КОНТРОЛЬНА РОБОТА
З дисципліни «Джерела теплопостачання промислових підприємств»
«РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ з теми:
РОЗРАХУНОКСИСТЕМ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ»
ЗАДАЧА 1
Визначити для умов міста розрахункові теплові потоки на опалення, вентиляцію й гаряче водопостачання п'яти кварталів району міста.
Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем опалення t0 = –31 С. Щільність населення Р = 400 чіл/га. Загальна площа житлового будинку на одного жителя fзаг = 18 м2/чіл. Середня за опалювальний період норма витрати гарячої води на одного жителя за добу а = 115 л/доба.
Розрахунок:Розрахунок теплових потоків зводимо в табл. 6.1. У графи 1, 2, 3 таблиці заносимо відповідно номери кварталів, їхня площа Fкв у гектарах, щільність населення Р.Кількість жителів у кварталах m, визначаємо по формулі
/>
Для кварталу №1 кількість жителів складе:
/>чол.
Загальну площу житлових будинків кварталу Авизначаємо по формулі
/>
Для кварталу №1:
/>м2
Прийнявши для будинків будівлі після 1985м величину питомого показника теплового потоку на опалення житлових будинків при t 0 = -31 Сqо = 87 Вт/м2, знаходимо розрахункові теплові потоки на опалення житлових і суспільних будівель кварталів по формулі:
/>
Для кварталу №1 при K1 = 0,25 одержимо розрахункову витрату тепла на опалення житлових і суспільних будинків:
/>
Максимальні теплові потоки на вентиляцію суспільних будинків кварталів визначаємо по формулі:
/>
Для кварталу №1 при ДО2 = 0,6 одержимо:
/>
За додатком 3 навчального посібника збільшений показник теплового потоку на гаряче водопостачання qhз врахуванням суспільних будинків при нормі на одного жителя a = 115 л/добу складе 407 Вт.
Середньодобові теплові потоки на гаряче водопостачання житлових і суспільних будинків кварталів визначаємо по формулі
/>
Для кварталу №1 ця величина складе
/>
Сумарний тепловий потік по кварталах, QS,визначаємо підсумовуванням розрахункових теплових потоків на опалення, вентиляцію й гаряче водопостачання
/>
Для кварталу №1 сумарний тепловий потік складе
/>
Аналогічно виконуються розрахунки теплових потоків і для інших кварталів.
Таблиця 1 — Розрахунок теплових потоків
№ кварталу
Площа кварталу Fкв, га
Щільність населення P чіл/га
Кількість жителів m
Загальна площа, А, м2
Тепловий потік, МВт
Q 0 max
Qv max
Qhm
Q S
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
10
15
20--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
25
/>/>
60
60
60
60
38,4
38,4
38,4
38,4
38,4
60
60
60
/>
324,8
291,3
234,1
157,8
38,4
38,4
38,4
38,4
38,4
147,3
231,4
299,7
/>
Рис. 2 — Річний графік теплового споживання по місяцях
ЗАДАЧА 3
Побудувати для закритої системи теплопостачання графік центрального якісного регулювання відпуску теплоти по спільному навантаженню опалення й гарячого водопостачання (підвищений або скоректований температурний графік). Прийняти розрахункові температури мережної води в магістралі, що подаєt1= 130С у зворотної магістраліt2= 70С, після елеватораt3= 95С. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення t0 = -31 С. Розрахункова температура повітря усередині приміщення ti = 20 С. Розрахункові теплові потоки прийняти з задачі 2. Q0max= 300 МВт; Qvmax = 35 МВт; Qhm = 60 Мвт. Температура гарячої води в системах гарячого водопостачання th = 60 С, температура холодної води tс = 5С. Балансовий коефіцієнт для навантаження гарячого водопостачання aб = 1,2. Схема включення водопідігрівачів систем гарячого водопостачання двоступінчаста послідовна />.
