где
среднечасовой
расход воды на горячее водоснабжение,
т/ч.


и
температура в подающем и обратном
теплопроводах в точке излома графиков
температур воды.

Формулы
для определения расчетного расхода
сетевой воды при параллельной схеме
присоединения подогревателей приведены
в [2].

Суммарный
расчетный расход сетевой воды, т/ч,

в двухтрубных тепловых сетях при
качественном регулировании по отопительной
нагрузке:

где
коэффициент,
учитывающий долю среднего расхода воды
на горячее водоснабжение, принимается
в зависимости от мощности системы
теплоснабжения (k=1,0
при k=1,0
при ).

Для
потребителей с тепловым потоком 10 МВт
и менее суммарный расчетный расход
воды следует определять по формуле:

При
центральном качественном регулировании
отпуска теплоты по совмещённой нагрузке
отопления и горячего водоснабжения
расчетный расход сетевой воды определяется
как сумма расходов воды на отопление и
вентиляцию без учета нагрузки горячего
водоснабжения:

Расчетный
расход сетевой воды в неотопительный
период, т/ч
определяется
по формуле:

где
определяют
по формуле (33), с учётом того, что
максимальную тепловую нагрузку на
горячее водоснабжение определяют
с учётом повышения температуры холодной
воды до 15oC;


коэффициент,
учитывающий изменение расхода воды на
горячее водоснабжение в неотопительный
период по отношению к отопительному,
принимаемый для жилищно-коммунального
сектора равным 0,8. Для курортных и южных
городов ,
для промышленных предприятий .

ПРИМЕР
4.
Для двух
кварталов района города определить
расчетный суммарный расход сетевой
воды. Данные по расчетным тепловым
потокам взять из примера 1. Температура
воды в подающем трубопроводе ,
в обратном
Регулирование отпуска теплоты производится
по совмещенной нагрузке на отопление
и горячее водоснабжение.

Решение:

Расчетный
расход сетевой воды на отопление для
квартала №1 найдем по формуле (30):

По
формуле (31) для квартала №1 найдем
расчетный расход воды на вентиляцию:

Примечание.
Расчетные тепловые потоки взяты с учетом
5% потерь теплоты в окружающую среду.

Суммарный
расчетный расход сетевой воды рассчитаем
по формуле (36):

Аналогичные
расчеты произведем и для квартала №2,
и результаты занесём в таблицу 4:

Таблица
4 – Расчетные расходы сетевой воды для
двух кварталов района города

№ квартала

1

92

11

103

2

153

18

171

Итого:

274

Гидравлический расчет тепловых сетей (упрощенный вариант)

В этой статье, я Вам расскажу, как производиться гидравлический расчет трубопровода на примере расчета теплового ввода. Итак, допустим у нас есть технической задание выданное заказчиком, находим раздел “Тепловые нагрузки”, расчет теплового ввода производится строго по “максимальной часовой нагрузке” (max/час), так как для гидравлики это очень важно.

Адрес участка

Отопление

(Гкал/час)

Вентиляция

(Гкал/час)

ГВС (Гкал/час) договорная

Суммарная нагрузка

(Гкал/час)

Ставропольская ул., д.125 — ЦТП

1,81

1,58

1,61

5,0

Должно быть так

Ставропольская ул., д.125 — ЦТП

1,81

1,58

3,33

max часов.

6,72

Примечание (не для этого случая):

Бывает что иногда пишут ГВС, ср.сут, договорная (макс, расчетная) (Гкал/час) и приводят к примеру, значение 0,21 (0,462). Значение в скобках 0,462 – это и есть максимальная часовая нагрузка, необходимая для гидравлического расчета трубопроводов.

Итак, выполним гидравлический расчет тепловых сетей. Задачей гидравлического расчета тепловых сетей является определение диаметра трубопровода тепловой сети.

1) Как видим ГВС (Гкал/час) у нас договорная, так что лучше позвонить заказчику и уточнить, какой коэффициент принимать для ГВС (Гкал/час), что бы найти максимальную часовую нагрузку. Для моего случая, заказчик принял коэффициент 2,07.

2) В итоге получаем следующее: ГВС (Гкал/час) max/час = 1,61 х 2,07 = 3,33 (Гкал/час).

3) Следовательно, суммарная нагрузка: 1,81 + 1,58 + 3,33 = 6,72 (Гкал/час).

4) С нагрузками разобрались, теперь надо подсчитать расход теплоносителя. Что бы лучше все представить и не запутаться во всем множестве цифр изобразим таблицу.

N

n/n

Участок

T, 0C

Суммарная max нагрузка

на участок (Гкал/час)

Расход

воды,

т/ч

Принятый

диаметр

Скорость

воды

Удельн. потери давления, кгс/м2

1

Трасса (т/в)

150 — 70

6,72

84

219х6

0,72

3,02

2

Байпас

70 — 40

3,33

110,9

219х6

0,96

5,3

Для байпаса теплосети суммарная max нагрузка на участок будет, такой как ГВС (Гкал/час) max часовая.

Что же такое байпас тепловой сети и о чем вообще речь? Говоря простым и обыденным языком, байпас — это временно проложенный участок тепловой сети (прокладывается, как правило, надземно), выполняющий роль основной сети, на период ремонтных работ или реконструкции существующей тепловой сети, проложенной, как правило, подземно.

5) Расход теплоносителя находим по упрощенной формуле.

Полностью вся формула и указанные коэффициенты будут приведены в следующих статьях.

Для трассы: G (т/ч) = 6,72 * 12,5 = 84 т/ч.

Для байпаса: G (т/ч) = 3,33 * 33,33 = 110,9 т/ч.

Удельный расход воды по тепловому вводу составляет 12, 5 т/ч на 1 Гкал.

Удельный расход воды по байпасу теплосети составляет 33,33 т/ч на 1 Гкал.

6) Теперь принимает диаметры труб согласно таблицам или номограмме. Находим в самом первом столбике свой расход теплоносителя в т/ч.

Например, для 84 т/ч, такого нет, есть на 80 т/ч и на 85 т/ч, методом интерполяции определяем скорость воды и удельные потери и заполняем таблицу.

Для выполнения данных операций используем «Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под. редакцией инженера А.А. Николаева» и находим таблицы для гидравлического расчета тепловых сетей (страница 117, Глава 9. Гидравлические расчеты трубопроводов).

Важное примечание:

— Скорость воды должна быть меньше 1 м/сек.

— Удельные потери должны быть меньше 10 кгс/м2 (стараюсь до 8 кгс/м2)

И заполняем последние 4 столбика нашей таблицы. Теперь Вы знаете, как выполнить расчет гидравлических потерь в трубопроводе и Вас не трясет при упоминании гидравлического расчета трубопровода.

Вот такой вот, самый простой гидравлический расчет тепловых сетей существует, которым пользуются. Он идет немного с запасом на 4-10%.

Поделиться ссылкой:

понятие, определение, методика расчета с примерами, задачи и оформление

Глава2. МЕТОДИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО
РАСЧЕТА

ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

2.1. ЗАДАЧИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА

Гидравлический расчет
тепловой сети ведут по участкам. Основной задачей гидравлического расчета
является определение диаметров трубопроводов d на каждом участке, обеспечивающих пропуск заданного расхода
теплоносителя G при заданных потерях давления Dp или напора DН. Также могут быть решены и другие
задачи: определение потерь давления Dр или напора DН на участках тепловой сети диаметром d при заданных расходах G, определение пропускной способности G участков трубопроводов диаметром d при перепадах давления на участках Dр или потерях напора DН.

