Pengiraan hidraulik rangkaian haba: konsep, definisi, kaedah pengiraan dengan contoh, tugas dan reka bentuk

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Dalam pengiraan hidraulik rangkaian haba, jumlah kadar aliran air panas utama untuk pemanasan, penghawa dingin, pengudaraan dan air panas ditetapkan. Berdasarkan pengiraan sedemikian, parameter peralatan pengepaman, penukar haba dan diameter paip rangkaian utama yang diperlukan ditentukan.

Sedikit tentang teori dan masalah

Tugas utama pengiraan hidraulik rangkaian haba ialah pemilihan parameter geometri paip dan saiz standard elemen kawalan untuk menyediakan:

• pengagihan kuantitatif kualitatif penyejuk kepada peranti pemanasan individu;
• kebolehpercayaan hidraulik terma dan kebolehlaksanaan ekonomi bagi sistem terma tertutup;
• pengoptimuman pelaburan dan kos operasi organisasi bekalan haba.

Pengiraan hidraulik rangkaian haba mewujudkan prasyarat untuk peranti pemanasan dan air panas untuk mencapai kuasa yang diperlukan pada perbezaan suhu tertentu. Contohnya, dengan carta T sebanyak 150-70 ^oS, ia akan bersamaan dengan 80 ^{oS. Ini dicapai dengan mencipta tekanan air atau tekanan penyejuk yang diperlukan pada setiap titik pemanasan.}

prasyarat sedemikian untuk pengendalian sistem terma dilaksanakan dengan menyediakan peralatan rangkaian secara cekap mengikut keadaan reka bentuk, memasang peralatan berdasarkan hasil pengiraan hidraulik rangkaian terma.

Peringkat hidraulik rangkaian:

1. Pengiraan prapelancaran.
2. Peraturan operasi.

Hidraulik rangkaian awal sedang dijalankan:

• melalui pengiraan;
• kaedah mengukur.

Di Persekutuan Rusia, kaedah pengiraan adalah utama, ia menentukan semua parameter elemen sistem bekalan haba di kawasan penempatan tunggal (rumah, suku, bandar). Tanpa ini, rangkaian akan dinyahkawal selia, dan penyejuk tidak akan dibekalkan ke tingkat atas bangunan berbilang tingkat. Itulah sebabnya permulaan pembinaan mana-mana kemudahan bekalan haba, walaupun yang terkecil, bermula dengan pengiraan hidraulik rangkaian haba.

Merangka rajah rangkaian haba

Sebelum pengiraan hidraulik, skema awal saluran utama dilakukan menunjukkan panjang L dalam meter dan D saluran kejuruteraan dalam mm dan anggaran isipadu air rangkaian untuk bahagian reka bentuk skema. Kehilangan kepala dalam sistem bekalan haba dibahagikan kepada linear, timbul berkaitan dengangosokan media pada dinding paip, dan kehilangan pada bahagian yang disebabkan oleh rintangan struktur tempatan akibat kehadiran tee, bengkok, pemampat, bengkok dan peranti lain.

Contoh pengiraan pengiraan hidraulik rangkaian haba:

1. Pertama, pengiraan yang diperbesarkan dilakukan untuk menentukan prestasi rangkaian maksimum yang boleh menyediakan perkhidmatan pemanasan sepenuhnya kepada penduduk.
2. Setelah selesai, penunjuk kualitatif dan kuantitatif rangkaian utama dan antara suku ditetapkan, termasuk tekanan dan suhu akhir pembawa pada nod masukan pengguna haba, dengan mengambil kira kehilangan haba.
3. Lakukan ujian pengiraan hidraulik sistem pemanasan dan bekalan air panas.
4. Mereka menetapkan kos sebenar dalam bahagian skim dan pada input kepada kemudahan kediaman, jumlah haba yang diterima oleh pelanggan apabila mengira suhu penyejuk dalam saluran paip air bekalan sistem pemanasan dan tekanan yang tersedia dalam manifold alur keluar, rasional untuk rejim hidroterma, suhu yang diramalkan di dalam premis kediaman.
5. Tentukan suhu bekalan haba salur keluar yang diingini.
6. Tetapkan saiz maksimum T air yang dipanaskan di alur keluar bilik dandang atau sumber haba lain, diperoleh berdasarkan pengiraan hidraulik rangkaian haba. Ia mesti memastikan piawaian kebersihan dalaman.

