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

6 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

71317. Понятие – смысловая единица речевой коммуникации 48.5 KB
  Логические характеристики понятия как формы мысли: объем и содержание понятия. Владение опытом логического анализа терминологии Умение выявлять в текстовой информации семантические единицы логического анализа Умение различать конкретные абстрактные собирательные понятия...
71318. Предмет и семантические категории логики 68.5 KB
  Предмет и семантические категории логики Содержание История появления логики Предмет логики Язык и логика в системе коммуникации Понятие семантической категории знаковой системы Семантические категории логики Результаты освоения темы дисциплины Формирование представлений о формах...
71319. Учет труда и его оплата 73.5 KB
  Формы оплаты труда: Повременная Сдельная Системы оплаты труда: Простая повременная Повременно-премиальная Прямая сдельная Сдельно-премиальная Сдельно-прогрессивная Косвенно-сдельная Аккордная Доплата к заработной плате денежная выплата компенсирующего характера связанная с режимом работы...
71320. Криптографические основы информационной безопасности 139.5 KB
  В современных условиях работы полицейского поднятой на новый уровень федеральной государственной службы криптография является основополагающим методом защиты конфиденциальной информации. Каждое подразделение органов внутренних дел имеет в своем арсенале аппаратные и программные средства...
71321. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ (КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ) 843.89 KB
  Статистика свідчить про те, що рівень смертності, травматизму, аварій і катастроф в Україні набагато перевищує аналогічні показники розвинутих країн. За темпами вимирання людей Україна входить в першу десятку країн світу, а дитяча смертність в ній найвища в Європі.
71322. Мировой рынок ERP-систем. Лидеры мирового рынка ERP-систем 148.87 KB
  SAP рассчитывает превратить свою технологическую платформу NetWeaver в платформу для автоматизации бизнес-процессов, которую пользователи могут адаптировать под свои потребности. Это также должно облегчить интеграцию продуктов от независимых разработчиков с продуктами SAP.
71323. ERP-системы управления ресурсами предприятия. Особенности выбора ERP-систем 38.5 KB
  В основе ERP систем лежит принцип создания единого хранилища данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию и обеспечивающего одновременный доступ к ней любого необходимого числа сотрудников предприятия, наделенных соответствующими полномочиями.
71324. Системы автоматизированного управления предприятиями. Развитие концепций. Концепции управления 190.19 KB
  В зависимости от специфики бизнеса любой из трех перечисленных аспектов может иметь доминирующее значение. Например, банк или финансовая инвестиционную компания рассматривают свой бизнес, прежде всего с точки зрения финансов, торговая компания – с позиции товарных потоков...
71325. Спутники для загрузки многоцелевых станков с ЧПУ 1.98 MB
  Еще одной разновидностью являются палеты для накопления деталей типа тел вращения предназначенные для обеспечения работы токарных многоцелевых станков. В конструкции палет должна быть предусмотрена выгрузка деталей роботом непосредственно из палет для установки на станок...