На основании результатов
гидравлического расчета участков определяют потери давления или напора по сети
в целом, выбирают оборудование, в том числе насосы для водяных и конденсатных
сетей, разрабатывают гидравлические режимы.

2.2. ОСНОВЫ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА

Потери давления на
участках теплопроводов складываются из потерь на трение, называемых также
линейными потерями Dр Л,
и потерь в местных сопротивлениях Dр М:

Dр=Dр Л +Dр М (2.1.)

где Dр Л – потеря давления
собственно в трубопроводе;

Dр М – потеря давления при
расширениях, сужениях, поворотах трубопровода и в различных устройствах,
установленных на участке (компенсаторах, задвижках, клапанах и т.д.).

Рассмотрим более подробно
линейные потери давления Dр Л
при течении несжимаемой жидкости. Плотность несжимаемой жидкости ρ при
изменении давления практически не меняется. При этом условии на участке
трубопровода с внутренним диаметром d скорость теплоносителя ω также остается неизменной. В этом случае
линейная потеря давления Dр Л
определяется по формуле Дарси-Вейсбаха

Dр Л =λ, (2.2.)

где λ – коэффициент
гидравлического трения;

L – длина участка трубопровода.

При гидравлических
расчетах часто используют понятие удельной линейной потери давления R Л, которая представляет собой линейную потерю давления.
отнесенную к единице длины участка трубопровода.:

R Л =Dр Л /L. (2.3.)

Из уравнений (2.1.) и
(2.2.) следует, что

R Л =λ. (2.4.)

При ламинарном течении
теплоносителя по трубопроводу коэффициент гидравлического трения определяют по
формуле Пуазейля-Гагена

λ=64/Re. (2.5.)

Эту формулу используют
при Re≤2300. При более высоких значениях
числа Рейнольдса, в так называемой переходной области, коэффициент
гидравлического трения в гидравлически гладких трубах следует рассчитывать по
формуле Блазиуса

λ=0,3164/Re 0,25 . (2.6)

Большинство труб,
используемых для теплоснабжения, с точки зрения гидравлики являются
шероховатыми. В переходной области режим течения жидкости в таких трубах
определяется не только числом Re, но
и величиной относительной эквивалентной шероховатости k Э /d, которая
представляет собой отношение абсолютной эквивалентной шероховатости k Э к внутреннему диаметру трубы d. Под абсолютной эквивалентной шероховатостью k Э понимают такую высоту выступов равномерной
искусственной шероховатости, при которой коэффициент гидравлического трения
получается таким же, как и в реальной трубе.

Значения эквивалентной шероховатости, м,
определенные опытным путем для различных видов труб приведены ниже.

Паровые
сети……………………………………………………………………0,0002

Водяные
тепловые сети ………………………………………………………..0,0005

Тепловые сети горячего водоснабжения и конденсатопроводы…………….0,001

Для расчета гидравлического
трения в рассматриваемых условиях наиболее удобна формула А.Д.Альтшуля

λ=0,11. (2.7.)

Эта формула используется
при 10≤Re

Re

При Re≥500 коэффициент гидравлического
трения λ практически не зависит от Reи определяется только относительной эквивалентной шероховатостью , при этом линейная потеря давления Dр Л пропорциональна
квадрату скорости течения ω. Поэтому область Re≥500 называют областью квадратичного
закона. Поэтому в области квадратичного закона можно определить коэффициент гидравлического
трения по формуле Б. Л. Шифринсона

λ=0,11() 0,25 (2.8.)

При Re>500 (2.7.) практически совпадает
с (2.8.).

Получим формулу расчета
удельной линейной потери давления R Л при
внутреннем диаметре теплопровода d и
пропускной способности участка сети G. Уравнение (2.4.) с учетом уравнения неразрывности

где G – массовый секундный расход
теплоносителя на участке, преобразуется к виду

R Л =λ. (2.10.)

Отсюда следует, что

d=; (2.11.)

G=. (2.12.)

В зависимости от режима
работы теплопровода в уравнения (2.10) – (2.12.)

следует подставлять
значение коэффициента гидравлического трения λ из (2.5.) — (2.8.).

Режим работы водяных
тепловых сетей чаще всего соответствует области квадратичного закона. В этих
условиях (2.10) – (2.12.) с учетом (2.8.) принимают вид

Водяные системы теплоснабжения представляют собой сложные гидравлические системы, в которых работа отдельных звеньев находится во взаимной зависимости. Одним из важных условий работы таких систем является обеспечение в тепловой сети перед центральными или местными тепловыми пунктами располагаемых напоров, достаточных для подачи в абонентские установки расходов воды, соответствующей их тепловой нагрузке.

Гидравлический расчет – один из важных разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети. При проектировании тепловой сети в гидравлический расчет входят следующие задачи: определение диаметров трубопроводов, определение падение давления, определение давлений в различных точках сети, увязка всей системы при различных режимах работы сети. Результаты гидравлического расчета дают следующие исходные данные:

1) Для определения капиталовложений, расход металла труб и основного объема работ на сооружение тепловой сети;

2) Установление характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количество насосов и их размещение;

3) Выяснения условия работы условий источников теплоты, тепловой сети и абонентских систем выбора схем присоединения теплопотребляющих установок к тепловой сети;

5) Разработка режимов эксплуатации систем теплоснабжения.

В качестве исходных данных для расчёта обычно задаются: схема тепловой сети, параметры теплоносителя на входе в рассчитываемый участок, расход теплоносителя и длина участков сети. Поскольку в начале расчёта неизвестен ряд величин, задачу приходиться решать методом последовательных приближений в два этапа: приближенный и проверочный расчёты.

Предварительный расчёт

1. Определяется располагаемая потеря напора в сети исходя из обеспечения необходимого статического напора на абонентском вводе. Определяется тип пьезометрического графика.

2. Выбирается самая отдалённая точка тепловой сети (расчётная магистраль).

3. Магистраль разбивается на участки по принципу постоянства расхода теплоносителя и диаметра трубопровода. В некоторых случаях в пределах участка с равным расходом изменяется диаметр трубопровода. На участке находится сумма местных сопротивлений.

4. Вычисляется предварительное падение давления на данном участке, оно же является максимально возможным падением давления на рассматриваемом участке.

5. Определяется доля местных потерь данного участка и удельное линейное падение давления. Доля местных потерь представляет собой отношение падения давления в местных сопротивлениях к линейному падению давления прямолинейных участков.

6. Предварительно определяется диаметр трубопровода рассчитываемого участка.

Проверочный расчёт

1. Предварительно рассчитанный диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного типоразмера трубы.

2. Уточняется линейное падение давление и вычисляется эквивалентная длина местных сопротивлений. Эквивалентная длина местных сопротивлений – прямолинейный трубопровод линейное падение давления на котором равно падению давления в местных сопротивлениях.

3. Рассчитывается истинное падение давления на участке, которое является полным сопротивлением данного участка.

4. Определяется потеря напора и располагаемый напор в конечной точки участка между подающий и обратной линиях.

Все участки тепловой сети рассчитываются по данной методике и увязываются между собой.

