--PAGE_BREAK--
2.
Т1
Q=(Qo|+Qв|)=(0,18+0,547)=0,727МВт (3.2.1)
G=Q/Cв(t1-t2)=0,727*106/4190(150-70)=2,16кг/с=7,8т/ч (3.2.2)
3.
Т2
Q=(Qo|+Qв|+Qгв|)=(0,141+0,038+0,014)=0,193МВт, (3.3.1)
G=Q/Cв(t1-t2)=0,193*106/4190(150-70)=0,57кг/с=2,07т/ч (3.3.2)
4 раздел: Гидравлический расчет тепловой сети, пьезометрический график (напоров) для водяной тепловой сети и выбор сетевых и подпиточных насосов.
| ||
П К Т1
l
=1000м
l
=1000м
l
=800м
l
=500м |||
Т2
Гидравлический расчет водопровода:
1.Предварительный расчет 1 и 2-го участков.
Статическое давление в тепловой сети Нст=60 м;
Располагаемый напор у потребителя не менее Наб=15 м;
Нобр=20 м;
Падение давления на сетевых подогревателях Нс.п.=12 м;
Падение давления на 1 и 2-ом участках:
DH1+2=Нст–Нобр–Наб/2=60–20–15/2=32,5м, (4.1.1)
Падение давления на 1-ом участке:
DH1=DH1+2*l1/l1+2=32,5*1000/(1000+800)=18м, (4.1.2)
где: l1– длина первого участка, [из задания]
l2– длина второго участка. [из задания]
Падение давления но 2-ом участке:
DН2=DН1+2-DН1=14,5м, (4.1.3)
Линейные потери давления на 1 и 2-ом участках:
R1Па/м, (4.1.4)
где: .
z=0,02-0,05 – для водопровода.
R2Па/м, (4.1.5)
По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:
d1=75мм
d2=65мм.
2.Окончательный расчет 1 и 2-го участков.
Окончательный диаметр трубопроводов:
d1=82мм,
d2=70мм.
Линейные потери по длине трубопровода при d1=82мм и d2=70мм:
R1=60Па/м,
R2=120Па/м.
Эквивалентные длины трубопроводов 1 и 2-го участков.
При прокладке примем: на каждые 100 м. длины трубопровода одно сварное колено и один сальниковый компенсатор; задвижки ставятся в начале участка и перед потребителем.
1 участок.
10 сальниковых компенсаторов, 10 сварных колен, 1 задвижка.
При диаметре d1=82мм получаем:
lэ.1=АlSzd1,25=60,7*(10*0,2+10*0,68+1*0,5)*0,0821,25=24м, (4.2.1)
где: Al=60,7м-0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода, (3, стр342)
z-коэффициент местных сопротивлений. (3, стр343)
Полная длина: lп.1=l1+lэ.1=1000+24=1024м. (4.2.2)
2 участок.
8 сальниковых компенсаторов, 8 сварных колен, 2 задвижки.
При диаметре d2=70мм получаем:
lэ.2= АlSzd1,25=60,7*(8*0,2+8*0,68+2*0,5)*0,0761,25=18м, (4.2.3)
Полная длина: lп.2=l2+lэ.2=800+18=818м. (4.2.4)
Падения давления и напора на 1 и 2-ом участках.
DР1=R1*lп.1=60*1024=6144Па, (4.2.5)
м, (4.2.6)
DР2=R2*lп.2=120*818=98160Па, (4.2.7)
м, (4.2.8)
3.Предварительный расчет 3-го участка.
Падение напора на 3-ем участке равно падению напора на 2-ом участке:
DН3=DН2=10,3м.
Линейные потери давления:
Па/м, (4.3.1)
По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:
d3=31мм
4.Окончательный расчет 3-го участка.
Окончательный диаметр трубопровода:
d3=51мм,
Линейные потери по длине трубопровода при d3=51мм:
R3=60Па/м,
Эквивалентная длина трубопровода.
5 сальниковых компенсаторов, 5 сварных колен, 2 задвижка, разделение потока в тройнике.
