Методическое пособие 530

Рис. 6.1. Схема экспериментального стенда насосной установки системы водяного отопления

40

Рассмотрим вариант, когда расширительный бак присоединен в точке О', т. е. к подающей магистрали.

При работе циркуляционного насоса давление в точке О' не изменяется. Объясняется это тем, что уровень воды в расширительном сосуде остается неизменным, т. к. не изменяется количество циркулирующей воды в системе отопления.

Точка в системе отопления с неизменным давлением называется нейтральной точкой т. е. точкой постоянного давления.

Давление, создаваемое насосом, распространяется только до нейтральной точки. А все точки системы, лежащие за точкой постоянного давления (например точки 3, 4, 5, 6, 7, 8), при работе насоса будут находиться под действием меньшего давления, чем при бездействии насоса.

Поэтому любая точка системы, лежащая до точки постоянного давления, например точка 1, при работе насоса будет находиться под большим давлением, чем при бездействии насоса.

Следовательно, изменение гидростатического давления связано с потерей давления при циркуляции воды в трубопроводах системы отопления. Увеличение давления в любой точке трубопровода в зоне нагнетания равняется величине потерь давления в трубах от этой точки до нейтральной, уменьшение давления в любой точке трубопровода в зоне всасывания равняется величине потери давления в трубах от точки постоянного давления до рассматриваемой.

Давление в точке 1 будет равно

где ∑(Rl+Z)1-0' - давление насоса, расходуемое на преодоление сопротивления на участке трубопровода 1-0', Па. Все точки системы, лежащие за точкой постоянного давления, при работе насоса будут находиться под действием меньшего

41

давление в ней будет меньше атмосферного давления. При этом возможно вскипание воды, подсос воздуха и, следовательно, образование воздушных пробок, т. е. система отопления перестанет работать.

Формулы (6.7), (6.8), (6.9) показывают, что только на точку О не распространяется действие насоса.

Гидравлические потери на участках 0-9 преодолеваются за счет всасывающего действия насоса. На участках 0-9-8-7-6 вскипание воды не может быть, т. к. гидростатическое давление имеет величину, значительно превосходящую потери давления на этих участках.

6.3. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка представляет собой модель насосной системы водяного отопления с верхней разводкой (рис. 6.1). Система состоит из одной ветки, в которой имеется три стояка. Трубопроводы модели системы отопления выполнены из трубопроводов диаметром 8-10 мм. Расширительный бак I выполнен из светопрозрачного материала, установлен на 400 мм выше подающей магистрали. Расширительный бак может подключаться к подающей магистрали путем открывания вентиля II или к обратной магистрали путем открывания вентиля III. Удаление воздуха осуществляется при помощи вертикального воздухосборника IV. Центробежный насос V, установленный на обратной магистрали, служит для циркуляции воды.

Гидродинамическая потеря давления в модели системы регулируется при помощи кранов VI и VII. Для определения давления в различных точках системы (на рис. 6.1 это точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 и 0’) применяются 11 стеклянных водяных манометров, выполненных из прозрачного материала IX, которые соединены трубопроводами с вышеуказанными точками системы. Водяной манометр 1 измеряет давление в точке 1, манометр 2 показывает давление в точке 2 и т. д.

43

6.4. Порядок проведения работы

Подготовить систему отопления к работе, для чего необходимо заполнить ее водой до уровня 1-1 (рис. 6.1) и с помощью крана VI или VII установить необходимую величину гидродинамической потери давления.

Все измерения следует производить при установившемся режиме, то есть когда вода в стеклянных манометрах не будет колебаться.

По формуле (6.4) определяют гидростатическое давление в точках I, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 и 0' при присоединении расширительного сосуда в точках 0 и 0'.

Результаты замеров и вычисления заносят в таблицу. Строят эпюры гидростатического давления при

бездействии насоса и его работе. Масштаб принимают равным 1мм = 200 Па. Эпюры строят следующим образом. Трубопроводы насосной системы изображаются двойными линиями. Точки замеров и места присоединения расширительного сосуда обозначают кружками и отмечают теми же цифрами, что и на схеме системы (рис. 6.1).

Трубопроводы расширительного бака показывают сплошной тонкой линией. Величину гидростатического давления в трубопроводах системы изображают пунктирными линиями (рис. 6.2), которые проводятся - для подающих магистралей над ними; для обратных магистралей - под ними; для главного стояка – слева от него; для отопительных стояков - справа от них.

Величину гидростатического давления в трубопроводах системы при работе циркуляционного насоса изображают сплошными жирными или цветными линиями (рис. 6.3, 6.4).

По результатам измерений и построенным эпюрам определяют положение точки постоянного давления, а также давления насоса во всасывающем патрубке трубопровода и на нагнетании.

44

Рис. 6.2. Гидростатическое давление в системе отопления при бездействии насоса

45

Рис. 6.3. Эпюра гидростатического и гидродинамического давления в насосной системе водяного отопления (расширительный бак присоединен в точке О)

46

Рис. 6.4. Эпюра гидростатического и гидродинамического давления в насосной системе водяного отопления (расширительный бак присоединен в точке О')

47

Протокол испытаний

48

Задание к выполнению научно-исследовательской работы

Дать заключение о динамике гидростатического давления в системе отопления при действии циркуляционного насоса в зависимости от места присоединения расширительного бака к трубопроводам.

Вопросы для самопроверки

1.Как определить полное гидравлическое давление потока воды?

2.Какая точка в системе водяного отопления называется нейтральной?

3.Как определить гидростатическое давление?

При подготовке к работе требуется литература [3,4].

49