Для проведения гидравлического расчета обычно задаются схемой и профилем тепловой сети, а затем выбирают наиболее удаленную точку, которые характеризуется наименьшим удельным падением магистрали. Расчетная температура сетевой воды в подающей и обратной линиях тепловой сети: t1=150 °С, t2=70 °С. Расчетная схе

Гидравлический расчет и моделирование тепловых сетей

Подсистема включает в себя полный набор функциональных компонент и соответствующих им информационных структур базы данных, необходимых для гидравлического расчета и моделирования тепловых сетей и систем теплоснабжения любой сложности.

В частности с помощью подсистемы «Гидравлика» для тепловых сетей пользователи решают следующие задачи: 

Размерность рассчитываемых тепловых сетей, степень их закольцованности, а также количество теплоисточников, работающих на общую сеть – не ограничены.

Задать вопрос


Расчет номинального гидравлического режима

Это классический вид гидравлического расчета, отталкивающийся от задания тепловых нагрузок потребителей. В результате расчета получается полное потокораспределение по подающим и обратным трубопроводам тепловой сети, а также абсолютные и располагаемые напоры во всех точках тепловой сети в предположении, что все потребители получают заявленную тепловую нагрузку при определенных для них температурных графиках.

Насосные группы на источниках тепла, а также в насосных станциях смешения, подпора и подкачки описываются полной моделью, включающей расходно-напорную характеристику группы насосных агрегатов. 

Расходно-напорная характеристика может быть получена двумя способами:

  • заданием параметров граничных пар «расход-напор», описывающих рабочую зону;
  • заданием паспортных характеристик установленных насосных агрегатов (выбор из справочника насосов) и комбинацией их включения.

Гидравлические сопротивления участков трубопроводов определяются их длиной, внутренним диаметром, суммой местных сопротивлений, коэффициентом шероховатости либо коэффициентом местных потерь (в зависимости от выбранного способа расчета), степенью зарастания.

Инструментарий подсистемы включает в себя табличные и графические средства анализа режима, полученного в результате гидравлического расчета, включая пьезометрические графики.

Расчет текущего (фактического) гидравлического режима

От гидравлического расчета номинального режима отличается тем, что потребители тепла в этом случае моделируются специально рассчитанным на основании «номинального» режима внутренним гидравлическим сопротивлением (включающем обвязку и сужающие устройства), а заданная для них тепловая нагрузка игнорируется. Потокораспределение при этом полностью определяется расходно-напорными характеристиками групп насосных агрегатов, работающих на тепловую сеть, и гидравлическими сопротивлениями участков теплосети и потребителей тепла.

Именно этот вид гидравлического расчета является инструментом имитационного моделирования. С его помощью возможен ответ на вопрос, что произойдет с гидравлическим режимом в тепловой сети при аварийном отключении какого-либо оборудования (нештатная ситуация). Поэтому в литературе этот метод гидравлического расчета часто называют «аварийным».

Существенная особенность метода состоит в том, что гидравлический расчет текущего режима имеет смысл только на модели, откалиброванной для номинального гидравлического режима. Калибровка модели — процесс идентификации и тонкой настройки наборов исходных данных таким образом, чтобы обеспечить максимальное приближение результатов гидравлического расчета к данным натурных измерений («посадка пьезометра на измерения»). Калибровочный инструментарий включен в подсистему и вкратце описан ниже, методика калибровки зависит от множества обстоятельств конкретной организации, эксплуатирующей тепловую сеть.

Для гидравлического расчета текущего режима имеются все те же аналитические инструменты, что и для номинального.

Задать вопрос


Гидравлические расчеты тепловых сетей 1.0

Гидравлические расчеты тепловых сетей (ГРТС) — это программа, которая выполняет гидравлические расчеты одно- или двухтрубных тепловых сетей с тупиковой (не кольцевой) конфигурацией. Главной особенностью программы является поддержка языка формул, который позволяет:

— определить состав показателей расчета;

— определить формулы для расчета показателей.

    Существует две версии программы ГРТС.

    Полное наименование программы: Гидравлические расчеты тепловых сетей 1.0

    В программу следует ввести расчетные формулы и параметры теплосети, которые являются исходными данными. Потом необходимо выполнить расчет. После выполнения расчета программа ГРТС 1.0 позволяет:

— сформировать текстовый документ, в котором подробно описана методика расчета;

— сформировать отчет в виде таблицы;

— выгрузить отчет в Microsoft Excel;

— сформировать пьезометрический график;

— сформировать примерный график температуры воды в теплосети.

    В настоящее время программа бесплатна и доступна для скачивания на сайте программы ГРТС.

    Полное наименование программы: Гидравлические расчеты тепловых сетей 1.1

    Программа ГРТС 1.1 является более мощной версией программы ГРТС 1.0 и поддерживает новые возможности:

— рисование схемы теплосети;

— определение диаметров трубопроводов по заданным напорам в конечных узлах теплосети;

— улучшена справочная система.

    Программа доступна для скачивания на сайте программы ГРТС.

В процессе разработки программы ГРТС использовались следующие источники:

— «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник», В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж, А. И. Манюк, В. К. Ильин, 3-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Стройиздат, 1988.

— «Теплофикация и тепловые сети», Е. Я. Соколов, 7-е издание, стереотипное, Москва, Издательство МЭИ, 2001.

 

Ссылки на скачивание программ:

ГРТС 1.1 часть 1 из 2:

ГРТС 1.1 часть 2 из 2:

Гидравлический расчет тепловых сетей — Студопедия

При централизованной системе теплоснабжения следует выбрать трассу и тип теплопровода (подземный или надземный). При выборе трассы теплопровода следует руководствоваться условиями надежности теплоснабжения, безопасности работы обслуживающего персонала и населения; стремиться к прокладке магистральной трассы в местах наиболее плотной тепловой нагрузки, к наименьшей длине теплопровода и минимальному объему работ при сооружении тепловой сети.

Вопросы оборудования тепловых сетей (выбор трассы и типа теплопроводов, строительных конструкций, их размещения и др.) подробно рассмотрены в литературе [1, 6, 9, 11].

В курсовом проекте в результате гидравлического расчета тепловых сетей следует определить диаметры трубопроводов и падение давления (напора) в них. Для этого составляют расчетную схему тепловой сети и намечают участки с одинаковым расходом теплоносителя. Границами этих участков являются узлы трубопроводов, абонентские вводы (см. рис. 6.2)

Гидравлический расчет разветвленной тепловой сети выполняют в следующей последовательности:

Предварительный расчет:

Рис. 6.2 Расчетная схема тепловой сети

1) Определяют расчетный расход теплоносителя каждого абонента (см. ниже формулы (6.22)…(6.27)).

2) Выбирают расчетную магистраль (линия К-5 на рис. 6.2), т.е. направление от источника теплоты до одного из наиболее удаленных потребителей (при одинаковом падении давления между источниками теплоты и абонентами). Предварительно задаются распределением падения давления расчетной магистрали (видом пьезометрического графика). Разбивают расчетную магистраль на участки с одинаковым расходом теплоносителя (I, II, III).



3) Расчет начинают с начального участка (первого от источника теплоты) расчетной магистрали, а затем выполняют расчет остальных участков расчетной магистрали и ответвлений. Определяют суммарный расчетный расход теплоносителя на первом и остальных участках по формулам (6.28), (6.29).

4) Задаются удельным линейным падением давления: расчетной главной магистрали водяных тепловых сетей Рл = 60…80 Па/м; ответвлений водяных тепловых сетей Рл = 200…300 Па/м; паропроводов Рл = 70…150 Па/м; конденсатопроводов Рл = 20…60 Па/м [9].

