Попередній розрахунок

Метою попереднього розрахунку є попереднє визначення діаметрів трубопроводів.

· Схему теплових мереж розбивають на розрахункові ділянки. За розрахункову ділянку приймають трубопровід діаметр та витрата теплоносія в якому не змінюються.

· Для кожної розрахункової ділянки визначають довжину та розрахункову витрату пари . Розрахункову витрату теплоносія на ділянках визначають простим додаванням розрахункових витрат споживачів, рухаючись від споживачів проти руху теплоносія до джерела теплоти. Сумарну розрахункову витрату пари в парових мережах, які забезпечують підприємства з різними добовими режимами роботи визначають з врахуванням розбіжності максимальних витрат пари окремими підприємствами. При відсутності проектних добових графіків витрати пари допускається до сумарної витрати пари вводити коефіцієнт 0,9.

· Визначають середній коефіцієнт втрат тиску в місцевих опорах для попередніх розрахунків за формулою:

(3.9)

де z _p – коефіцієнт, який залежить від виду теплоносія (для пари z _p = 0,2-0,4), Д _d – витрата теплоносія на початковій ділянці розгалуженого трубопроводу, кг/с.

· Вибирають головну розрахункову магістраль. Для цього визначають орієнтовне значення питомих втрат тиску від джерела теплоти до кожного споживача за формулою:

(3.10)

де – довжина головної розрахункової магістралі, м; а_ср – середній коефіцієнт втрат тиску в місцевих опорах; Р _п, Р _к – тиск пари на початку та на кінці головної розрахункової магістралі, Па.

За головну розрахункову магістраль приймають відгалуження теплової мережі, для якого величина питомої втрати тиску на тертя найменша. В першу чергу виконують розрахунок головної розрахункової магістралі, а потім розраховують відгалуження.

· Визначають орієнтовні значення зменшення тиску починаючи з першої ділянки головної розрахункової магістралі від джерела теплоти за формулою:

(3.11)

де - довжина і-тої ділянки, м.

· Визначають орієнтовні значення тиску в вузлових точках з умови рівномірного зменшення тиску в напрямку головної розрахункової магістралі за формулами:

(3.12)

де - тиск пари на початку та в кінці ділянки, Па; - довжина ділянки.

· Визначають орієнтовні значення температури пари на кінці ділянки для попередження конденсації пари в трубопроводах за рахунок втрат теплоти в навколишнє середовище, зменшення температури пари по довжині паропроводу приймають приблизно рівним 2^оС на 100 м.

(3.13)

де температура пари на початку та на кінці ділянки, ^оС; - довжина і-тої ділянки, м.

· Визначають за значенням та густину на кінці ділянки r_к за таблицями властивостей водяної пари.

· Визначають орієнтовне значення середньої густини пари на ділянці в кг/м³ за формулою:

(3.14)

де r _пі; r _кі – густина пари на початку та на кінці ділянки відповідно, кг/м³; - орієнтовне значення середньої густини пари на ділянці, кг/м³.

· Визначають табличне значення питомих втрат тиску по довжині в головної магістралі за формулою:

(3.15)

де - табличне значення густини пари, = 1 кг/м³.

· За значенням табличних питомих втрат тиску в головної розрахункової магістралі та розрахунковою витратою пари Д _d на ділянці визначають діаметри паропроводів D _з* s за таблицями (додаток 16) або номограмами [3, 5], які складені при еквівалентній шорсткості труб 0,2 мм та густині пари r _т = 1 кг/м³, а також визначають табличні питомі втрати тиску та табличну швидкість руху пари на ділянці w _т, які відповідають стандартним діаметрам.

Кінцевий розрахунок

Кінцевий розрахунок виконують послідовно по ділянкам з метою точного визначення діаметрів трубопроводів, а також тисків та температур у вузлових точках теплової мережі.

· Визначають фактичні значення питомих втрат тиску R та швидкості пари w на ділянці, які відповідають за формулами:

(3.16)

де R _т, w _т – табличні значення питомих втрат тиску та швидкості, - середня густина пари на ділянці, яку визначають за (3.14).

При розрахунку паропроводів потрібно враховувати, що дійсна швидкість пари не повинна перевищувати максимальних значень: для насиченої пари w _max = 35/60 м/с; для перегрітої 50/80 м/с (значення в чисельнику приймаються для паропроводів з D_у <200 мм, а в знаменнику з D_у >200 мм).

· Розміщують на схемі теплових мереж всі місцеві опори: засувки, компенсатори, відводи, трійники та інше.

