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

5 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

77104. Отбор кадров 25.56 KB
  Чтобы правильно определить критерии отбора, следует ясно сформулировать качества работника, необходимые для соответствующего вида деятельности. Критерии следует формировать так, чтобы они всесторонне характеризовали работника: опыт, здоровье и личностные характеристики
77105. Реформи «прогресивної ери» 62.5 KB
  Міцним імпульсом, який посилив втручання держави в економіку вже в умовах мирного часу, стала світова економічна криза 30-х років. Вона поставила перед американським суспільством завдання пошуку шляхів подальшого еволюційного розвитку капіталізму...
77107. Календарные системы в Европе 216.95 KB
  За основу этого нового календаря был взят действующий календарь жрецов Египта. Юлий Цезарь его несколько изменил таким образом появился всем известный Юлианский календарь. Запретить старый календарь и ввести новый Юлианский.
77108. Реформаторская деятельность Петра І 66.17 KB
  По мнению С. Ф. Платонова, разделяемому большинством историков, Петр проводил свои реформы без четкого плана, отзываясь на первоочередные потребности. Главным стимулом его деятельности были военные нужды. Россия должна была стать мощной обороноспособной державой европейского уровня.
77109. Реформы здравоохранения в современной России 89.5 KB
  Тема, которую я собираюсь описать в данной работе, актуальна и по сей день. По мере развития общества, было создано здравоохранение. Буквально – это охрана здоровья граждан в какой-либо стране.
77110. Эволюция и развития файла 214.5 KB
  За последние 50 лет очень изменился мир компьютерных технологий и информатики. Однако ни один модернизированный и ново технологичный компьютер нельзя представить без элементарных единиц таких как файл и файловая система.