Гидравлический расчет тепломагистрали №2

Гидравлический расчет - один из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети. Задачами гидравлического расчета в данной работе являются:

• 1. Определение падения давления (напора);
• 2. Определение давлений (напоров) в различных точках сети.

Исходной зависимостью для определения удельного линейного падения давления в трубопроводе является уравнение Дарси

,[Па/м]

где л - коэффициент гидравлического трения,

щ - скорость среды, [м/с],

с - плотность среды, [кг/м³],

d - внутренний диаметр трубопровода, [м],

G - массовый расход, [кг/с].

Коэффициент гидравлического трения л зависит от состояния стенки трубы (гладкая или шероховатая) и режима движения жидкости (ламинарное или турбулентное).

Согласно рекомендациям [1], определение области движения теплоносителя, в которой работает трубопровод, следует производить только при расчете участков с малой нагрузкой (абонентские ответвления с малым расходом теплоносителя). При расчете магистральных линий (которые и рассматриваются в данной работе) и основных ответвлений проверку расчетной области можно не выполнять, считая, что эти сети работают в квадратичной области.

При работе трубопровода в квадратичной области:

- линейное удельное падение давления определяется по формуле из [1-5.15]

, [Па/м] (1)

где - коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней стенки трубопровода, [м^3,25 кг],

G - массовый расход теплоносителя, [кг/с],

d - внутренний диаметр трубопровода, [м].

- эквивалентная длина местных сопротивлений определяется по формуле из [1-5.20]

, [м] (2)

где A_l - коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней стенки трубопровода, [м ^-0,25],

о - величина, зависящая от характера сопротивления,

- суммарное падение давления в трубопроводе определяется по формуле из [1-5.25]

, [Па] (3)

где l - длина участка трубопровода, [м].

- суммарная потеря напора на участке трубопровода определяется по формуле из [1-5.4]

, [м] (4)

где г = с ·g - удельный вес жидкости, [Н/м],

с - плотность жидкости, [кг/м³],

g - ускорение свободного падения, [м/с²].

На основе имеющихся материалов испытаний тепловых сетей и водопроводов в СНиП 2.04.07-86 для гидравлического расчета принимаю значение абсолютной эквивалентной шероховатости равное k_э= 0,5 ·10 ^-3 . При этом значении абсолютной эквивалентной шероховатости по [1] табл.5.1 принимаю:

= 13,62·10 ^-6 м^3,25 кг,

= 60,7 м ^-0,25

Величины местных сопротивлений выбираю по [1] приложение 10, [2] приложение 8, [3], [4] приложения 4.5 ч 4.25 в зависимости от вида местного сопротивления.

Величины плотностей воды принимаю по [1] приложение 9.

Результаты расчета всех участков проведенные по формулам 1 - 4 сведены в таблицы 1 и 2.

Таблица 2.1

Результаты расчета потерь давления (напора) в прямом сетевом трубопроводе.

Таблица 2.2 Результаты расчета потерь давления (напора) в обратном сетевом трубопроводе.

Произвожу расчет давлений (напоров) в контрольных точках трубопроводов используя уравнение Бернулли для установившегося движения по трубопроводу несжимаемой жидкости.

(5)

При гидравлическом расчете тепловых сетей, как правило, не учитывают отношение w²/2g, представляющее собой скоростной напор потока в трубопроводе, так как он составляет собой сравнительно небольшую долю полного напора и изменяется по длине сети незначительно. Поэтому расчет производится по формуле

(6)

где Н_п - полный напор, [м],

Z - высота расположения оси трубопровода над плоскостью отсчета,[м]

Н - пьезометрический напор, [м],

Р - давление в трубопроводе, [Па].

Подставляя полученное выражение в уравнение Бернулли получаем уравнение зависимости давлений (напоров) в различных точках трубопроводов.

(7)

Результаты расчетов, произведенных по формулам 6 и 7, с учетом результатов расчетов потерь давления (напора) из таблиц 1 и 2, сведены в таблицу 3.

Таблица 2.3

Результаты расчетов давлений (напоров) в различных точках трубопроводов.

По результатам расчетов, на рисунке 2.1, построен пьезометрический график тепломагистрали №2 тепловых сетей поселка Инской.

Рис.2.1 График тепломагистрали №2 тепловых сетей поселка Инской