книги / Отопление и вентиляция Ч. 1 Отопление

Диаметры труб, присоединяемых к расширительному сосуду, принимают по табл. V.2.

ном сосуде и в расширительной трубе циркуляционная труба не устраивается.

Устройство для наполнения и спуска системы отопления. Д ля

закрываю т краны 2 и 5, а такж е вентиль 1 и открывают краны 3 и 4. При откачке воды из нижних частей системы вентиль 1 и кран 3 закрываю т, а краны 2, 5 и 4 открывают.

Н а водопроводной трубе между насосом и вентилем 1 уста­ новлен обратный клапан 6, предотвращающий утечку воды из системы в водопроводную сеть при понижении давления в водо­ проводе.

Устройства для наполнения и спуска систем осуществляются в котельных, а иногда и в узлах управления систем, присоеди­ ненных к тепловым сетям.

§24. Расчет трубопроводов водяного отопления

сестественной циркуляцией

Нормальное действие водяной отопительной системы в зна­ чительной степени зависит от правильного расчета трубопрово­ дов, который должен обеспечить подачу в нагревательные при­ боры необходимого количества воды.

Трубопроводы систем водяного и парового отопления рассчи­ тывают по одинаковой методике. В связи с этим мы рассмотрим основы гидравлического расчета трубопроводов независимо от вида перемещаемой по ним среды.

Движущ аяся по трубопроводам среда (вода, пар, воздух

ит. п.) преодолевают сопротивления, которые вызываются тре­ нием среды о стенки труб и так называемыми местными сопро­ тивлениями. К местным сопротивлениям относятся: ответвления

иповороты трубопроводов, сужения потоков в задвижках и кра­ пах, резкие изменения скоростей воды при поступлении ее в на­ гревательные приборы и при выходе из них и т. п.

Движение любой среды по какому-либо участку трубопрово­ да происходит вследствие разности давлений в начале и конце этого участка. Чем больше сопротивлений движению возникает в участке трубопровода, тем больше должна быть разность этих давлений.

Потеря давления на трение. Потерю давления на трение на 1 м длины трубопровода определяют по формуле

метра является величиной переменной, он изменяется в зависимо­ сти от режима движения среды и от степени шероховатости сте­ нок трубопровода. Значения коэффициента трения А, приведе­ ны в технической литературе.

Различают два вида движения жидкости: ламинарное и тур­ булентное. Движение жидкости струями, параллельными оси трубы, называют ламинарным. При турбулентном движении кро­ ме поступательного движения жидкости в трубе происходят за ­

При ламинарном движении R e>2320. Если R e>2320, то дви­ жение турбулентное.

Если движение ламинарное, то коэффициент трения не зави ­ сит от шероховатости стенок трубопровода, а зависит только от числа Re; эта зависимость вы ражается уравнением

ния почти не бывает. Только при водяном отоплении с естест­ венной циркуляцией в некоторых участках трубопроводов мало­ го диаметра (15 мм) при скорости движения воды порядка

Рис. V.27. Пограничный слой н выступы шероховатости на стенках трубы

0,05 м/сек и средней температуре воды 80° С движение будет л а ­ минарным.

Определим для этих условий число Re. При температуре 80° С кинематическая вязкость воды составляет 0,366-10~вм2/сек\

Re = 0,05-0,01575 = 2151.

образуется так называемый пограничный слой жидкости, кото­ рый движется ламииарно. Толщина пограничного слоя для тру­ бопровода любого диаметра не постоянна. Она уменьшается при увеличении числа Re.

Если толщ ина пограничного слоя Ф (рис. V.27) больше высо­ ты выступов шероховатости k на стенках трубы, то ядро потока не будет с ними соприкасаться (рис. V .27,а). При толщине по­ граничного слоя меньше выступов, т. е. при '&</г, выступы бу­ дут оказывать влияние на ядро потока. В практических условиях в любой трубе величина выступов шероховатости различна, по­ этому часть из них может оказаться меньше толщины погранич­ ного слоя, а часть будет выступать за его пределы (рис. V.27, б).