Розрахунок:Попередньо виконаємо розрахунок і побудову опалювально-побутового графіка температур з температурою мережної води в трубопроводі, що подає, для точки зламу />= 70С. Значення температур мережної води для систем опалення t10; t20; t30 визначимо використовуючи розрахункові залежності для температур зовнішнього повітря tн= +10; 0; -10; -23; -31 С
/>,
/>,
/>.
Визначимо, використовуючи формули значення величин />
/>
/>
/>
Для tн = +10С значення t10, t20 ,t30 відповідно складуть:
/>
/>
/>
Аналогічно виконаємо розрахунки температур мережної води й для інших значень tн. Використовуючи розрахункові дані й прийнявши мінімальну температуру мережної води в трубопроводі, що />подає, = 70 0С, побудуємо опалювально-побутовий графік температур (див. рис.4). Точці зламу температурного графіка будуть відповідати температури мережної води />= 70 С, />= 45,4 С, />= 55,7 С, температура зовнішнього повітря />= — 0,85 С. Отримані значення температур мережної води для опалювально-побутового графіка зведемо в таблицю. Далі приступаємо до розрахунку підвищеного температурного графіка. Задавшись величиною недогріву Dtн= 7 С визначимо температуру водопровідної води, що />нагріває, після водопідогрівача першого щабля продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
Визначимо за формулою балансове навантаження гарячого водопостачання />: />МВт
За формулою визначимо сумарний перепад температур мережної води dв обох щаблях водопідогрівачів
/>
Визначимо по формулі перепад температур мережної води у водопідогрівачі першого щабля />для діапазону температур зовнішнього повітря від tн= +10 С до t'н= — 0,85 С
/>
Визначимо для зазначеного діапазону температур зовнішнього повітря перепад температур мережної води в другому щаблі водопідогрівача />
/>
Визначимо використовуючи формули значення величин d2 і d1для діапазону температур зовнішнього повітря tн від t'н= — 0,85 С до t= -31С. Так, для tн= -10 С ці значення складуть:
/>
/>
Аналогічно виконаємо розрахунки величин d2і d1для значень tн = -23 С и tн= –31 С. Температури мережної води />й />у падаючому й зворотному трубопроводах для підвищеного температурного графіка визначимо по формулах.
Так, для tн= +10 С и tн= — 0,85 С ці значення складуть
/>
/>
для tн = -10 С
/>
/>
Аналогічно виконаємо розрахунки для значень tн = -23 С и -31 С. Отримані значення величин d2,d1,/>,/>зведемо в таблицю.
Для побудови графіка температури мережної води у зворотному трубопроводі після калориферів систем вентиляції />в діапазоні температур зовнішнього повітря tн = +10 ¸— 0,85С використаємо формулу
/>
Визначимо значення t2vдля tн = +10 С. Попередньо задамося значенням />С. Визначимо температурні напори в калорифері />й />відповідно для tн = +10 С і tн = — 0,85 С
/>
/>
Обчислимо ліві й праві частини рівняння
Ліва частина />
Права частина />
Оскільки чисельні значення правої й лівої частин рівняння близькі за значенням (у межах 3%), приймемо значення />як остаточне.
Для систем вентиляції з рециркуляцією повітря визначимо, використовуючи формулу, температуру мережної води після калориферів t2v для
tн = t0 = -31C: />
Тут значення Dt/>; t/>; t/>відповідають tн = tv= — 23 С. Оскільки даний вираз розв’язується методом підбору, попередньо задамося значенням t2v = 54С. Визначимо значення Dtкі Dt/> продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
/>
Далі обчислимо ліву частину виразу
/>
Оскільки ліва частина виразу близька за значенням правої (1,003»1), прийняте попереднє значення t2v = 54 С будемо вважати остаточним. Використовуючи дані таблиці побудуємо опалювально-побутові й підвищений температурні графіки регулювання (див. рис. 3).