При диаметре d3=51мм получаем:
lэ.3= АlSzd1,25=60,7*(5*0,2+5*0,68+2*0,5+3)*0,0511,25=9,3м, (4.4.1)
Полная длина: lп.3=l3+lэ.3=500+9,3=509,3м. (4.4.2)
Падения давления и напора.
DР3=R3*lп.3=60*509,3=30558Па, (4.4.3)
м, (4.4.4) По полученным данным составляем таблицу.
№ уч.
G, кг/с
l,
м
Предварительный расчет
DН,
м
R1, Па/м
d,
м
Основная магистраль
1
2,73
1000
18
164,4
75
2
2,16
800
14,5
166,1
65
Ответвления от магистрали
3
0,57
500
10,3
185,8
31
№ уч.
Окончательный расчет
d, м
R1,
Па/м
lэ,
м
lп,
м
DР,
Па
DН,
м
DdН,
м
Основная магистраль
1
82
60
24
1024
61440
6,5
6,5
2
7
120
18
818
98160
10,3
16,8
Ответвления от магистрали
3
51
60
9,3
509,3
30558
3,2
Гидравлический расчет паропровода.
5.Расход пара и его параметры.
D=0,24кг/с, Рп=0,79МПа, t=3000С. [4, стр.3]
Примем Р0==1МПа и Т0=3400С.
6.Предварительный расчет паропровода.
Падение давления на всем участке.
DР=P-PП=1*106-0,79*106=210000Па=0,21МПа, (4.6.1)
Rл=DР/l(1+a)=210000/1000(1+0,09)=198,1Па/м, (4.6.2)
где:
z=0,2-0,5 – для паропровода,
l=1000м – длина паропровода.
Среднее давление по длине трубопровода:
Рср=Р0+(DР/2)=1*106+(210000/2)=0,895МПа, (4.6.3)
Примем падение температуры по длине паропровода на 100 м равные 20,
Тср=340-10=3300С, (4.6.4)
Средняя плотность пара.
rср=1/v=1/0,3039=3,29кг/м3, (4.6.5)
где: v=0,3039 – объем 1 кг пара при Рср=0,895МПа и Тср=3300С (3, стр62).
Рассчитываем диаметр трубопровода.
d=Ad*D0,38/(rRл)0,19=0,414*0,240,38/651,70,19=70мм, (4.6.6)
где: Ad=0,414м0,0475-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода, [3, стр342]
7.Окончательный расчет паропровода.
Окончательный диаметр трубопровода:
d=82мм.
Rлr=AR*D2/a5,25=10,6*10-3*0,242/0,095,25=188,8, (4.7.1)
где: AR=10,6*10-3м0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода, [3, стр342]
Эквивалентная длина паропровода.
При прокладке примем: на каждые 100 м длины трубопровода один «П» образный компенсатор; задвижки ставятся в начале и конце участка.
10 «П» образных компенсаторов lэ=70м, 10 сварных колен lэ=16,8м, 2 задвижки lэ=2,6м.
Полная длина: lп.=l+lэ.=1000+89,4=1089,4м. (4.7.2)
Среднее давление по длине трубопровода:
Рср=Р0-Rлr/rср*lп./2=1*106-188,8/3,29*1089,4/2=0,968МПа, (4.7.3)
Падение температуры по всему участку трубопровода.
dТ=4*10=400C
Средняя температура пара по длине.
Тср=Т0–dТ/2=340–4/2=3200С, (4.7.4)
Средняя плотность пара.
rср=1/v=1/0,2824=3,54кг/м3, (4.7.5)
где: v=0,2824 – объем 1 кг пара при Рср=0,968 МПа и Тср=3200(3, стр62).
Rл= Rлr/rср=188,8/3,54=53,4Па/м, (4.7.6)
DР=Rлlп.=53,4*1089,4=0,058МПа, (4.7.7)
Р2=Р0-DР=1*106-0,058*106=0,942МПа, (4.7.8)
Р0=РП+DР=0,79*106+0,058*106=0,848МПа. (4.7.9)
По полученным данным составляем таблицу.