При &>k величина коэффициента трения % от выступов ш е­ роховатости не зависит. При таких условиях ядро потока сопри­ касается только с пограничным слоем и двигается как по глад­

нин коэффициентов местных сопротивлений противоточных тройников.

Востальных случаях коэффициенты местных сопротивлений тройников и крестовин принимают по данным приложения 7.

Вприложении 8 приведены величины потерь давления Z для

трубопроводов водяного отопления; эти величины определены по формуле (V.12) в зависимости от скорости движения воды в трубах и суммы коэффициентов местных сопротивлений.

Местные сопротивления во внезапном расширении и сужении принято относить к сечениям с большей скоростью.

Местные сопротивления в каж дом тройнике и каждой кресто­ вине относят к участкам трубопровода с меньшим расходом среды.

Потери давления в местных сопротивлениях иногда удобно выразить в потерях давления на трение. С этой целью находят длину прямолинейного участка трубопровода, на которой потеря давления на трение равна потере давления в местном сопротив­

длины трубопровода, а сумма коэффициентов местных сопротив­

димо, чтобы действующее в системе давление было достаточным для преодоления всех сопротивлений трубопровода при зад ан ­

Д ля расчета диаметров проставляют на схеме тепловые на­ грузки участков трубопроводов. Участком называю т часть тру­ бопровода, по которой проходит постоянное количество воды с одинаковой температурой. На участках подающих трубопрово­ дов тепловая нагрузка должна соответствовать количеству теп­ ла, которое должно быть отдано нагревательными приборами, обслуживаемыми данным участком; тепловая нагрузка на уча­ стке обратного трубопровода должна показывать, какое коли­ чество тепла было отдано водой, проходящей по участку.

Каждое циркуляционное кольцо состоит из ряда последова­ тельных участков трубопроводов.

Из формулы (V.12) видно, что потери давления в местных сопротивлениях зависят от скорости движения воды в трубопро­ водах, диаметры которых будут определены только в результа­ те расчетов. Поэтому для расчета трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления ориентировочно принимают, что в местных сопротивлениях расходуется половина всего циркуля­ ционного давления.

Расчет трубопроводов начинают с самого длинного циркуля­ ционного кольца, проходящего через один из нагревательных приборов первого этажа. Очевидно, что в качестве такого при­ бора должен быть принят прибор, наиболее удаленный от котла. Если таких приборов несколько, то из них следует выбрать при­ бор с большей теплоотдачей.

из величины общего циркуляционного давления вычитают поло­ вину на ориентировочные потери в местных сопротивлениях и остаток делят на длину кольца L

Таким образом, средняя (удельная) потеря давления от тре­ ния на 1 м длины трубопровода будет равна:

По величине R и тепловым нагрузкам в ккал/ч, пользуясь таблицами, приведенными в приложении 13, подбирают диамет­ ры участков трубопроводов. Следует иметь в виду, что R — величина средняя. Поэтому при подборе диаметров можно в случае необходимости принимать потерю давления от трения на 1 м трубы больше или меньше R .

Однако во всех случаях суммарные потери давления в цир­ куляционном кольце 2 (/?/•+Z) должны составлять около 0,9Я.

Запас давления, равный 10%, необходим, так как в резуль­ тате неточностей монтажа и других причин в системе отопления могут оказаться дополнительные, не предусмотренные проектом местные сопротивления.

Определяем тепловые нагрузки участков трубопроводов при перепаде температуры Д/, равном Г. Для этого указанную на рис. V.29 тепловую на­ грузку каждого участка делим на 25 (95° — 70°=25°).

Тепловая нагрузка первого участка при Д*=1° составит:

2000:25 = 80 к кал/ч.

Тепловая нагрузка второго участка при Д /= Г :