Энергия и энергетика сегодня

Расчет пропускной способности трубопроводов водяных, паровых и конденсационных тепловых сетей        

      

      Потеря давления на участке трубопровода определяется выражением

 

                                ΔH= Δ ,                                         (8)

                               

где Δ - потеря давления на трение в кгс/;

 - потеря давления в местных сопротивлениях в кгс/;

Δh – удельная потеря давления на трение в кгс/;

 – приведённая длина трубопровода в м.

 

Потеря давления на трение вычисляется по формуле

 

                                       Δ, кгс/,                                                    (9)

 

где  l – длина участка трубопровода, по плану, в м.

 

       Потерю давления в местных сопротивлениях  

 

                                            кгс/                                (10)                         

где  - эквивалентная длина местных сопротивлений в м;

υ – скорость теплоносителя в м/с;

 -9,8 м/ - ускорение свободного падения;

 -

средний удельный вес теплоносителя на рассчитываемом участке трубопровода в кгс/;

 –

сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;  -

значения коэффициентов для каждого вида местных сопротивлений.

         Удельную потерю давления на трение

                             Δh= λ= 0.00638λ, кгс/                                   (11)

 

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления трения;

G – расчётный расход теплоносителя на рассчитываемом участке в т/ч;

 - внутренний диаметр трубы в м.

 

        Приведённую длину трубопровода определяют по формуле

 

                                              = + м.                                                      (12)

 

       Эквивалентную длину местных сопротивлений определяют выражением

                                           =  м.                                                        (13)

 

      Сварные стыковые швы труб при подсчёте эквивалентной длины местных сопротивлений не учитываются.  При  гидравлических расчетах тепловых сетей внутренний диаметр (м), пропускную способность трубопровода (т/ч), а также скорость теплоносителя (м/с) определяются выражениями

                                           = ;                                             (14)

                                         G = 12,5;                                                  (15)  

                                         υ= 0,354.                                                      (16)

 

     В  таблице 4 пропускная способность в Гкал/ч дана для чисто отопительной нагрузки.  При турбулентном режиме движения теплоносителя коэффициент гидравлического сопротивления трения λ для стальных труб определяют по формулам: для турбулентного движения в области квадратичного закона  при Re≥ по формуле Прандтля-Никурадзе

                                          λ =  .                                            (17)

 

где:  - эквивалентная шероховатость трубы в м;

Re – число Рейнольдса;  - предельное значение числа Рейнольдса. 

 

  Для турбулентного движения в переходной области, при Re<, коэффициент гидравлического сопротивления при трении  определяется полуэмпирическим выражением  Кольбрука- Уайта

                                             λ =  .                                 (18)

 

     Предельное значение числа Рейнольдса, характеризующее границу переходной области и области квадратичного закона есть

                                                        =560 .                                         (19)

График для определения коэффициента сопротивления трения в области квадратичного закона, при

                                                    Re<.

 

      При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений на трубопроводе эквивалентную длину местных сопротивлений можно определять приближенно по формуле

 

                                                        ,                                                     (20)

 

где α – коэффициент, учитывающий долю падения давления в местных сопротивлениях по отношению к падению давления на трение.

 

Таблица 3 - Пропускная способность (в т/ч)  паропроводов с П-образными компенсаторами при потере давления порядка 1 ат/км с учетом местных сопротивлений (kэ = 0,2 мм).

 

Условный проход труб D y , в мм

Параметры пара:  Рраб, в кгс/см; t, в 0С; ,в кгс/м3 

Рраб=8

t =250

 =3,35

Рраб=13

t =300

 =4,98

Рраб=16

t =325

 =5,85

Рраб=21

t =350

 =7,18

Рраб=36

t =425

 =11,79

25

32

40

50

70

80

100

125

0.035

0.06

0.1

0.2

0.45

0.73

1.2

2.2

0.045

0.08

0.13

0.24

0.55

0.9

1.5

2.7

0.05

0.085

0.14

0.26

0.6

0.95

1.6

2.9

0.055

0.095

0.16

0.29

0.67

1.1

1.7

3.2

0.07

0.12

0.2

0.37

0.85

1.3

2.3

4.1

 

 

Число Рейнольдса, как безразмерный критериальный параметр, характеризующий режим течения жидкости, определяется геометрическими параметрами трубопровода (характерным размером трубы (м)), молекулярными свойствами жидкости (коэффициент динамической вязкости, плотность теплоносителя) и скоростью течения жидкости   по трубе

                                                   ,                                              (21)

где       коэффициент кинематической вязкости , определяемый коэффициентом динамической вязкости  

 

 

 

 

 

 

 

                                                       Рисунок 5

Значение числа Рейнольдса  можно определить по номограммам, изображенным на рисунках 6,7.  Предельным значениям числа Рейнольдса  соответствуют предельные значения скоростей теплоносителей  и предельных расходов , которые определяют по формулам:

                                                  =560,                                                  (22)

                                        = 560* = 15500μ , т/ч                 (23)

 

Отношение эквивалентной шероховатости к внутреннему диаметру трубы  называется относительной эквивалентной шероховатостью.

    

      Таблица 4 - коэффициент α для определения суммарных эквивалентных длин местных сопротивлений

 

Типы компенсаторов

Условный проход труб D y в мм

Знач.коэффициента а

Для паропроводов

Для водяных тепловых сетей и конденсато-роводов

 

 

Сальниковые

П-образные с гнутыми отводами

П-образные со сварными отводами

 

 

Сальниковые

П-образные с гнутыми отводами

П-образные со сварными отводами

 

Транзитные магистрали

До 1000

300

200-350

400-500

600-1000

0,2

0,5

0,7

0,9

1,2

0,2

0,3

0,5

0,7

1

Разветвленные тепловые сети

До 400

450-1000

До 150

175-200

250-300

175-250

300-350

400-500

600-1000

0,4

0,5

0,5

0,6

0,8

0,8

1

1

1,2

0,3

0,4

0,3

0,4

0,6

0,6

0,8

0,9

1

                      

 

 

     

                      

 

                        для жидкого теплоносителя (воды) при 

 

             

 

                Рисунок 6.  Номограмма для определения  числа Рейнольдса

 

 

 

 

При гидравлических расчётах трубопроводов тепловых сетей величину эквивалентной шероховатости принимают:

     1) для водяных тепловых сетей = 0,5 мм

     2) для паропроводов =0,2 мм

     3) для конденсаторопроводов = 1,0 мм

     Потерю давления на трение и в местных сопротивлениях, а также пропускную способность существующих тепловых сетей с учётом изменения

эквивалентной шероховатости в процессе эксплуатации определяют на основании испытаний по формулам:

                                     ΔH = Δ,    кгс/.                                        (24)

                                        G=, т/ч                                                  (25)

В  формулах (24), (25) приняты следующие обозначения:

Δ - полная потеря давления на трение и в местных сопротивлениях в существующих тепловых сетях по данным замеров в натуре в кгс/;

 расход теплоносителя, при котором замеряли потерю давления, в т/ч.

 

      Back to Top