Окончательный расчет
Р2,
МПа
d,
мм
Rлr,
Па/м
lэ,
м
lп,
м
Рср,
МПа
Тср,
С
rср,
кг/м3
Rл,
Па/м
82
188,8
89,4
1089,4
0,968
320
3,54
53,4
0,942
Выбор сетевых и подпиточных насосов.
По пьезометрическому графику H=68,6 м, расход теплоносителя по всему трубопроводу составил G=2,73 кг/с. На основе этих данных в качестве основного сетевого насоса выбираем СЭ-160-70 с подачей V=160м3/ч и напором H=70м, в качестве резервного с учетом перспектив развития сети теплоснабжения выбираем СЭ-160-100. [1, стр.446]
По пьезометрическому графику H=44,3 м, расход теплоносителя по всему трубопроводу составил G=2,73 кг/с.На основе этих данных в качестве основного подпиточного насоса выбираем СЭ-160-50 с подачей V=160м3/ч и напором H=50м, в качестве резервного с учетом перспектив развития сети теплоснабжения выбираемСЭ-160-70. [1, стр.446]
5 раздел: Тепловой расчет сети.
продолжение
--PAGE_BREAK--
1.Тепловой расчет паропровода:
Выбор изоляции.
Минеральная вата на синтетическом связующем с rиз=200 кг/м3,lиз=0,053 Вт/м0С
Толщина изоляции d=70 мм.
Диаметр трубы с изоляцией:
dиз=dнар+2d=89+2*70=229мм, (5.1.1)
где: dнар–наружный диаметр трубы паропровода.
Тепловое сопротивление изоляции.
м*К/Вт, (5.1.2)
Внешнее тепловое сопротивление.
Для предварительного расчета (Вт/м2*К),
где: w=5 м/с–скорость воздуха.
м*К/Вт, (5.1.3)
Температура поверхности изоляции:
(5.1.4)
где: tн.о.=–340С – температура наружного воздуха
Т0=3000С – начальные параметры теплоносителя.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией паропровода с изоляцией:
aк=4,65w0,7/dиз0,3=4,65*50,7/0,2290,3=22,4Вт/м2*К, (5.1.5)
где: w=5м/с–скорость воздуха.
Коэффициент теплоотдачи излучением паропровода с изоляцией:
Вт/м2*К, (5.1.6)
где: с=5 Вт/м2*К4–степень черноты.
Внешнее тепловое сопротивление паропровода с изоляцией:
м*К/Вт. (5.1.7)
Тепловые потери 1 м паропроводас изоляцией:
Вт/м. (5.1.8)
Коэффициент теплоотдачи конвекцией голого паропровода:
aк=4,65w0,7/dиз0,3=4,65*50,7/0,0890,3=29,7Вт/м2*К, (5.1.9)
где: w=5м/с–скорость воздуха.
Коэффициент теплоотдачи излучением голого паропровода:
Вт/м2*К, (5.1.10)
где: с=5 Вт/м2*К4–степень черноты.
Внешнее тепловое сопротивление голого паропровода:
м*К/Вт. (5.1.11)
Тепловые потери 1 м голого паропровода:
Вт/м. (5.1.12)
Коэффициент эффективности изоляции.
%. (5.1.13)
Полные тепловые потери.
Q=q*l*(1+b)=129,8*1000*(1+0,3)=168,7кВт, (5.1.14)
Qгол=q*l=5054,05*1000=5054,05кВт. (5.1.15)
где:b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.
Падение температуры:
h1=h2+Q/D=2768+168,7/0,24=3170,9кДж/кг, (5.1.16)
По Р=1МПа и h1=3170,9кДж/кг находим Т0=3550С, (3, стр.62).
Падение температуры на всем паропроводе составило 550С.
Тепловой расчет водопровода.
2.Тепловой расчет первого участка.
Выбор изоляции.
Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м3,lиз=0,04 Вт/м0С
Толщина изоляции d=70 мм.
Диаметр трубы с изоляцией:
dиз=dнар+2d=89+2*70=229мм, (5.2.1)
где: dнар=89мм–наружный диаметр трубы паропровода.
Выбор канала.
По диаметру трубопровода с изоляцией dизвыбираем канал (4, стр.12).
