87346

Гидравлический расчёт двухтрубной гравитационной системы

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Для заполнения системы водой она подсоединяется к водопроводной сети; для спуска воды из отопительной системы в самой низкой точке системы предусматривается сливное устройство и канализацию. Для регулирования теплоотдачи нагревательных приборов на горячей подводке к приборам устанавливаются...

Русский

2015-04-19

197.41 KB

10 чел.

3

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)

Кафедра Гидравлики

Расчетно-графическая работа

Гидравлический расчёт двухтрубной

гравитационной системы

Выполнил:
Студент                      

      

Проверил:        Жизняков В.В.  

Нижний Новгород 2014 г.


Содержание:

Задание

Введение

1. Цель работы

2. Исходные данные

3 .Расчет первого кольца

3.1 Определение длин участков на первом кольце

3.2 Определение располагаемого давления

3.3 Определение расходов воды на участках системы отопления

3.4 Задаёмся скоростью движения теплоносителя

3.5 Определяем диаметр трубопровода

3.6 Определяем действующие скорости

3.7 Определение режимов движения жидкости

3.8 Определяем потери давления на линейные и местные сопротивления

3.9 Определяем общие потери давления

3.10 Определяем невязку между располагаемым давление и потерями давления

3.11 Определяем действующие скорости

3.12 Определение режимов движения жидкости

3.13. Определяем потери давления на линейные и местные сопротивления

3.14 Определяем общие потери давления

3.15 Определяем невязку между располагаемым давлением и потерями давления

4 Расчет второго кольца

4.1 Определение располагаемого давления

4.2 Определяем расход теплоносителя

4.3 Задаемся скоростью движения теплоносителя и определяем диаметр трубопровода

4.4 Подбираем  стандартный диаметр трубопровода

4.5 Определяем действительную скорость движения

4.6 Определяем режимы движения жидкости

4.7 Определяем потери давления на линейные и местные сопротивления

4.8 Определяем общие потери давления

4.9 Определяем невязку между располагаемым давление и потерями давления и определяем диафрагму

Литература

 

               


ВВЕДЕНИЕ

В качестве расчетной системы отопления заданием предусмотрена двухтрубная гравитационная система отопления с верхней разводкой. Эта система состоит из водогрейного котла К, главного стояка Г.С., подающих и обратных магистральных трубопроводов, стояков горячей и холодной воды, нагревательных приборов П и расширительного сосуда Р.С., служащего для вмещения увеличивающегося при нагревании объема воды и устанавливаемого в самой высокой точке системы.

Вода, нагретая в котле К до температуры t1, поступает в главный стояк Г.С., а затем по падающему магистральному трубопроводу и стоякам горячей воды поступает к нагревательным  приборам П. При прохождении через последние вода, отдавая тепло, охлаждается до температуры t2 и по системе обратных труб возвращается в котел, затем снова нагревается и опять поступает к нагревательным приборам. Таким образом, в системе отопления осуществляется циркуляция воды.

Для заполнения системы водой она подсоединяется к водопроводной  сети; для спуска воды из отопительной системы в самой низкой точке системы предусматривается сливное устройство и канализацию. Для регулирования теплоотдачи нагревательных приборов на горячей подводке к приборам устанавливаются краны двойной регулировки, на остальных участках системы вентили и пробковые краны.   


1. Цель работы

1) Определить действующие напоры в расчетных кольцах системы.

2) Определить расчетные расходы воды на участках.

3) Подобрать диаметры трубопроводов.

4) Определить потери давления на трение и местные сопротивления.

5) Предусмотреть (если необходимо) гашение излишнего давления.


2. Исходные данные

Схема двухтрубной отопительной системы с указанием длин участков трубопроводов и размещения нагревательных приборов

Температура горячей воды

Температура охлаждённой воды

Тепловые нагрузки на приборы:

В системе имеются 2 возможных пути движения жидкости (2 кольца):

1-ое кольцо – через нижний нагревательный прибор

2-ое кольцо – через верхний нагревательный прибор

1 Кольцо: К – 1 – 2 – 14 – 15 –  3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 16 – 17 – 19 –10 – 18 – К  

2 кольцо: К – 1 – 2–  14 – 15 – 3 – 4 – 11 – 12 – 13 – 8 – 9 –16 – 17 – 19 –10 – 18 – К  


3. Расчет первого кольца (через нижний отопительный прибор)

3.1 Определение длин участков на первом кольце.