Menggunakan kaedah normatif

Hidraulik rangkaian dilakukan berdasarkan jadual beban haba maksimum setiap jam dan skema bekalan haba untuk bandar atau daerah yang menunjukkan sumber, lokasi utama,sistem kejuruteraan intra-suku dan dalam rumah, dengan penetapan sempadan pemilikan kunci kira-kira pemilik rangkaian. Pengiraan hidraulik saluran paip rangkaian pemanasan setiap bahagian sehingga skema di atas dijalankan secara berasingan.

Kaedah pengiraan ini digunakan bukan sahaja untuk rangkaian pemanasan, tetapi juga untuk semua saluran paip yang mengangkut media cecair, termasuk gas kondensat dan media cecair kimia yang lain. Untuk sistem bekalan haba saluran paip, perubahan mesti dibuat dengan mengambil kira kelikatan kinematik dan ketumpatan pembawa. Ini disebabkan oleh hakikat bahawa ciri-ciri ini mempengaruhi kehilangan kepala khusus dalam paip, dan halaju aliran berkaitan dengan ketumpatan medium transit.

Parameter pengiraan hidraulik rangkaian pemanasan air

Penggunaan haba Q dan jumlah penyejuk G untuk plot ditunjukkan dalam jadual penunjuk maksimum penggunaan haba setiap jam untuk musim sejuk dan musim panas secara berasingan dan sepadan dengan jumlah penggunaan haba untuk suku yang termasuk dalam skim.

Contoh pengiraan hidraulik bagi rangkaian haba dibentangkan di bawah.

Memandangkan pengiraan bergantung pada banyak penunjuk, pengiraan dilakukan menggunakan pelbagai jadual, rajah, graf, nomogram, nilai akhir penggunaan haba Q untuk sistem pemanasan dalaman diperoleh melalui interpolasi.

Jumlah bendalir yang beredar dalam rangkaian pemanasan m3/jam, apabila mengira mod hidraulik rangkaian pemanasan, ditentukan oleh formula:

G=(D2 /4) x V, Di mana:

• G - penggunaan pembawa, m3/jam;
• D – diameter saluran paip, mm;
• V - halaju aliran, m/s.

Penurunan tekanan linear dalam pengiraan hidraulik rangkaian haba diambil daripada jadual khas. Semasa pemasangan sistem pemanasan, puluhan dan ratusan elemen tambahan dipasang di dalamnya: injap, kelengkapan, lubang udara, selekoh dan lain-lain, mewujudkan rintangan kepada medium transit.

Sebab penurunan tekanan dalam saluran paip juga boleh termasuk keadaan dalaman bahan paip dan kehadiran mendapan garam padanya. Nilai pekali yang digunakan dalam pengiraan teknikal diberikan dalam jadual.

Metodologi dan langkah proses standard

Mengikut kaedah pengiraan hidraulik rangkaian haba, ia dijalankan dalam dua peringkat:

1. Pembinaan skema rangkaian pemanasan, di mana bahagian dinomborkan, pertama di kawasan lebuh raya tengah - talian rangkaian yang lebih panjang dan lebih besar dari segi beban dari titik sambungan ke lebih kemudahan penggunaan jauh.
2. Pengiraan kehilangan kepala setiap bahagian paip, skema. Ia dijalankan menggunakan jadual dan nomogram, yang ditunjukkan oleh keperluan norma dan piawaian negeri.

Pertama, pengiraan untuk lebuh raya utama dijalankan mengikut kos yang ditetapkan mengikut skim. Pada masa yang sama, data rujukan kehilangan tekanan tertentu dalam rangkaian digunakan.

