А максимальное гидростатическое давление в левом стояке с нагретой водой

В системе отопления при циркуляции с постоянной скоростью движения воды — вязкой жидкости энергия давления изменяется по длине теплопроводов. Вязкость и деформации потока обусловливают сопротивление движению воды. Они вызывают потери давления в потоке движущейся воды, переходящего в результате трения (линейные потери) и вихреобразования (местные потери) в теплоту. При дальнейших построениях потери давления будем считать, как и в 8.1, условно равномерными по длине труб.

Значения избыточного гидростатического давления в трубах системы отопления нанесем на pnc.8.4 штрихпунктирными линиями в прямой зависимости от высоты столба воды h. Для ясности изображения проведем линии над верхней магистралью, под нижней магистралью, слева и справа от вертикальных труб. Показанные на рисунке штрихпунктирные линии называются пьезометрическими, а их совокупность — эпюрой гидростатического давления в статическом режиме.

Открытый расширительный бак; 2 — циркуляционный насос (бездействует); ц. н. — центр нагревания; ц. о. — центр охлаждения, О - точка постоянного давления

Открытых расширительный бак; 2 — циркуляционный насос (бездействует)

Примем, как и в 8.1, свободную поверхность воды в открытом расширительном баке за плоскость отсчета для определения избыточного гидростатического давления и будем считать уровень, на котором находится вода в баке, неизменным при определенных объеме и температуре воды в системе отопления. Тогда в толще воды в каждой точке системы отопления можно определить избыточное гидростатическое давление в зависимости от высоты столба воды, расположенного над рассматриваемой точкой (в связи g изменением положения точки).

ДИНАМИКА ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ С РАСШИРИТЕЛЬНЫМ БАКОМ

Динамика давления в системе водяного отопления

Перейдем к рассмотрению процесса изменения давления—динамики давления в системе водяного отопления.

Можно сделать вывод, что в вертикальных трубах при движении воды снизу вверх происходит наиболее интенсивное падение гидростатического давления.

Из практики известно, что в вертикальных трубах систем отопления давление положения изменяется сильнее, чем давление в потоке, связанное в попутными потерями. Поэтому можно вделать вывод, что в вертикальных трубах систем отопления при движении воды сверху вниз гидростатическое давление возрастает.

В вертикальной трубе при движении воды снизу вверх гидростатическое давление уменьшается в результате уменьшения как вертикального расстояния (от h1 до h2) сечений потока от свободной поверхности воды, так и потерь давления на трение ∆ Рпот=p1 – p2. На рис.8.З штрихпунктирной линией показано, что pgh2<pgh1 (давление по-прежнему отложено справа от отрезка трубы), и сплошной линией, что p2<.p2. Таким образом, в этом случае pgh2+p2<.pgh1+p1.

Рассмотрение динамики давления проведем в системе водяного отопления g естественной и искусственной циркуляцией воды как при наличии расширительного бака, так и без расширительного бака/

В системе отопления (ее замкнутый контур изображен двойными линиями на риc.8.4) с ненагреваемой водой при бездействии насоса, т. е. с водой равномерной плотности, находящейся в покое, избыточное гидростатическое давление в теплопроводах одинаково на любом рассматриваемом уровне (например, на уровне I—I оно равно pghi, где hi — высота столба воды или глубина погружения под уровень воды в расширительном баке 1). Наименьшее гидростатическое давление pgh1 действует в верхней магистрали, наибольшее pgh2 — в нижней, причем бездействующий насос 2 испытывает, как уже отмечалось, равное давление со стороны и всасывающего и нагнетательного патрубков.

Рис.8.4. Эпюра гидростатического давления в системе отопления с ненагреваемой водой, находящейся в покое

Рис.8.5. Эпюра гидростатического давления в системе отопления с нагреваемой водой при бездействии насоса

Рассмотрим динамику гидростатического давления в системе отопления с нагреваемой водой при бездействии насоса — фактически в гравитационной системе отопления (рис. 8.5). Представим, что вода в системе отопления, нагреваемая в одной точке (ц. н. — центр нагревания), охлаждается в другой, выше расположенной (ц. о.— центр охлаж­дения). При этом плотность воды в левом стояке составит Рг, в правом — Ро. В такой вертикальной системе отопления при неравномерном распределении плотности воды возникает неуравновешенность гидростатических давлений в стояках и в результате естественная циркуляция воды.

Для определения значений гидростатического давления предположим, что вода в системе на какое-то мгновение неподвижна. Тогда максимальное гидростатическое давление в нижней точке правого стояка с охлажденной водой будет (рис. 8.5)

(8,2a)

(8,2б)

Так как ро>рг, то гидростатическое давление в правом стояке при отсутствии циркуляции воды будет больше, чем в левом. Штрихпунктирные линии на рис. 8.5 изображают эпюру давления в статическом режиме. Различие в полу­ченных значениях гидростатического давления, вызывающее циркуляцию воды по направлению часовой стрелки, выражает естественное циркуляционное (гравитационное) давление

∆ P e=p_ogh2 – p_гgh2 (8.3)

Дата добавления: 2014-01-04