     q1+q2= K – 1 – 2 – 14 – 15 – 3 – 4 … 8 – 9 – 16 – 17 – 19 –10 – 18 – К

     l1=6,6+24,7+0,4+4,0+26,6+0,5=62,8 (м)

     q1= 4 – 5 – 6 – 7 – 8       

     l2= 2,9+0,9+1,3= 5,1 (м)

3.2 Определение располагаемого давления

Располагаемое давление на первом кольце определяется по формуле

PPI = (ρ0г)gh3 + ∆p, Па                                                           

где ρ0-плотность охлажденной воды, кг/м3;

ρ0=974,85 кг/м3 ,[1,с.211]

ρг-плотность горячей воды, кг/м3 ;

ρг=961,2 кг/м3 ,[1,с.211]

g -ускорение свободного падения, м/с2 ;

g=9,8 м/с2

h3 -расстояние по вертикали от центра нагрева до центра охлаждения, м;

p-дополнительное давление за счет охлаждения воды в стояках и трубах, Па;  

p=40 Па, [1,с.239]

PPI =

3.3 Определение расходов воды на участках системы отопления

, м3

где  –средняя плотность воды, кг/м3;

 =, кг/м3

= =968,03 (кг/м3)

с -удельная теплоемкость воды, кДж/м∙Со; с=4,1868 кДж/м∙Со, [2,с.211]                                         

3.4 Задаёмся скоростью движения теплоносителя

(скорость не препятствует выхода воздуха из теплоносителя)

3.5 Определяем диаметр трубопровода

 

принимаем ближайшие стандартные значения:

,[1, стр. 268]

,[1, стр. 268]

3.6 Определяем действующие скорости

3.7 Определение режимов движения жидкости

,

где -кинематический коэффициент вязкости, м2

,[1, стр. 211]

-турбулентный режим движения

-турбулентный режим движения

В случае турбулентного режима движения коэффициент определяется по формуле Альтшуля:

,

где -коэффициент эквивалентной шероховатости Коэффициент принимают для расчёта на отопительные системы из водопроводной оцинкованной стали,  [1, стр. 268]  

3.8 Определяем потери давления на линейные и местные сопротивления

Линейные потери: , Па,

где- коэффициент гидравлического трения

- длина трубопровода, м.

- внутренний диаметр трубопровода по сортаменту, м.

- действительная скорость течения воды, м/с

- средняя плотность воды, кг/м3

Местные потери: , Па, где

- безразмерный коэффициент местного сопротивления, зависящий от вида.

На 1-ом участке имеются следующие местные сопротивления:

для труб диаметром d=50 (мм)

            (К)-котел чугунный                                      ζ=2,5     

            (1)- вентиль                           ζ=2,0

            (2)-тройник на повороте                              ζ=1,5

            (14)- тройник на проходе                             ζ=1,0  

            (15)-вентиль прямоточный                          ζ=2,0    

            (3)-отвод 90                                                 ζ=0,5     

            (9)-отвод 90                                                 ζ=0,5     

            (16)-вентиль прямоточный                          ζ=2,0     

            (17)- тройник на проходе           ζ=1,0

            (19)-вентиль прямоточный                          ζ=2,0    

            (10)- тройник на повороте                           ζ=1,5     

            (18)-вентиль прямоточный                          ζ=2,0     

[1,стр.259]

На 2-ом участке имеются следующие местные сопротивления:

для труб диаметром d=32 (мм)

        (4)-тройник на прямой проход             ζ=1,0       

            (5)- отвод 90                                          ζ=1,0       

            (6)-кран двойной регулировки             ζ=2,0       

            (7)-отопительный прибор П3                ζ=2,0        

            (8)- тройник на повороте                      ζ=1,5          

, [1, стр. 259]

 

3.9 Определяем общие потери давления

∑РI=+++=256,86 (Па)

3.10 Определяем невязку между располагаемым давлением и потерями давления

Невязка получается больше допустимой. Уменьшаем диаметр на втором участке ,[1, стр. 268]

3.11 Определяем действующие скорости

3.12 Определение режимов движения жидкости

-турбулентный режим движения

3.13. Определяем потери давления на линейные и местные сопротивления

Местные потери: , Па, где

- безразмерный коэффициент местного сопротивления, зависящий от вида.