Таблиця 4 — Розрахунок температурного графіка мережної води для закритої системи теплопостачання.
tН
t10
t20
t30
d1
d2
t1П
t2П
t2V
10
70,0
45,4
55,7
5,7
8,7
75,7
36,7
18,0
-0,85
70,0
45,4
55,7
5,7
8,7
75,7
36,7
45,2
-10
88,8
53,5
68,2
3,9
10,5
92,7
43,0
53,5
-23
114,6
64,0
85,1
1,9
12,5
116,5
51,5
64,0
-31
130,0
70,0
95,0
0,4
14,0
130,4
56,0
54,0
/>
/>/>Рис. 3 — Температурні графіки регулювання мережної води для закритої системи теплопостачання (— опалювально-побутовий; --підвищений)
ЗАДАЧА 4
Побудувати для відкритої системи теплопостачання скоректований (підвищений) графік центрального якісного регулювання. Прийняти балансовий коефіцієнт aб = 1,1. Прийняти мінімальну температуру мережної води в трубопроводі, що подає, для точки зламу температурногографіка />С. Інші вихідні дані взяти із задачі 3.
Розрахунок. Спочатку будуємо графіки температур центрального якісного регулювання опалювального навантаження />; />; />використовуючи розрахунки по формулах. Далі побудуємо опалювально-побутовий графік, точці зламу якого відповідають значення температур мережної води />С; />C; />C, і температура зовнішнього повітря />C. Далі приступаємо до розрахунку скоректованого графіка. Визначимо балансове навантаження гарячого водопостачання /> продолжение
--PAGE_BREAK--
/>MВт
Визначимо коефіцієнт відношення балансового навантаження на гаряче водопостачання до розрахункового навантаження на опалення />
/>/>
Для ряду температур зовнішнього повітря tн= +10 С; -10 С; -25 С; -31 С, визначимо відносні витрати теплоти на опалення />по формулі. Для tн= -10 />складе:
/>/>
Потім прийнявши відомі із прикладу 6.3 значення tc; th; q; Dtвизначимо, використовуючи формулу, для кожного значення tнвідносні витрати мережної води на опалення />.
Для tн = -10 С />складе:
/>
Аналогічно виконаємо розрахунки />й для інших значень tн.
Температури мережної води в що подає t1пі зворотному t2птрубопроводах для скоректованого графіка визначимо по формулах.
Так, для tн =-10 С одержимо
/>= =/>С
/>=/>С
Виконаємо розрахунки t1п і t2п і для інших значень tн. Визначимо, використовуючи розрахункові залежності, температури мережної води t2vпісля калориферів систем вентиляції для tн = +10 С и tн = -31 С (при наявності рециркуляції). При значенні tн = +10 С задамося попередньо величиною
t2v = 25C.
Визначимо значення Dtкі Dtк/>
/>
/>
Далі обчислимо ліву й праву частини виразу
/>
/>; />
Оскільки чисельні значення лівої й правої частин рівняння близькі, прийняте раніше значення t2v = 25C, будемо вважати остаточним. Визначимо також значення t2vпри tн = t= -31 C. Задамося попередньо значенням t2v = 47C
/>
Обчислимо значення Dtкі />
/>
/>
Далі обчислимо ліву частину виразу
/>
Оскільки ліва частина виразу близька за значенням правої (1,003»1), прийняте раніше значення t2v = 54 С будемо вважати остаточним
Отримані значення розрахункових величин зведемо в таблицю 5.
Таблиця 5 — Розрахунок підвищеного (скоректованого) графіка для відкритої системи теплопостачання.
tн
t10
t20
t30
`Q
`G
t1п
t2п
t2v
+10
60
41,2
49,2
0,2
0,65
64,2
40,2
25
+3,6
60
41,2
49,2
0,33
0,8
64,2
40,2
40,4
-10
88,8
56.5
68,2
0,59
0,95
90,1
53,2
53,5
-23
114,6
64
85,1
0,84
1,02
113,8
64,2
64
-31
130
70
95
1
1,04
130
70
54 продолжение
--PAGE_BREAK--
Використовуючи дані таблиці, побудуємо опалювально-побутовий, а також підвищений графіки температур мережної води.