Тип канала: КЛ–120–60,
Внутренние размеры: 1200х600мм,
Наружные размеры: 1450х780мм,
lк=1,3 Вт/м*К – теплопроводность стенок канала.
Внутренний эквивалентный диаметр канала:
м, (5.2.2)
Внешний эквивалентный диаметр канала:
м. (5.2.3)
Глубина залегания канала.
h=2,2м.
Тепловое сопротивление изоляции.
м*К/Вт, (5.2.4)
Наружное тепловое сопротивление.
м*К/Вт, (5.2.5)
где: Вт/м2*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.
Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.
R1=R2=Rиз+Rнар=3,74+0,11=3,85м*К/Вт, (5.2.6)
где: R1– тепловое сопротивление прямой линии,
R2– тепловое сопротивление обратной линии.
Тепловое сопротивление поверхности канала.
м*К/Вт, (5.2.7)
Внутреннее тепловое сопротивление канала
м*К/Вт, (5.2.8)
Тепловое сопротивление грунта.
h/dэ.внеш=2,2/1,01=2,18 > 2, тогда
м*К/Вт, (5.2.9)
где: lгр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.
Тепловое сопротивление канала+грунта.
RS=Rп.к+Rк+Rгр=0,033+0,0286+0,197=0,259м*К/Вт. (5.2.10)
Температура канала.
(5.2.11)
где: tгр=20С–температура не промерзания грунта.
Температура поверхности изоляции.
(5.2.12)
(5.2.13)
Тепловые потери 1 м водопровода.
Вт/м, (5.2.14)
Вт/м, (5.2.15)
Температура теплоносителя в конце участка.
t/пр=tпр–Dtпр=150–4=1460С ,
где: (5.2.16)
l1=1000м–длина первого участка,
b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.
G1=2,73кг/с–расход теплоносителя на первом участке
св=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.
t/обр=tобр+Dtобр=70+2=720С ,
где: (5.2.17)
Теплопотери трубопровода без изоляции:
Вт/м, (5.2.18)
где: м*К/Вт, (5.2.19)
(5.2.20)
Коэффициент эффективности изоляции.
(5.2.21)
Q=q*l*(1+b)=35,06*1000*(1+0,3)=38,6кВт, (5.2.22)
Qгол=q*l=268*1000=268кВт. (5.2.23)
Падение температуры:
Dt=q*l*(1+b)/G1Cв=38600/4190*2,73=3,90С. (5.2.24)
3.Тепловой расчет второго участка.
Выбор изоляции.
Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м3,lиз=0,04 Вт/м0С
Толщина изоляции d=70 мм.
Диаметр трубы с изоляцией:
dиз=dнар+2d=76+2*70=216мм, (5.3.1)
где: dнар=76мм–наружный диаметр трубы паропровода.
Выбор канала.
По диаметру трубопровода с изоляцией dизвыбираем канал (4, стр.12).
Тип канала: КЛ–120–60,
Внутренние размеры: 1200х600мм,
Наружные размеры: 1450х780мм,
lк=1,3 Вт/м*К – теплопроводность стенок канала.
Внутренний эквивалентный диаметр канала:
м, (5.3.2)
Внешний эквивалентный диаметр канала:
м. (5.3.3)
Глубина залегания канала.
h=2,2м.
Тепловое сопротивление изоляции.
м*К/Вт, (5.3.4)
Наружное тепловое сопротивление.
м*К/Вт, (5.3.5)
где: Вт/м2*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.
Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.
R1=R2=Rиз+Rнар=4,16+0,12=4,28м*К/Вт, (5.3.6)
где: R1– тепловое сопротивление прямой линии,
R2– тепловое сопротивление обратной линии.
Тепловое сопротивление поверхности канала.
м*К/Вт, (5.3.7)
Внутреннее тепловое сопротивление канала
м*К/Вт, (5.3.8)
Тепловое сопротивление грунта.
h/dэ.внеш=2,2/1,01=2,18 > 2, тогда
м*К/Вт, (5.3.9)
где: lгр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.
Тепловое сопротивление канала+грунта.