5) Определяют внутренние диаметры трубопроводов начального и остальных участков из условия квадратичного закона сопротивления по (6.20), (6.21).

Проверочный (окончательный) расчет:

1) По таблице сортамента труб подбирают ближайшие стандартные диаметры трубопроводов для первого и других участков. Диаметр труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм, а для циркуляционных трубопроводов горячего водоснабжения – не менее 25 мм [11].

2) По (6.32) определяют коэффициент гидравлического трения и по (6.33) или по номограмме определяют действительное удельное линейное падение давления.

3) По (6.31) определяют эквивалентную длину трубопровода lэ и по (6.30) – фактическое падение давления на участке.

4) В аналогичной последовательности проводят расчет всех других участков расчетной магистрали (расчет ответвлений обычно заканчивают подбором диаметров теплопроводов).

5) Определяют суммарное падение давления на расчетной магистрали и давления (напора) в заданных точках.

6) Определяют рабочее давление и проектную подачу сетевых насосов

и производят их подбор.

Результаты расчетов сводят в таблицу (см. табл. 6.3).

Таблица 6.3

2.7 Гидравлический расчет тепловых сетей.

Основной задачей
гидравлического расчета является
определение диаметров трубопроводов,
а также потерь давления на участках
тепловых сетей.

По результатам
гидравлических расчетов разрабатывают
гидравлические режимы систем
теплоснабжения, подбирают сетевые и
подпиточные насосы, авторегуляторы,
дроссельные устройства, оборудование
тепловых пунктов.

При движении
теплоносителя по трубам полные потери
давления Рскладываются из потерь давления на
трениеи потерь давления в местных сопротивленияхРм

(2.51)

Потери давления
на трение
определяют по формуле

(2.52)

где R — удельные
потери давления, Па/м, определяемые по
формуле

,
(2.53)

где — коэффициент гидравлического трения;

d— внутренний
диаметр трубопровода, м;

 — плотность
теплоносителя, кг/м3;

 — скорость
движения теплоносителя, м/c;

L— длина
трубопровода, м.

Потери давления
в местных сопротивлениях Рмопределяют по формуле

, (2.54)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Потери давления
в местных сопротивлениях могут быть
также определены по следующей формуле

Рм
R
Lэ,(2.55)

где Lэ
эквивалентная длина местных сопротивлений,
которую определяют по формуле

(2.56)

Перед выполнением
гидравлического расчета разрабатывают
расчетную схему тепловых сетей. На
расчетной схеме проставляют номера
участков (сначала по главной магистрали,
а потом по ответвлениям), расходы
теплоносителя в кг/с или в т/ч, длины
участков в метрах. Здесь главной
магистралью является наиболее протяженная
и нагруженная ветвь сети от источника
теплоты (точки подключения) до наиболее
удаленного потребителя. При известном
располагаемом давлении Ррдля всей сети, а также для ответвлений,
предварительно определяют ориентировочные
средние удельные потери давленияRm,
Па/м:

, (2.57)

где L
— суммарная протяженность расчетной
ветви (ответвления) на потери давления
в которой используется величинаРр;

 — коэффициент,
учитывающий долю потерь давления в
местных сопротивлениях, принимаемый
по приложению 6учебного
пособия.

Гидравлический
расчет выполняют по таблицам и номограммам,
представленным в литературе [8, 9, 10], а
также по номограммам приложения ….
учебного пособия. Сначала выполняют
расчет главной магистрали. По известным
расходам, ориентируясь на рекомендованные
величины удельных потерь давления R,
определяют диаметры трубопроводовdнS;
фактические удельные потери давленияR, Па/м; а также скорость движения
теплоносителя,
м/с. Условный проход труб, независимо
от расчетного расхода теплоносителя
должен приниматься в тепловых сетях не
менее 32 мм. Скорость движения воды не
должна быть более 3,5 м/с. Определив
диаметры трубопроводов, находят
количество компенсаторов на участках
и другие виды местных сопротивлений.
Потери давления в местных сопротивлениях
определяют по формуле (2.54), либо, по
формуле (2.55). Затем определяют полные
потери давления на участках главной
магистрали и суммарные по всей ее длине.
Далее выполняют гидравлический расчет
ответвлений, увязывая потери давления
в них с соответствующими частями главной
магистрали (от точки деления потоков
до концевых потребителей). Увязку потерь
давления следует выполнять подбором
диаметров трубопроводов ответвлений.
Невязка не должна быть более 10 %. При
невозможности полностью увязать
диаметрами, излишний напор на ответвлениях
должен быть погашен соплами элеваторов,
дроссельными диафрагмами и авторегуляторами
потребителей.

Таблицы и номограммы
гидравлического расчета, приведенные
в литературе [8, 9, 10], составлены для
эквивалентной шероховатости труб Кэ
= 0.5 мм. При расчете трубопроводов с
другой шероховатостью к значениям
удельных

потерь
давления Rследует принимать
поправочный коэффициент,
(см.

[9]
табл. 4.14 ). Диаметры подающего и обратного
трубопроводов двухтрубных водяных
тепловых сетей при совместной подаче
теплоты на отопление, вентиляцию и
горячее водоснабжение должны приниматься,
как правило, одинаковыми.

При неизвестном
располагаемом перепаде давления в
начале теплотрассы, удельные потери
давления Rв магистральных тепловых
сетях могут быть приняты согласно
рекомендациям [10]:

а) на участках
главной магистрали 20 — 40, но не более 80
Па/м;

б) на ответвлениях
— по располагаемому перепаду давления,
но не более 300 Па/м.

Гидравлические расчеты: назад к основам

Назад к основам

Гидравлические расчеты, выполняемые вручную, остались в прошлом. Компьютерные программы могут предоставить вам страницы с информацией одним щелчком мыши. Однако, учитывая спрос на новых конструкторов спринклерных систем, необходимо вернуться к основам. Дизайнеры, особенно новички, не могут сидеть перед компьютером и ожидать, что они сделают все правильно и поймут конструкцию спринклера при первом запуске программы.Проектировщики должны понимать шаги, которые необходимо предпринять, чтобы гарантировать, что спринклерная система будет соответствовать данному объекту. Дизайнерам часто приходится читать и интерпретировать спецификации, отчеты и чертежи, прежде чем начинать процесс проектирования в различных компьютерных программах, доступных компаниям. Кроме того, с первого дня проектировщики должны иметь рабочее понимание NFPA 13, стандарта для установки спринклерных систем .

Учитывая количество шагов, которые необходимо предпринять для разработки спринклерной системы, это дает много места для ошибок.Кроме того, шаги складываются. Решения, принятые на одном этапе, будут влиять на каждый следующий этап. Следовательно, можно сделать вывод, что первые несколько шагов, которые делает дизайнер в процессе, возможно, являются самыми важными. Проектировщик должен сначала определить заполняемость, а затем перейти к определению подходящей проектной площади и плотности для системы. Кроме того, разработчик должен понимать, как разместить область проектирования в системе. Эти шаги следует выполнить до открытия компьютерной программы расчета.