На 2-ом участке имеются следующие местные сопротивления:

для труб диаметром d=32 (мм)

    (4)-тройник на прямой проход             ζ=1,0       

            (5)- отвод 90                                         ζ=1,0       

            (6)-кран двойной регулировки             ζ=2,0       

            (7)-отопительный прибор П3              ζ=2,0        

            (8)- тройник на повороте                     ζ=1,5          

, [1, стр. 259]

3.14 Определяем общие потери давления

∑РI=+++=394,68 (Па)

3.15 Определяем невязку между располагаемым давлением и потерями давления

Невязка получается в пределах допустимой.

Расчет окончен.


4. Расчёт второго кольца (через верхний отопительный прибор)

Т. к. второе кольцо имеет общие участки с первым кольцом K – 1 – 2 – 14 – 15 – 3 – 4 … 8 – 9 – 16 – 17 – 19 –10 – 18 – К, то расчёт диаметров следует проводить только на участке 4-11-12-13-8 и длина этого участка  l3=0,9+1,0+2,8=4,7 (м)

4.1 Определяем располагаемое давление в кольце

Располагаемое давление на первом кольце определяется по формуле

PPI = (ρ0г)gh4 + ∆p, Па                                                           

где ρ0-плотность охлажденной воды, кг/м3;

ρ0=974,85 кг/м3 ,[1,с.211]

ρг-плотность горячей воды, кг/м3 ;

ρг=961,2 кг/м3 ,[1,с.211]

g -ускорение свободного падения, м/с2 ;

g=9,8 м/с2

     h4 -расстояние по вертикали от центра нагрева до центра охлаждения, м;

    ∆p-дополнительное давление за счет охлаждения воды в стояках и трубах, Па;  

p=40 Па, [1,с.239]

PPI =

4.2 Определяем расход теплоносителя

4.3 Задаёмся скоростью движения теплоносителя: и определяем диаметр трубопровода

4.4 Подбираем стандартный диаметр трубопровода

[1, стр. 268]

4.5 Определяем действительную скорость движения

4.6 Определяем режимы движения жидкости

-турбулентный режим движения

4.7 Определяем потери давления на линейные и местные сопротивления

Линейные потери:

На 3-ем участке имеются следующие местные сопротивления:

            (4)-тройник  на повороте                        ζ=1,5       

            (11)-кран двойной регулировки             ζ=2,0       

            (12)-Отопительный прибор П3               ζ=2,0  

            (13)- отвод 90                                          ζ=1,0             

            (8)- тройник на проходе                          ζ=1,0          

[1, стр. 259]

4.8 Определяем общие потери давления

∑РII=+76,15+55,88+83,14=347,96(Па)

4.9 Определяем невязку между располагаемым давлением и потерями давления

Т. к. невязка 58,7% превышает 10-15%, то избыточное давление гасим диафрагмой.

                             pдиаф=pрасп.2 - pf2- 0,13∙ pрасп.2 , Па                                                              

pдиаф.=842,62-347,96+0,13∙842,62=604,2 (Па)

Определяем по справочнику (Альтшуль А. Д. и др. «Примеры решения задач по гидравлике») интерполяцией:       

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

224

60,2

19,9

9,8

4,4

2,4

1,22

Расчет второго кольца окончен.

Список литературы

1.   Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч. Ч.1. Отопление /В. Н. Богословский [и др.] ; под ред. И. Г. Староверова, Ю. И. Шиллера. – 4-е изд.,перераб. и доп.  – М. : Стройиздат, 1990. – 343с. : ил. – (Справ. проектировщика).

2.   Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика : учеб. для вузов по специальности “Теплогазоснабжение и вентиляция” / А. Д. Альтшуль, Л. С. Животовский, Л. П. Иванов. – М. : Стройиздат, 1987. – 413с.

3.    Тихомиров, К. В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция : учеб. для строительных вузов по специальности “Промышленное и гражданское строительство” /К. В. Тихомиров, Э. С. Сергеенко. – 5-е изд., репринтное. – М. : ООО “Бастет”, 2007. - 480с. : ил.