· Визначають еквівалентні довжини місцевих опорів та приведені довжини ділянок головної розрахункової магістралі за формулою , м.

· Визначають фактичні втрати тиску на ділянці та тиск пари на кінці ділянки за формулами:

(3.17)

· Визначають втрати теплоти ділянки паропроводу в навколишнє середовище за формулою:

(3.18)

де q _п – питомі втрати теплоти паропроводом, Вт/(м^.оС); t _о – середньорічна температура навколишнього середовища, приймається залежно від способу прокладання теплової мережі, °С; t _ср – середня температура пари на ділянці, °С, дорівнює ; - довжина ділянки, м.

· Уточнюють зменшення температури пари на ділянці D t, температуру пари на кінці ділянки t _к, які потрібні для визначення густини пари на кінці ділянки r_к та середньої густини пари на ділянці r_ср за формулами:

(3.19)

де теплові втрати ділянки паропроводу Q _п визначають за формулою, а теплоємність перегрітої пари приймають с _р = 2,1 кДж/(кг^.оС).

· За значенням тиску та температури на кінці ділянки по таблицям властивостей водяної пари визначають густину пари на кінці ділянки та уточнюють значення середньої густини пари на ділянці за формулою . Якщо орієнтовне значення середньої густини пари на ділянці не збігається з розрахованим значенням середньої густини на ділянці розрахунок ділянки паропроводу повторюють.

· Результати розрахунків заносять до таблиці 3.1.

Таблиця 3.1.

Гідравлічний розрахунок паропроводів

№ ділянки

Попередній розрахунок

Розрахункова витрата пари, Д d, кг/с

Геометрична довжина ділянки, l,м

Початок ділянки

Кінець ділянки

Середня густина пари на ділянці, r^/ ср, кг/м^3

Середня температура пари на ділянці, tср, °C

Діаметр паропроводу на ділянці, D х s, мм

Табличні питомі втрати тиску на ділянці, R т, Па/м

Таблична швидкість пари на ділянці, w т, м/с

Тиск пари, Pn, МПа

Температура пари, tn, °C

Густина пари, rn кг/м^3

Тиск пари, Pк, МПа

Температура пари, tк, °C

Густина пари, rк кг/м^3

№ ділянки	Кінцевий розрахунок
Питомі втрати тиску на ділянці, R, Па/м	Швидкість пари на ділянці, w, м/с	Довжина ділянки	Втрати тиску на ділянці, D Р=R× l np, Па	Тиск на кінці ділянки, Pк, МПа	Питомі втрати теплоти паропроводом q п, Вт/(м^.оС)	Втрати теплоти на ділянці, Q n, Вт	Уточнені параметри пари на ділянці
еквівалентна, le, м	приведена, lпр, м	Температура пари на кінці ділянки, tк, °C	Густина пари на кінці ділянки, rк кг/м^3	Середня густина пари, rк кг/м^3

· Якщо температура пари на кінці ділянки t _к не нижче температури насичення, яка відповідає тиску на кінці ділянки Р _к, то конденсація пари на ділянці виключається. Якщо температура пари на ділянці менше температури насичення потрібно враховувати додаткову витрату пари на конденсацію, яка виникає за рахунок втрат теплоти в трубопроводі. Витрату пари на конденсацію в кг/с визначають за формулою:

(3.20)

де r – питома теплота пароутворення при середньому тиску на ділянці, Дж/кг; Q_п – тепловтрати розрахункової ділянки ізольованого паропроводу, Вт, визначають за формулою (3.18).

Таким чином розрахункову витрату насиченої пари на ділянці визначають за формулою:

(3.21)

де Д _р – розрахункова витрата пари на ділянці без врахування витрати на конденсацію, кг/с; 0,5 Д_к – половина витрати пари на конденсацію на розрахунковій ділянці, кг/с; – витрата пари на конденсацію на всіх ділянках після розрахункової за рухом пари, кг/с.

· Розрахунок починають від джерела теплоти по ділянкам, кінцевий тиск на першій ділянці дорівнює тиску на початку наступної ділянки. Після розрахунку головної магістралі виконують розрахунок відгалужень, починаючи з визначення орієнтовних питомих втрат тиску на відгалуженні від точки підключення відгалуження до головної магістралі до точки підключення споживача та далі аналогічно розрахункам ділянок головної магістралі.

· Розрахунок паропроводу вважають закінченим, якщо тиск пари біля споживачів близький до заданого тиску Р_к, але не менше заданого.

Дата добавления: 2014-12-25