Классификация занятости
Первым шагом в процессе проектирования является определение занятости, в которой будет спроектирована система (Brock, 2012). Однако этот шаг не всегда так прост, как можно подумать. Занятия в NFPA 13 имеют уникальные определения. Они напрямую не соответствуют определениям, которые можно найти в Международных строительных нормах и правилах NFPA 101, Life Safety Code® . Например, одно производственное помещение, как определено IBC, может не соответствовать той же классификации занятости в NFPA 13, что и другое производственное помещение.Согласно NFPA 13, зоны внутри здания будут определяться как легкая опасность, обычная опасность (Группа 1), обычная опасность (Группа 2), дополнительная опасность (Группа 1) и дополнительная опасность (Группа 2). Чтобы усугубить путаницу, в главе 22 есть специальные классификации занятости, в частности классы складских товаров (классы I — IV) и группы пластмасс (группы A-C).

NFPA 13 (2016) использует такие фразы, как «количество горючих материалов» и ожидаемые «скорости тепловыделения» в определениях различных помещений.Несмотря на то, что в Приложении есть список примеров каждого типа размещения, он не является исчерпывающим. Проектировщики должны принимать решения о том, какие занятия следует классифицировать, если они не подходят для одной из классификаций занятости. Кроме того, на многих рисунках используются названия комнат, которые, возможно, потребуется интерпретировать с точки зрения фактического использования такой комнаты.

При проектировании для больших складов необходимо классифицировать то, что хранится. Это важно, так как во многих случаях владелец или операторы этих складов могут не полностью знать, что находится в товарах.Существуют различия в составе различных групп пластмасс, как это определено в NFPA 13. Помимо понимания того, что хранится, нужно также знать, как это упаковывается. Это может привести к тому, что продукт из класса I превратится в товар класса II. Склады также имеют элементы конфигураций хранения от стопок до стеллажей до ширины проходов.

При проектировании спринклерной системы нет одного ответа на все ситуации. Дизайнеры должны уметь задавать правильные вопросы и принимать эти решения, чтобы двигаться вперед в разработке спринклерной системы.Классификация размещения повлияет на остальную конструкцию, так как различные помещения и предметы снабжения имеют разные требования к пространству как для охраняемых территорий, так и для максимально допустимого расстояния.

Выбор расчетной площади и плотности
После классификации занятости следующие два шага обычно идут рука об руку. Выбор области дизайна будет определять плотность дизайна. Расчетная площадь и плотность в конечном итоге говорят вам о количестве потока, которое потребуется системе для управления огнем.Расчетная площадь указывается в квадратных футах (ft2), а плотность — в галлонах в минуту на квадратный фут (gpm / ft2). Это позволяет проектировщику начать понимать систему с точки зрения защищаемой площади пола и необходимого количества воды.

Хотя кривые, используемые для классификации опасностей в NFPA 13 (2016) на рис. 11.2.3.1.1, легко читаются, проектировщик должен понимать, откуда берется начальная область проектирования. Целью системы является обеспечение наиболее экономичной конструкции или более высокого коэффициента безопасности? Обусловлены ли площадь проектирования или плотность требованиями юрисдикции, уникальными соображениями проектирования или страховым полисом?

Меньшие площади дизайна обычно связаны с более экономичным дизайном.Меньшие площади дизайна обычно связаны с более экономичным дизайном (Brock, 2012). Тем не менее, некоторые страховщики или юрисдикции могут потребовать более крупные расчетные площади с большей плотностью, отнесенной к меньшей площади, чтобы иметь больший коэффициент безопасности (Brock, 2012).

После выбора начальной области дизайна можно определить соответствующую плотность. Затем идут различные исключения из правил. Спринклеры быстрого реагирования? Наклонный потолок? Система сухих труб? Эти, а также другие корректировки приводят к изменениям в области дизайна.Сложны многочисленные корректировки, такие как система сухих труб на чердаке. Первоначальная площадь составляет 1500 футов2, а увеличенная на 30 процентов для системы сухих труб — 1950 футов2. Наклонный потолок будет увеличен на 30 процентов для окончательной удаленной зоны площадью 2535 кв. Футов. Однако можно не понять, откуда пришли эти изменения, не прочитав связанный текст вокруг NFPA 13, рисунок 11.2.3.1.1 (2016).

Если у вас есть склад, указанная выше цифра не применяется. Существует множество рисунков и таблиц, определяющих расчетную площадь и плотность размещения складских помещений.Без успешной классификации хранимого продукта разработчик может оказаться в неправильной главе при определении критериев проектирования склада. Кроме того, существуют различные специальные спринклеры, такие как режим управления для конкретного приложения (CMSA) или быстрого реагирования на раннее подавление (ESFR). Эти спринклеры используют метод проектирования, который не зависит от площади и плотности, но количество спринклеров рассчитывается в зависимости от типа используемого спринклера.

Расчетная площадь и выбор плотности в конечном итоге будут определять объем потока, который потребуется системе.Поскольку вода является ключевым элементом в управлении или тушении большинства пожаров, эти шаги в процессе проектирования необходимо тщательно продумать. Решения будут приниматься в соответствии с потребностями владельцев собственности, страховщиков и юрисдикции.

Расположение расчетной области
Заключительные шаги, которые необходимо выполнить перед первым расчетом потери давления, — это определение количества спринклеров, необходимых в расчетной области, как выглядит расчетная область и где должна быть расположена расчетная область. внутри системы.Предполагаемое количество спринклеров в расчетной зоне определяется одним из двух способов. Первый способ — это разделение используемой расчетной площади на площадь, защищаемую одним дождевателем. Затем это значение округляется до следующего целого спринклера. Однако этот расчет работает только в том случае, если все спринклеры на плане защищают территорию одинакового размера, и ни одна из спринклеров не расположена ближе к стене, чем на ½ расстояния до соседней ветки. По этим причинам этот подход обычно определяет меньшее количество спринклеров, чем требуется.Второй метод определения количества спринклеров заключается в суммировании фактической площади пола, защищенной каждым спринклером, до тех пор, пока совокупное значение не станет по крайней мере указанной расчетной площадью. (Brock, 2012) Это кратко показано на рисунке A.23.4.4 NFPA 13.

Далее необходимо определить форму области дизайна. NFPA 13 (2016) требует, чтобы форма была прямоугольной. Чтобы определить первое измерение, NFPA 13 (2016) требует, чтобы ширина области дизайна была как минимум в 1,2 раза больше квадратного корня из области дизайна.Чем больше ширина, тем выше потребность в системе (Brock, 2012). Эта ширина применяется к размеру, параллельному линиям ответвления. Такой подход требует включения в ответвление большего количества спринклеров, что потребует большей гидравлической нагрузки. Например, в зоне проектирования с 12 спринклерами на ответвлении будет четыре спринклера. Это более требовательно с точки зрения гидравлики, чем четыре ответвления с тремя спринклерами в каждом. Спринклеры в пределах расчетной зоны должны обслуживаться одной и той же поперечной магистралью (NFPA, 2016).

После определения минимальной ширины области дизайна можно выбрать местоположение области дизайна. Гидравлические расчеты необходимо будет выполнить для наиболее ответственных точек системы. Эта область может находиться в самой дальней точке стояка системы в зависимости от длины трубы. Однако, если заполняемость в каждом номере разная, он может быть расположен в другом месте. В конечном итоге это означает, что одного гидравлического расчета может быть недостаточно, и проектировщику может потребоваться продемонстрировать соответствие системы с помощью нескольких расчетов.

