Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной системы водяного отопления

                                  МИНОБРНАУКИ РОССИИ

          Федеральное государственное бюджетное образовательное

               учреждение высшего профессионального образования

        «Нижегородский государственный архитектурно-строительный

                                         университет» (ННГАСУ)   
 
 

                                 Кафедра гидравлики    
 
 
 

               

                                  Курсовая работа

     Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной системы

                                 водяного отопления 
 
 
 
 

Студент 3 курса  гр. 310                                      А.С.Лебедев

Проверил                                                            А. А. Низов 
 
 
 

                                 Нижний Новгород – 2011     

Содержание

Введение………………………………………………………………………….2

Исходные данные……………………………………………………………….3

1.Расчет первого кольца.. …………………………………………………….4

1.1. Разбиваем первое кольцо на 2 участка……………………….…..4

1.2. Определяем располагаемое давление в первом кольце……….4

1.3. Определяем расход теплоносителя………………………………...4

1.4. Определяем диаметр трубопровода………………………………..5

1.5. Определяем действительную скорость жидкости………………..5

1.7. Определяем коэффициент Дарси…………………………………...5

1.8.Определяем общие потери давления в первом кольце………….6

1.9.Определяем невязку………………………………………...…………7 

2.Расчет второго кольца.………………………………………………………9

2.1. Определяем располагаемое давление в первом кольце……….9

2.2. Определяем расход теплоносителя………………………………...9

2.3. Определяем диаметр трубопровода………………………………..9

2.4. Определяем действительную скорость жидкости………………10

2.6. Определяем коэффициент Дарси………………………………….10

2.8.Определяем общие потери давления в первом кольце...……...11

2.9.Определяем невязку…………..……………………………………...11 

3.Список литературы…………………………………………………………14 
 
 

Введение

       Отопление - это искусственный обогрев помещений в холодный период года с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта, а иногда и требованиям технологического процесса.

       Целью выполняемой  работы является  практическое использование  теоретических знаний  для гидравлического  расчета отопительной  системы здания.

В качестве расчетной  системы отопления  здания предусмотрена двухтрубная гравитационная система водяного отопления с верхней разводкой. В двухтрубных системах отопления горячая вода проходит через параллельно присоединенные к подающим трубопроводам отопительные приборы, и постепенно охлаждаясь в них, возвращается в котел по самостоятельной линии. При верхней разводке магистральный распределительный трубопровод прокладывается выше нагревательных приборов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.РАСЧЕТ ПЕРВОГО КОЛЬЦА.

В системе имеется  два возможных пути теплоснабжения:

1. Первое кольцо К-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12К
2. Второе кольцо К-1-2-3-4-5-13-14-15-9-10-11-12-К

1.1.Разбиваем первое кольцо на 2 участка.

1. С тепловой нагрузкой  на 2 отопительных прибора 

q1+ q2=6200+7200=13400 Вт

L1 (К1-1-2-3-4…9-10-11-12-К)

2. С тепловой нагрузкой на 1 отопительный прибор

q1=6200 Вт            L2(6-7-8-9).

1.2.Определяем располагаемое давление в первом кольце.

     P_PI = g·h₁· (ρ_o-ρ_г) + ∆P , Па                   (1)

  где h₁- расстояние от центра котла до центра нагревательного прибора ( h₁=3,2 м );

  ρ_o,ρ_г- плотности охлажденной и горячей воды соответственно

( [1]с.6 )

∆P - дополнительное давление за счет охлаждения теплоносителя в магистралях и стояках ( [2]с.198 ).

ρ_o = 974,89 кг/м³,ρ_г = 961,92 кг/м³

Принимаем ∆P = 150 Па.

P_PI = 9,81·3,2· (974,89-961,92) + 150 = 557,15 Па

1.3.Определяем расход теплоносителя.

                                  (2)

   ,

  где q₁ , q₂ –тепловые нагрузки 

        с - удельная теплоемкость воды (с = 4,2 кДж/K)                

      

1.4.Определяем диаметр трубопровода.

                                     (3)

V_доп - допускаемая скорость движения теплоносителей (V_доп 0,2 м/c)

d_1ст=40 мм

d_2ст=25 мм 
 

1.5.Определяем действительную скорость жидкости.

                                                       (4)

 

 

              (5)

 где ν –коэффициент кинематической вязкости (ν = 0,35·10^-6 м²/c ([1] с.9)

 

 

Оба процесса турбулентные.

1.7.Определяем коэффициент Дарси ( )

                             ,   (6)

где k_э – эквивалентная шероховатость оцинкованных стальных труб, бывших в эксплуатации (k_э = 0,5 мм ([1] с.56))

1.8.Определяем общие потери давления в первом кольце

    - линейные  ,Па        (7)

l1=6,9+28,6+0,5+4,0+29,9+0,7=70,6м

l2=3,0+1,3+1,2=5,5м

    - местные              (8)

 Местное сопротивление на участке 1 ([2]c.208):

котел стальной                                            ξ = 2

вентиль с косым шпинделем в т.1              ξ = 2,5

тройник на повороте в т.2                            ξ = 1,5

тройник на проход в т.3                                ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем                       ξ = 2,5

  отвод под углом  90^◦ в т.4                            ξ = 0,5

отвод под углом 90^◦ в т.10                          ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем                        ξ = 2,5

тройник на проход т.11                               ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем                        ξ = 2,5

поворот в т.12                                              ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем                     ξ = 2,5

                                                                   ∑ξ=19,5

Местное сопротивление на участке 2

●тройник на проходе в т.5                  ξ = 1,0

●отвод  под углом 90^◦ в т.6                  ξ = 1,0

●кран двойной регулировки в т.7      ξ = 2

●отопительный прибор П3

(радиатор  двухколонный)                 ξ = 2

●тройник  на поворот в т.9              ξ = 1,5

                   ∑ξ=7,5

,Па                           (9)

РI=491,07+91,08+159,57+81,71=823,43 Па

1.9.Определяем  невязку.

                                                               

                                              (10)

 

Невязка не сходится, поэтому изменяем диаметр трубы на первом участке(d_1ст=50 мм)

>2320

Местное сопротивление на участке 1

котел стальной                                              ξ = 2

вентиль с косым шпинделем в т.1              ξ = 2,0

тройник на повороте в т.2                            ξ = 1,5

тройник на проход в т.3                                ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем                       ξ = 2,0

  отвод под углом  90^◦ в т.4                            ξ = 0,5

отвод под углом 90^◦ в т.10                          ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем                         ξ = 2,0

тройник на проход т.11                                  ξ = 1,0

вентиль с косым шпинделем                        ξ = 2,0

поворот в т.12                                              ξ = 0,5

вентиль с косым шпинделем                     ξ = 2,0

                                                                   ∑ξ=17,0

РI=153,15+91,08+52,68+81,71=378,62 Па

Невязка не сходится, поэтому на участке 1-2 возьмем промежуточную точку А. Сделаем гидравлический расчет при диаметре труб d1=40 мм на участке 1-А и d’1=50 мм на участке А-1, а на втором участке оставляем диаметр трубы d₂=25 мм.

l₁ = 12,0 м

l’₁ = 23,5+0,5+4,0+29,9+0,7= 58,6 м

 

Местное сопротивление при  диаметре d1=40 мм