4.   Белоусов, В. В. Основы проектирования систем центрального отопления / В. В. Белоусов, Ф. С. Михайлов. – М. : Госстройиздат, 1962. – 402с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33387. Структура с общей шиной и раздельной памятью 31.5 KB
  ОШ служит только для межпроцессорного обмена в процессе взаимодействия программных модулей выполняемых на разных ПРЦ. ММПС с объединёнными локальной и общей памятью процессоров Физически отдельная ОМП общая память может располагаться как на шинах ПРЦ так и на ОШ рис. Наибольшим быстродействием обладают структуры в которых общая память физически отделена и расположена на шинах ПРЦ так как в этих случаях отсутствуют конфликты при одновременных обращениях одного из ПРЦ в область локальной памяти и других ПРЦ в область общей памяти....
33388. Система управления МАЯК 600 на базе промышленного компьютера. Характеристика, структура 36 KB
  УЧПУ Маяк600 относится к многопроцессорным системам класса CNC. Структурная схема УЧПУ представлена на рис. УЧПУ предназначено для управления технологическим оборудованием и позволяет управлять 8 следящими приводами подач. Основные технические характеристики УЧПУ Маяк600 Наименование параметра Величина 1.
33389. Система управления Маяк 600 на базе ПК. Характеристика СУ, назначение модулей СУ 41.5 KB
  Основные технические характеристики УЧПУ Маяк600 Наименование параметра Величина 1. Максимальное число связей с электрооборудованием станка для одного блока вводавывода входы выходы 48 32 УЧПУ состоит из двух функциональных блоков: блока управления БУ и пульта оператора. Возможность работы с различными комбинациями модулей позволяет оптимально сконфигурировать УЧПУ применительно к управлению конкретным технологическим оборудованием. Компьютер БУ управляет УЧПУ по программе базового программного обеспечения хранящейся в электронном Flsh...
33390. СУ класса PCNC FMS 3000. Назначение, состав, структура 41 KB
  Устройство числового программного управления УЧПУ FMS3000 разработано на базе промышленной рабочей станции WS612 и комплекта плат сбора данных и управления. УЧПУ предназначено для управления различными станками и механизмами. Основные технические характеристики УЧПУ FMS3000: Количество одновременно управляемых осей систем координат . 24 Программное обеспечение УЧПУ реализовано на базе ядра жесткого реального времени.
33391. СУ класса PCNC MSH-PС104. Назначение, состав, структура 31.5 KB
  Конструктивно состоит из двух блоков: управления и пультового. Пульт управления имеет цветной плоскопанельный с активной TFT матрицей дисплей 121 мембранную клавиатуру и Flsh память емкостью 32 64 128 Mb. УЧПУ обеспечивает следующие технологические функции: токарная фрезерная версия ПО â€œMSHKCNCâ€; G M T коды параметрическое программирование подпрограммы циклы; графический интерактивный режим разработки УП; графический модуль отображения траектории движения инструмента; измерительные циклы; компенсация люфтов...
33392. СУ класса PCNC MSH-TURBO-M. Назначение, состав, структура 34 KB
  Основные принципы менеджмента включают в себя: принцип научности важно понимать причины несовпадения целей и результатов видеть противоречия между теорией и практикой знать свойства больших систем и методы работы в них; принцип системности и комплексности важно видеть наиболее значимый комплекс взаимосвязанных и взаимообусловленных подсистем входящих в организацию например как в Японии: подсистема пожизненного найма подсистема подготовки на рабочем месте подсистема ротации кадров подсистема репутаций подсистема...
33393. СУ класса PCNC NC-110. Назначение, состав, структура 32 KB
  УЧПУ является многофункциональной СУ и способна управлять станками всех основных типов: токарными фрезерными расточными копировальными шлифовальными а также кузнечнопрессовым оборудованием системами термической лазерной и гидравлической резки деревообрабатывающим оборудованием. УЧПУ NC110 выполнено на базе промышленного компьютера имеющего набор периферийных модулей для управления оборудованием. Для подготовки УЧПУ к управлению оборудованием необходимо выполнить установку параметров и характеристик аппаратных и программных модулей...
33394. СУ класса PCNC «Микрос-12Т». Назначение, состав, структура 31 KB
  УЧПУ Микрос12Т предназначено для модернизации и комплектации токарных станков. УЧПУ построено по архитектуре промышленного компьютера с использованием собственной операционной системы жесткого реального времени. Конструктивно УЧПУ состоит из двух блоков: управления рис. Блочная конструкция УЧПУ позволяет расположить компактный пульт управления близко к зоне обработки детали.
33395. АЛУ ОМК КР1816ВЕ51 30.5 KB
  АЛУ состоит из регистра аккумулятора двух программнонедоступных регистров Т1 и Т2 предназначенных для временного хранения операндов сумматора дополнительного регистра В регистра слова состояния программы ССП схемы десятичной коррекции и схемы формирования признаков. Важной особенностью АЛУ является его способность оперировать не только байтами но и битами. Таким образом АЛУ может оперировать четырьмя типами информационных объектов: булевскими 1 бит цифровыми 4 бита байтными 8 бит и адресными 16 бит.