Первый спринклер в гидравлических расчетах очень важен для правильной работы. Жилые спринклеры, спринклеры с расширенным покрытием, CMSA и ESFR начинаются с начального давления и расхода. Другие спринклеры следует определять путем умножения плотности на площадь защиты для каждого спринклера в разделе 8.5.2.1. Неправильное определение площади приводит к неправильному давлению и расходу. Расчеты оросителей после первого дождевателя также будут неправильными. Рецензенты плана согласны с этим, поэтому, если первый спринклер не работает, нет никаких причин для продолжения обзора плана.

Компьютерные программы
Компьютерные программы расчета автоматического спринклера становятся все более изощренными. Они могут предоставить множество информации от традиционной информации о длине и размерах труб до технических характеристик используемых клапанов и фитингов. Программы могут автоматически заполнять размеры труб, работать в двух- или трехмерных приложениях или быстро пересчитывать системы на основе изменений, внесенных в конструкцию системы.

В дополнение ко всем преимуществам компьютерных программ, есть еще элемент знания гидравлических расчетов и применения стандарта.Компьютерные программы по-прежнему требуют ввода определенной информации вручную. У программ есть настройки по умолчанию, которые, возможно, потребуется изменить. Вот где так важно знать этапы проектирования. Хотя компьютерные программы упростили процесс проектирования и расчета, это не избавляет проектировщиков от необходимости понимать основные принципы конструкции спринклерных систем. Без обучения в этой области новые дизайнеры могут предположить, что компьютерная программа все сделает правильно.

Заключение
Разработчикам спринклерных систем важно понимать различные требования NFPA 13.В дополнение к NFPA 13 проектировщики должны знать требования к проекту, которые могут исходить из спецификаций, чертежей и компетентных органов. Несмотря на то, что каждый проект и конструкция системы уникальны, начальные этапы каждого проекта — нет. Очень важно правильно классифицировать заполняемость, чтобы не повлиять на остальную часть конструкции. Выбор расчетной площади и плотности обеспечивает систему количеством воды, необходимым для управления или тушения пожара. Расположение и форма расчетной области гарантируют, что расчеты будут выполнены для наихудшего сценария.Компьютерные программы обеспечивают простоту и гибкость в процессе проектирования. Однако программа не исправит ошибки, допущенные на начальных этапах процесса проектирования. Усилия и качество, вложенные в компьютерную программу, — вот то, что выйдет в результате. Другими словами, качество на выходе равно качеству на выходе или мусор на выходе равен мусору. Понимание основных принципов гидравлического проектирования и применения стандартов проектирования поможет разработчикам спринклерных систем выполнять работу правильно и эффективно.

Вирджиния Чартер, ЧП, доцент программы ОГУ по программе противопожарной защиты и техники безопасности. Она получила степень бакалавра наук в ОГУ в области технологий противопожарной защиты и техники безопасности и степень магистра наук в WPI в области инженерии противопожарной защиты. Она является дипломированным инженером по противопожарной защите в Неваде, Калифорнии и Оклахоме. До возвращения в OSU Чартер был старшим консультантом в офисе Rolf Jensen & Associates, Inc. в Лас-Вегасе.Она принимала активное участие в проектировании выходов для больших объектов смешанного назначения. Она разработала технические характеристики и концептуальные чертежи для систем пожарной сигнализации и автоматических спринклерных систем, а также проектную документацию по строительству, включая отчеты о противопожарной защите, эквиваленты кодов и общие консультации по кодам для многих проектов по всей стране и за рубежом. Кроме того, Чартер обладает ценными техническими знаниями в области анализа систем контроля задымления, включая ввод в эксплуатацию систем контроля задымления.

,

Расчет и подбор теплообменников

Проблема 1

Выходящий из реактора поток горячего продукта необходимо охладить от начальной температуры t 1 000 = 95 ° C до конечной температуры t 1 = 50 ° C; для этого он направляется в холодильник, куда подается вода с начальной температурой t 2 н = 20 ° C. Пожалуйста, рассчитайте ∆t ср для условий прямого и противотока в холодильнике.

Решение: 1) Поскольку конечная температура охлаждающей воды t 2 для прямого потока теплоносителя не может превышать значение конечной температуры горячего теплоносителя (t 1 к = 50 ° C), поэтому предположим, что t 2 к = 40 ° C.

Рассчитаем средние температуры на входе и выходе холодильника:

∆t н ср = 95 — 20 = 75;

∆t к ср = 50 — 40 = 10

∆t ср = 75 — 10 / л (75/10) = 32.3 ° С

2) Для условий противотока, предположим, что конечная температура воды такая же, как и для прямого потока теплоносителя, т.е. t 2 к = 40 ° C.

∆t н ср = 95 — 40 = 55;

∆t к ср = 50 — 20 = 30

∆t ср = 55 — 30 / л (55/30) = 41,3 ° C

Проблема 2

Используя условия задачи 1, определите требуемую поверхность теплообмена (F) и расход охлаждающей воды (G).Расход горячего продукта G = 15000 кг / час и его теплоемкость C = 3430 Дж / кг · град (0,8 ккал · кг · град). Параметры охлаждающей воды следующие: теплоемкость c = 4080 Дж / кг · град (1 ккал · кг · град), коэффициент теплопередачи k = 290 Вт / м 2 · град (250 ккал / м 2 * град. ).

Решение: Используя уравнение теплового баланса, получим выражение для определения теплового потока при нагревании холодного теплоносителя:

Q = Q гт = Q хт

Откуда: Q = Q гт = GC (t 1 н — t 1 к ) = (15000/3600) · 3430 · (95-50) = 643125 Вт

Полагая t 2 к = 40 ° C, найдем расход холодного теплоносителя:

G = Q / c (t 2 к — t 2 ) = 643125/4080 (40-20) = 7.9 кг / с = 28500 кг / ч

Требуемая поверхность теплообмена

В случае прямого потока:

F = Q / k · ∆t ср = 643125/290 · 32,3 = 69 м 2

В случае противотока:

F = Q / k · ∆t ср = 643125/290 · 41,3 = 54 м 2

Проблема 3

На заводе газ транспортируется по стальному трубопроводу с наружным диаметром d 2 = 1500 мм, толщиной стенки δ 2 = 15 мм, теплопроводностью λ 2 = 55 Вт / м · град.Изнутри трубопровод облицован шамотным кирпичом толщиной δ 1 = 85 мм, теплопроводностью λ 1 = 0,91 Вт / м · град. Коэффициент теплопередачи от газа к стене α 1 = 12,7 Вт / м 2 · град; от внешней поверхности стены до воздуха α 2 = 17,3 Вт / м 2 · град. Найдите коэффициент теплопередачи от газа к воздуху.

Решение: 1) Определим внутренний диаметр трубопровода:

d 1 = d 2 — 2 · (δ 2 + δ 1 ) = 1500 — 2 (15 + 85) = 1300 мм = 1.3 м

Средний диаметр футеровки:

d 1 ср = 1300 + 85 = 1385 мм = 1,385 м

Средний диаметр стенки трубопровода:

d 2 ср = 1500-15 = 1485 мм = 1,485 м

Рассчитаем коэффициент теплопередачи по формуле:

k = [(1 / α 1 ) · (1 / d 1 ) + (δ 1 / λ 1 ) · (1 / d 1 ср ) + (δ 2 / λ 2 ) · (1 / d 2 ср ) + (1 / α 2 )] -1 = [(1/12.7) · (1 / 1,3) + (0,085 / 0,91) · (1 / 1,385) + (0,015 / 55) · (1 / 1,485) + (1 / 17,3)] -1 = 5,4 Вт / м 2 · град

Проблема 4

Однопроходный кожухотрубный теплообменник нагревает метанол с водой от начальной температуры 20 до 45 ° C. Водяной поток охлаждается от 100 до 45 ° C. Пучок теплообменника содержит 111 трубок, диаметр одной трубки 25х2,5 мм. Скорость потока метанола по трубкам составляет 0,8 м / с (Вт). Коэффициент теплопередачи 400 Вт / м 2 · град.Пожалуйста, определите общую длину пучка труб.

