Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной системы водяного отопления

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный

университет» (ННГАСУ)

Кафедра гидравлики

Курсовая работа

Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной системы

водяного отопления

Студент 3 курса гр. 310 А.С.Лебедев

Проверил А. А. Низов

Нижний Новгород – 2011

Содержание

Введение………………………………………………………………………….2

Исходные данные……………………………………………………………….3

1.Расчет первого кольца.. …………………………………………………….4

1.1. Разбиваем первое кольцо на 2 участка……………………….…..4

1.2. Определяем располагаемое давление в первом кольце……….4

1.3. Определяем расход теплоносителя………………………………...4

1.4. Определяем диаметр трубопровода………………………………..5

1.5. Определяем действительную скорость жидкости………………..5

1.7. Определяем коэффициент Дарси…………………………………...5

1.8.Определяем общие потери давления в первом кольце………….6

1.9.Определяем невязку………………………………………...…………7

2.Расчет второго кольца.………………………………………………………9

2.1. Определяем располагаемое давление в первом кольце……….9

2.2. Определяем расход теплоносителя………………………………...9

2.3. Определяем диаметр трубопровода………………………………..9

2.4. Определяем действительную скорость жидкости………………10

2.6. Определяем коэффициент Дарси………………………………….10

2.8.Определяем общие потери давления в первом кольце...……...11

2.9.Определяем невязку…………..……………………………………...11

3.Список литературы…………………………………………………………14

Введение

Отопление - это искусственный обогрев помещений в холодный период года с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта, а иногда и требованиям технологического процесса.

Целью выполняемой работы является практическое использование теоретических знаний для гидравлического расчета отопительной системы здания.

В качестве расчетной системы отопления здания предусмотрена двухтрубная гравитационная система водяного отопления с верхней разводкой. В двухтрубных системах отопления горячая вода проходит через параллельно присоединенные к подающим трубопроводам отопительные приборы, и постепенно охлаждаясь в них, возвращается в котел по самостоятельной линии. При верхней разводке магистральный распределительный трубопровод прокладывается выше нагревательных приборов.

1.РАСЧЕТ ПЕРВОГО КОЛЬЦА.

В системе имеется два возможных пути теплоснабжения:

Первое кольцо К-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12К
Второе кольцо К-1-2-3-4-5-13-14-15-9-10-11-12-К

1.1.Разбиваем первое кольцо на 2 участка.

1. С тепловой нагрузкой на 2 отопительных прибора

q1+ q2=6200+7200=13400 Вт

L1 (К1-1-2-3-4…9-10-11-12-К)

2. С тепловой нагрузкой на 1 отопительный прибор

q1=6200 Вт L2(6-7-8-9).

1.2.Определяем располагаемое давление в первом кольце.

P_PI = g·h₁· (ρ_o-ρ_г) + ∆P , Па (1)

где h₁- расстояние от центра котла до центра нагревательного прибора ( h₁=3,2 м );

ρ_o,ρ_г- плотности охлажденной и горячей воды соответственно

( [1]с.6 )

∆P - дополнительное давление за счет охлаждения теплоносителя в магистралях и стояках ( [2]с.198 ).

ρ_o = 974,89 кг/м³,ρ_г = 961,92 кг/м³

Принимаем ∆P = 150 Па.

P_PI = 9,81·3,2· (974,89-961,92) + 150 = 557,15 Па

1.3.Определяем расход теплоносителя.

(2)

где q₁, q₂–тепловые нагрузки

с - удельная теплоемкость воды (с = 4,2 кДж/K)

1.4.Определяем диаметр трубопровода.

(3)

V_доп - допускаемая скорость движения теплоносителей (V_доп 0,2 м/c)

d_1ст=40 мм

d_2ст=25 мм

1.5.Определяем действительную скорость жидкости.

(4)

(5)

где ν –коэффициент кинематической вязкости (ν = 0,35·10^-6 м²/c ([1] с.9)

Оба процесса турбулентные.

1.7.Определяем коэффициент Дарси ( )

, (6)

где k_э – эквивалентная шероховатость оцинкованных стальных труб, бывших в эксплуатации (k_э = 0,5 мм ([1] с.56))

1.8.Определяем общие потери давления в первом кольце

- линейные ,Па (7)

l1=6,9+28,6+0,5+4,0+29,9+0,7=70,6м

l2=3,0+1,3+1,2=5,5м

- местные (8)

Местное сопротивление на участке 1 ([2]c.208):

котел стальной ξ = 2

вентиль с косым шпинделем в т.1 ξ = 2,5

тройник на повороте в т.2 ξ = 1,5

тройник на проход в т.3 ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,5

отвод под углом 90^◦ в т.4 ξ = 0,5

отвод под углом 90^◦ в т.10 ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,5

тройник на проход т.11 ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,5

поворот в т.12 ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,5

∑ξ=19,5

Местное сопротивление на участке 2

●тройник на проходе в т.5 ξ = 1,0

●отвод под углом 90^◦ в т.6 ξ = 1,0

●кран двойной регулировки в т.7 ξ = 2

●отопительный прибор П3

(радиатор двухколонный) ξ = 2

●тройник на поворот в т.9 ξ = 1,5

∑ξ=7,5

,Па (9)

РI=491,07+91,08+159,57+81,71=823,43 Па

1.9.Определяем невязку.