Selanjutnya, setelah mengira diameter paip, mereka mengira:

1. Bilangan pemampas mengikut skim.
2. Rintangan pada elemen yang sebenarnya dipasangrangkaian pemanasan.

Kehilangan kepala dikira dengan formula dan nomogram. Kemudian, dengan data ini di seluruh rangkaian, rejim hidromekanikal bahagian individu dikira dari tempat pemisahan aliran sehingga pengguna akhir.

Pengiraan dikaitkan dengan pilihan diameter paip cawangan. Percanggahan tidak melebihi 10%. Tekanan berlebihan dalam sistem pemanasan dipadamkan pada nod lif, muncung pendikit atau pengawal selia automatik di titik eksekutif rumah.

Dengan tekanan yang tersedia bagi sistem pemanasan utama dan cawangan, mula-mula tetapkan anggaran rintangan spesifik Rm, Pa/m.

Pengiraan menggunakan jadual, nomogram untuk pengiraan hidraulik saluran paip rangkaian haba dan kesusasteraan rujukan lain, wajib untuk semua peringkat, ia mudah dicari di Internet dan kesusasteraan khas.

Pengangkutan air panas

Algoritma skim pengiraan diwujudkan oleh dokumentasi kawal selia dan teknikal, standard negeri dan kebersihan serta dijalankan mengikut prosedur yang ditetapkan.

Artikel memberikan contoh pengiraan pengiraan hidraulik sistem pemanasan. Prosedur dilakukan dalam urutan berikut:

1. Pada skim bekalan haba bandar dan daerah yang diluluskan, titik nod pengiraan, punca haba, pengesanan sistem kejuruteraan ditandakan dengan petunjuk semua cawangan, objek pengguna yang bersambung.
2. Jelaskan sempadan pemilikan kunci kira-kira rangkaian pengguna.
3. Tetapkan nombor pada plot mengikut skema, mulakan penomborandaripada sumber kepada pengguna akhir.

Sistem penomboran hendaklah dengan jelas memisahkan jenis rangkaian: intra-suku utama, antara rumah daripada telaga haba ke sempadan kunci kira-kira, manakala tapak ditetapkan sebagai segmen rangkaian, disertakan dengan dua cabang.

Rajah menunjukkan semua parameter pengiraan hidraulik rangkaian haba utama dari stesen pemanasan pusat:

• Q - GJ/jam;
• G m3/jam;
• D - mm;
• V - m/s;
• L - panjang bahagian, m.

Pengiraan diameter ditetapkan oleh formula.

Rangkaian pemanasan wap

Rangkaian pemanasan ini direka bentuk untuk sistem bekalan haba menggunakan pembawa haba dalam bentuk stim.

Perbezaan skim ini daripada yang sebelumnya disebabkan oleh penunjuk suhu dan tekanan medium. Dari segi struktur, rangkaian ini lebih pendek panjangnya; di bandar besar, mereka biasanya hanya termasuk yang utama, iaitu, dari sumber ke titik pemanasan pusat. Ia tidak digunakan sebagai rangkaian dalam daerah dan dalam rumah, kecuali untuk tapak industri kecil.

Rajah litar dilakukan dalam susunan yang sama seperti dengan penyejuk air. Semua parameter rangkaian untuk setiap cawangan ditunjukkan pada bahagian, data diambil daripada jadual ringkasan penggunaan haba marginal setiap jam, dengan penjumlahan langkah demi langkah penunjuk penggunaan daripada pengguna akhir kepada sumber.

Dimensi geometrisaluran paip dipasang berdasarkan hasil pengiraan hidraulik, yang dijalankan mengikut norma dan peraturan negeri, dan khususnya SNiP. Nilai penentu ialah kehilangan tekanan medium kondensat gas daripada sumber bekalan haba kepada pengguna. Dengan kehilangan tekanan yang lebih besar dan jarak yang lebih kecil di antara mereka, kelajuan pergerakan akan menjadi besar, dan diameter saluran paip stim perlu lebih kecil. Pilihan diameter dijalankan mengikut jadual khas, berdasarkan parameter penyejuk. Selepas itu, data dimasukkan ke dalam jadual pangsi.