Решение:

Определим среднюю разность температур теплоносителя как среднее логарифмическое значение.

∆t н ср = 95 — 45 = 50;

∆t к ср = 45-20 = 25

∆t ср = 50 + 25/2 = 37,5 ° C

Затем давайте определим среднюю температуру теплоносителя, протекающего через межтрубное пространство.

∆t ср = 45 + 20/2 = 32.5 ° С

Определим массовый расход метанола.

G сп = n · 0,785 · d вн 2 · w сп · ρ сп = 111 · 0,785 · 0,02 2 · 0,8 · = 21,8

ρ сп = 785 кг / м 3 — плотность метанола при 32,5 ° С, значение взято из справочной литературы.

Затем определим тепловой поток.

Q = G сп с сп к сп — т н сп ) = 21.8 · 2520 (45-20) = 1,373 · 10 6 Вт

c сп = 2520 кг / м. 3 — теплоемкость метанола при 32,5 ° С, значение взято из справочной литературы.

Определим требуемую поверхность теплообмена.

F = Q / K∆t ср = 1,373 · 10 6 / (400 · 37,5) = 91,7 м 3

Рассчитаем общую длину пучка труб по среднему диаметру трубок.

L = F / nπd ср = 91.7/111 · 3,14 · 0,0225 = 11,7 м.

В соответствии с рекомендациями, общая длина пучка труб должна быть разделена на несколько участков предлагаемого типоразмера с обеспечением необходимого запаса поверхности теплообмена.

Проблема 5

Пластинчатый теплообменник используется для нагрева потока 10% раствора NaOH с 40 ° C до 75 ° C. Расход гидроксида натрия 19000 кг / ч. В качестве теплоносителя используется конденсат водяного пара с расходом 16000 кг / ч и начальной температурой 95 ° C.Примем коэффициент теплопередачи 1400 Вт / м 2 · град. Рассчитайте основные параметры пластинчатого теплообменника.

Решение: Найдем количество переданного тепла.

Q = G р с р (t к р — t н р ) = 19000/3600 · 3860 (75-40) = 713 028 W

Из уравнения теплового баланса определим конечную температуру конденсата.

т к х = (Q · 3600 / G к с к ) — 95 = (713028 · 3600) / (16000 · 4190) — 95 = 56.7 ° С

с р , к — теплоемкость раствора и конденсата, значения указаны в справочных материалах.

Определим средние температуры теплоносителя.

∆t н ср = 95 — 75 = 20;

∆t к ср = 56,7 — 40 = 16,7

∆t ср = 20 + 16,7 / 2 = 18,4 ° C

Определим сечение каналов; для расчета примем массовую скорость конденсата Wk = 1500 кг / м 2 · сек.

S = G / W = 16000/3600 · 1500 = 0,003 м 2

Полагая ширину канала b = 6 мм, найдем ширину спирали.

B = S / b = 0,003 / 0,006 = 0,5 м

Исходя из рекомендаций, примем ширину спирали по ближайшему большему табличному значению B = 0,58 м.

Уточним сечение канала

S = B · b = 0,58 · 0,006 = 0,0035 м 2

и массовая скорость потоков

W р = G р / S = 19000/3600 · 0.0035 = 1508 кг / м 3 · сек

W к = G к / S = 16000/3600 · 0,0035 = 1270 кг / м 3 · сек

Поверхность теплопередачи спирального теплообменника определяется следующим образом.

F = Q / K∆t ср = 713028 / (1400 · 18,4) = 27,7 м 2

Определим рабочую длину спирали

L = F / 2B = 27,7 / (2 · 0,58) = 23,8 м

Далее определим шаг спирали, задав толщину листа δ = 5 мм.

t = b + δ = 6 + 5 = 11 мм

o Рассчитать количество витков каждой спирали, исходный диаметр спирали следует принять, исходя из рекомендаций, как d = 200 мм.

N = (√ (2L / πt) + x 2 ) — x = (√ (2 · 23,8 / 3,14 · 0,011) +8,6 2 ) — 8,6 = 29,5

где х = 0,5 (d / t — 1) = 0,5 (200/11 — 1) = 8,6

Требуемый диаметр спирали определяется следующим образом.

D = d + 2Nt + δ = 200 + 2 · 29,5 · 11 + 5 = 860 мм.

Проблема 6

Определите гидравлическое сопротивление теплоносителя, создаваемое в четырехходовом пластинчатом теплообменнике с длиной канала 0,9 м и эквивалентным диаметром 7,5 × 10 -3 , когда бутиловый спирт охлаждается водой. Свойства бутилового спирта следующие: расход G = 2,5 кг / с, скорость W = 0,240 м / с и плотность ρ = 776 кг / м 3 (критерий Рейнольдса Re = 1573> 50). Свойства охлаждающей воды следующие: расход G = 5 кг / с, скорость W = 0.175 м / с и плотностью ρ = 995 кг / м 3 (критерий Рейнольдса Re = 3101> 50).

Решение: Определим коэффициент местного гидравлического сопротивления.

ζ бс = 15 / Re 0,25 = 15/1573 0,25 = 2,38

ζ в = 15 / Re 0,25 = 15/3101 0,25 = 2,01

Уточним скорость движения спирта и воды в арматуре (считая, что d шт = 0,3м)

W шт = G бс / ρ бс 0.785d шт 2 = 2,5 / 776 · 0,785 · 0,3 2 = 0,05 м / с меньше 2 м / с, поэтому его можно не учитывать.

W шт = G в / ρ в 0,785d шт 2 = 5/995 · 0,785 · 0,3 2 = 0,07 м / с меньше 2 м / с, следовательно, может игнорировать.

Определим гидравлическое сопротивление бутилового спирта и охлаждающей воды.

∆Р бс = хζ · (л / сут) · (ρ бс w 2 /2) = (4 · 2.38 · 0,9 / 0,0075) · (776 · 0,240 2 /2) = 25532 Па

∆Р в = хζ · (л / сут) · (ρ в w 2 /2) = (4 · 2,01 · 0,9 / 0,0075) · (995 · 0,175 2 /2) = 14699 Па.

,

Гидравлический расчет | Scientific.Net

Схема отсечки клапана и анализ зоны воздействия многоисточниковой петлевой трубопроводной сети на основе ARCGIS

Аннотация: На основе ArcGIS моделируется и моделируется сложная тепловая сеть с несколькими источниками тепла и несколькими контурами, и предлагается функциональный метод с использованием модели данных базы геоданных, с помощью которой можно быстро создать взаимосвязанную матрицу и матрицу основного контура тепловой сети, и рассчитать гидравлический режим тепловой сети по базовой схеме.Когда в Тепловой сети происходит авария с разрывом трубопровода, наряду с изменениями в логической модели сети, изменяется и вся расчетная модель. Этот метод применяется для исследования схемы отключения клапана после аварии с разрывом трубы, влияние нагрева Авария может быть проанализирована количественно, а также сравнивается степень влияния, когда авария с разрывом трубы происходит в другом месте.