(10)

Невязка не сходится, поэтому изменяем диаметр трубы на первом участке(d_1ст=50 мм)

>2320

Местное сопротивление на участке 1

котел стальной ξ = 2

вентиль с косым шпинделем в т.1 ξ = 2,0

тройник на повороте в т.2 ξ = 1,5

тройник на проход в т.3 ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

отвод под углом 90^◦ в т.4 ξ = 0,5

отвод под углом 90^◦ в т.10 ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

тройник на проход т.11 ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

поворот в т.12 ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

∑ξ=17,0

РI=153,15+91,08+52,68+81,71=378,62 Па

Невязка не сходится, поэтому на участке 1-2 возьмем промежуточную точку А. Сделаем гидравлический расчет при диаметре труб d1=40 мм на участке 1-А и d’1=50 мм на участке А-1, а на втором участке оставляем диаметр трубы d₂=25 мм.

l₁ = 12,0 м

l’₁ = 23,5+0,5+4,0+29,9+0,7= 58,6 м

Местное сопротивление при диаметре d1=40 мм

котел стальной ξ = 2,0

вентиль с косым шпинделем в т.1 ξ = 2,5

внезапное расширение ξ = 1,0

тройник на повороте в т.2 ξ = 1,5

∑ξ=7,0

Местное сопротивление при диаметре d'1=50 мм

тройник на проход в т.3 ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

отвод под углом 90^◦ в т.4 ξ = 0,5

отвод под углом 90^◦ в т.10 ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

тройник на проход в т.11 ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

поворот в т.12 ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем ξ = 2,0

∑ξ=11,5

РI=83,47+127,12+91,08+57,28+35,64+81,71=476,3 Па

Невязка сошлась.

2.РАСЧЕТ ВТОРОГО КОЛЬЦА.

К-1-2-3-4-5-13-14-15-9-10-11-12-К, так как участок К1-1-2-3-4-5…9-10-11-12-К является общий для обоих колец, диаметры которых рассчитаны, то необходимо найти диаметр на участке 13-14-15-9.

1.1.Определяем располагаемое давление во втором кольце.

P_PII = 9,81·6,3· (974,89-961,92) + 150 = 951,58 Па

1.2.Определяем расход теплоносителя.

1.3.Определяем диаметр трубопровода.

d_3ст=25 мм

1.4.Определяем действительную скорость жидкости.

1.5.Определяем коэффициент Дарси ( )

1.6.Определяем общие потери давления в первом кольце

L3=1,0+1,1+3,1=5,2м

Местное сопротивление на участке 3

тройник на повороте в т.5 ξ = 1,5

кран двойной регулировки в т.13 ξ = 2

отопительный прибор П4 (радиатор двухколонный) ξ = 2

отвод под углом 90^◦ в т.15 ξ = 1

тройник на проходе в т.9 ξ = 1

∑ξ=7,5

РII=83,47+127,12+120,74+57,28+35,64+117,66=541,91 Па

1.7.Определяем невязку.

Невязка не сошлась. Меняем d_3ст и принимаем равным d_3ст =20 мм.

Т.к. скорость движения теплоносителя V ₃превышает допустимую (V_доп=0,2 м/с), то для погашения излишнего давления вводят дополнительное сопротивление в виде диафрагмы.

Определяем излишнее давление:

-(10-15%)·РРII , Па (11)

ΔРизл=951,58-541,91-0,12·951,58=295,48 Па

(12)

По найденному значению коэффициента диафрагмы находим

([1] с.237 ):

Отсюда диаметр диафрагмы равен:

,мм (13)

Невязка сошлась.

Список литературы

[1] Альтшуль А.Д. Примеры расчетов по гидравлике. М., 1976.

[2] Справочник по теплоснабжению и вентиляции, ч.I, издательство «Будивельник», Киев, 1968.

[3] Справочник проектировщика под редакцией И.Г.Староверова. Внутренние санитарно-технические устройства, ч.I Отопление, водопровод, канализация. Стройиздат, М.,1976

Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной системы водяного отопления 📙 Курсовая → 🆔 60518