RS=Rп.к+Rк+Rгр=0,033+0,0286+0,197=0,259м*К/Вт. (5.3.10)
Температура канала.
(5.3.11)
где: tгр=20С–температура не промерзания грунта.
Температура поверхности изоляции.
(5.3.12)
(5.3.13)
Тепловые потери 1 м водопровода.
Вт/м, (5.3.14)
Вт/м, (5.3.15)
Температура теплоносителя в конце участка.
t/пр=tпр–Dtпр=150–3,6=146,40С ,
где: (5.3.16)
l1=800м–длина первого участка,
b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.
G2=2,16кг/с–расход теплоносителя на первом участке
св=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.
t/обр=tобр+Dtобр=70+1,5=71,50С ,
где: (5.3.17)
Теплопотери трубопровода без изоляции:
Вт/м, (5.3.18)
где: м*К/Вт, (5.3.19)
(5.3.20)
Коэффициент эффективности изоляции.
(5.3.21)
Q=q*l*(1+b)=31,77*800*(1+0,3)=30,04кВт, (5.3.22)
Qгол=q*l=240,68*800=192,55кВт. (5.3.23)
Падение температуры:
Dt=q*l*(1+b)/G1Cв=30040/4190*2,16=3,30С. (5.3.24)
4.Тепловой расчет третьего участка.
Выбор изоляции.
Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м3,lиз=0,04 Вт/м0С
Толщина изоляции d=50 мм.
Диаметр трубы с изоляцией:
dиз=dнар+2d=57+2*50=157мм, (5.4.1)
где: dнар=57мм–наружный диаметр трубы паропровода.
Выбор канала.
По диаметру трубопровода с изоляцией dизвыбираем канал (4, стр.12).
Тип канала: КЛ–90–60,
Внутренние размеры: 900х600мм,
Наружные размеры: 1150х780мм,
lк=1,3 Вт/м*К – теплопроводность стенок канала.
Внутренний эквивалентный диаметр канала:
м, (5.4.2)
Внешний эквивалентный диаметр канала:
м. (5.4.3)
Глубина залегания канала.
h=2м.
Тепловое сопротивление изоляции.
м*К/Вт, (5.4.4)
Наружное тепловое сопротивление.
м*К/Вт, (5.4.5)
где: Вт/м2*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.
Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.
R1=R2=Rиз+Rнар=4,+0,17=4,17м*К/Вт, (5.4.6)
где: R1– тепловое сопротивление прямой линии,
R2– тепловое сопротивление обратной линии.
Тепловое сопротивление поверхности канала.
м*К/Вт, (5.4.7)
Внутреннее тепловое сопротивление канала
м*К/Вт, (5.4.8)
Тепловое сопротивление грунта.
h/dэ.внеш=2/0,93=2,15 > 2, тогда
м*К/Вт, (5.4.9)
где: lгр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.
Тепловое сопротивление канала+грунта.
RS=Rп.к+Rк+Rгр=0,037+0,031+0,204=0,272м*К/Вт. (5.4.10)
Температура канала.
(5.4.11)
где: tгр=20С–температура не промерзания грунта.
Температура поверхности изоляции.
(5.4.12)
(5.4.13)
Тепловые потери 1 м водопровода.
Вт/м, (5.4.14)
Вт/м, (5.4.15)
Температура теплоносителя в конце участка.
t/пр=tпр–Dtпр=146–8=1380С ,
где: (5.4.16)
l1=500м–длина первого участка,
b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, нцев и т.д.
G3=0,57кг/с–расход теплоносителя на первом участке
св=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.
t/обр=tобр+Dtобр=72+3=750С ,
где: (5.4.17)
Теплопотери трубопровода без изоляции:
Вт/м, (5.4.18)
где: м*К/Вт, (5.4.19)
(5.4.20)
Коэффициент эффективности изоляции.
(5.4.21)
Q=q*l*(1+b)=32,1*500*(1+0,3)=14,6кВт, (5.4.22)
Qгол=q*l=210*800=105кВт. (5.4.23)
Падение температуры:
Dt=q*l*(1+b)/G1Cв=14660/4190*0,57=4,10С. (5.4.24)
продолжение
--PAGE_BREAK--