178

Проблемы и решения при проектировании сетей водостока

Резюме: В настоящее время в нашем городе наблюдается более сильное ливневое заболачивание, одна из основных причин заключается в том, что существует много недостатков в проектировании водосточной сети, эта статья в проекте сети трубопроводов должна быть разумной для определения коэффициента стока грунтовых вод, время грунтовых вод, коэффициент уменьшения, площадь водосбора, положение и количество оврага в соответствии с измеренными данными, и соответствующее увеличение интервала повторяемости в соответствии с фактическими данными в инженерии, гидравлический расчет, насколько это возможно, для выбора наборов данных большего диаметра, точное время расчета потока, чтобы существенно снизить городское ливневое заболачивание.

3437

Применение генетического алгоритма в гидравлическом расчете капиллярной системы кондиционирования воздуха

Авторы: Юн Ань Ли, Синь Ян Цуй, Сюэ Лай Лю, Чуань Ян Чжао, Чжи Синь Лю, Цю Ян Чжан

Аннотация: В данной статье кратко представлены конструкция и особенности работы капиллярной системы кондиционирования воздуха, предложена многокритериальная задача оптимизации в процессе гидравлических расчетов с использованием генетического алгоритма для решения многоцелевой задачи оптимизации и создана модель гидравлического расчета капиллярной системы кондиционирования воздуха. ,Задачи гидравлического расчета преобразованы в задачи многокритериальной оптимизации оптимального по Парето решения с использованием генетического алгоритма (ГА). И GA был применен для иллюстрации соответствующей конкретной модели. Здесь описывается оптимальное удельное сопротивление трения при различных условиях потока.

1884

Проектирование водосброса для проекта по контролю и укреплению водохранилища Цзоцунь

Авторы: Синь Чжун Чжан, Ян Кэ Гао, Кэ Донг Тан

Аннотация: В качестве конкретного примера , в этом документе представлена ​​вся схема водосброса водохранилища Цзоцунь , и объясняется конкретный курс проектирования водосброса для проекта по контролю опасности и укреплению небольшого водохранилища с трех аспектов: расчет пропускной способности 、 водной поверхности профиль желоба и гидравлический расчет успокоительного бассейна.Проект может служить справочным материалом для подобной инженерии.

1378

Проектирование водосброса для проекта по контролю и укреплению водохранилища Сяогуо

Авторы: Ке Донг Тан, Руи Ли Цзин, Чонг Ван

Аннотация: в сочетании с проектированием водосброса при проектировании армирования водохранилища Сяогуо, эта статья представляет и исследует всю конструкцию водосброса, расчет пропускной способности и линии водной поверхности желоба, а также гидравлический расчет успокаивающего бассейна.Связанный процесс и результаты могут служить справочным материалом для аналогичных разработок.

1531

Гидравлические экспериментальные исследования двух видов неметаллических пластиковых труб

Авторы: Бао Цзюнь Лю, Чен Гуань, Чжи Чен Цзун

Аннотация: В качестве объектов исследования были выбраны два вида неметаллических труб: стальная каркасная полиэтилен-пластиковая композитная труба и армированная пластиковая композитная труба, эффект применения которых на месторождениях нефти предпочтителен.Было установлено внутреннее экспериментальное устройство для измерения сопротивления этих двух типов труб при разных расходах. Затем было использовано множество формул гидравлических расчетов для расчета потери напора на пути испытуемых труб и построены кривые зависимости градиента перепада давления от скорости потока и числа Рейнольдса. На основании сравнения расчетных значений и данных измерений были выбраны соответствующие формулы расчета потерь напора в пути для двух неметаллических труб соответственно.Результат показывает, что для стального каркаса полиэтиленопластиковой композитной трубы и армированной пластиковой композитной трубы для расчета гидравлических расчетов в пути рекомендуется использовать формулу Panhandle A и формулу Drew et al.

2014

Гидравлические экспериментальные исследования трубопровода из неметаллического пластика

Авторы: Бао Цзюнь Лю, Лин Чжан, Чен Гуань

Реферат: Коррозия стального трубопровода может привести к многочисленным утечкам, сокращению срока службы трубопровода и большим потерям.Решить проблему может использование неметаллического трубопровода. Трубопровод из армированного стекловолокном пластика — это трубопровод из неметаллического материала. Он удобен в установке, не подвержен коррозии в электрохимической среде, а срок его службы очень долгий. Таким образом, он широко используется во многих областях, таких как нефть, городское водоснабжение, очистка сточных вод и т. Д. В статье исследуются гидравлические расчеты трубопровода, а также потери сопротивления трения воды в трубопроводах из армированного стекловолокном пластика с различным диаметром. измеряется.На основе экспериментальных данных проанализированы погрешности между экспериментальными значениями и расчетными значениями формул гидравлического расчета. Рекомендуются формулы для расчета сопротивления трению в трубопроводе из армированного стекловолокном пластика.

1961

Метод определения оптимального диаметра трубы для греющей трубопроводной сети

Авторы: Мэй Цзе Ван, Вей Мин Ди, Ян Кэ Ван

Аннотация: Экономичность и гидравлическая устойчивость трубопроводной сети, имеющей фиксированную структуру, зависят от возможности согласования диаметра трубы.Для улучшения согласованности и маневренности при выборе диаметра трубы представлен новый метод проектирования. Реальный пример показывает, что трубопроводная сеть, спроектированная с использованием нового метода, имеет отличное техническое качество и наименьшие затраты на жизненный цикл, а также может обеспечить экономию более 7 процентов по сравнению с исходной конструкцией.

385

Гидравлический расчет и реформирование тепловой сети Юйхуа в Шицзячжуане на основе теории графов

Авторы: Цзянь Цзюнь Ху, Хуа Ян, Чун Хуа Сун, Чэн Ин Ци, Го Цян Ся

Аннотация: В ситуации достаточной способности источника тепла, сеть Yuhua в Шицзячжуане имела некоторые явления, такие как неравномерное нагревание, серьезные нарушения, надежность нагрева дальнего конца была недостаточной.Основываясь на основном принципе теории графов, в этой статье был проведен подробный гидравлический расчет кольцевой трубопроводной сети, определена и реализована разумная программа трансформации, и, наконец, проведено исследование и испытание для реальной эксплуатационной сети после реформирования. Результаты показывают, что после реформирования фактическая тепловая сеть работает нормально, повышает безопасность и надежность отопления, поэтому метод гидравлических расчетов, основанный на теории графов, является точным и имеет определенный ориентир для реформирования энергосбережения других трубопроводных сетей.

606

Исследование метода гидравлического расчета водонагнетательной трубопроводной сети формы ответвления на основе двоичного дерева

Авторы: Ли Синь Вэй, Цзян Бо Вэнь, Лу Ин Чжан, Ян Чун Сюй, Пэн Ли

Аннотация: На основе анализа технологических и структурных характеристик водонагнетательной сети разветвленной формы в данной статье разработан метод гидравлического расчета водонагнетательной сети разветвленной формы на основе бинарного дерева.Этот метод имеет множество преимуществ, таких как высокая скорость вычислений, меньший объем памяти, высокая точность вычислений и т. Д. Согласно ему, в этой статье была составлена ​​компьютерная программа и представлен реальный пример.

2266

,

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

, снова . Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курсе

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие »

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

«нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

и онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признать, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест в течение

.

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Очень полезен документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «.

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии »

.