Pembawa haba untuk rangkaian kondensat

Pengiraan untuk rangkaian haba sedemikian berbeza dengan ketara daripada yang sebelumnya, kerana kondensat berada secara serentak dalam dua keadaan - dalam stim dan dalam air. Nisbah ini berubah apabila ia bergerak ke arah pengguna, iaitu wap menjadi semakin lembap dan akhirnya benar-benar berubah menjadi cecair. Oleh itu, pengiraan untuk paip setiap media ini mempunyai perbezaan dan sudah diambil kira oleh piawaian lain, khususnya SNiP 2.04.02-84.

Prosedur untuk mengira saluran paip kondensat:

1. Meja menetapkan kekasaran setara dalaman paip.
2. Petunjuk kehilangan tekanan dalam paip di bahagian rangkaian, dari alur keluar penyejuk dari pam bekalan haba kepada pengguna, diterima mengikut SNiP 2.04.02-84.
3. Pengiraan rangkaian ini tidak mengambil kira penggunaan haba Q, tetapi hanya penggunaan wap.

Ciri reka bentuk rangkaian jenis ini sangat mempengaruhi kualiti pengukuran, memandangkan saluran paip untuk inijenis penyejuk diperbuat daripada keluli hitam, bahagian rangkaian selepas pam rangkaian akibat kebocoran udara dengan cepat terhakis daripada oksigen berlebihan, selepas itu kondensat berkualiti rendah dengan oksida besi terbentuk, yang menyebabkan kakisan logam. Oleh itu, adalah disyorkan untuk memasang saluran paip keluli tahan karat di bahagian ini. Walaupun pilihan muktamad akan dibuat selepas selesai kajian kebolehlaksanaan rangkaian pemanasan.

Program reka bentuk

Kehilangan tenaga akibat injap, kelengkapan dan lenturan disebabkan oleh gangguan aliran setempat. Kehilangan tenaga berlaku dalam bahagian terhingga dan tidak semestinya pendek saluran paip, bagaimanapun, untuk pengiraan hidraulik, diandaikan bahawa keseluruhan volum kehilangan ini diambil kira di lokasi peranti. Untuk sistem paip dengan paip yang agak panjang, selalunya kerugian yang terhasil akan diabaikan berhubung dengan jumlah kehilangan tekanan dalam paip.

Kehilangan tiub diukur menggunakan data percubaan sebenar dan kemudian dianalisis untuk menentukan faktor kehilangan setempat yang boleh digunakan untuk mengira kehilangan pemasangan kerana ia berbeza mengikut kadar aliran bendalir melalui peranti ini.

Perisian Aliran Paip memudahkan untuk menentukan kerugian pemasangan dan kerugian lain dalam pengiraan tekanan berbeza kerana ia didatangkan pramuat dengan pangkalan data injap yang mengandungi banyak faktor standard untuk injap dankelengkapan pelbagai saiz. Pam sering digunakan di dalam sistem paip untuk menambah tekanan tambahan untuk mengatasi kehilangan rintangan geseran dan lain-lain.

Prestasi pam ditentukan oleh lengkung. Kepala yang dihasilkan oleh pam berbeza-beza mengikut kadar aliran, mencari titik tugas pada lengkung prestasi pam bukanlah tugas yang mudah.

Jika anda menggunakan program pengiraan hidraulik Pakar Aliran Paip, agak mudah untuk mencari titik operasi yang tepat pada lengkung pam, memastikan aliran dan tekanan seimbang di seluruh sistem, untuk membuat keputusan reka bentuk yang tepat saluran paip.

Pengiraan dalam talian dibuat untuk memilih diameter optimum yang menyediakan parameter operasi terbaik, kehilangan kepala yang rendah dan kelajuan pergerakan media yang tinggi, yang akan memastikan penunjuk teknikal dan ekonomi yang baik bagi rangkaian pemanasan secara keseluruhan.

Ia meminimumkan usaha dan memberikan ketepatan yang lebih tinggi. Ia termasuk semua jadual rujukan dan nomogram yang diperlukan. Oleh itu, kerugian per meter paip diambil dalam jumlah 81 - 251 Pa / m (8.1 - 25.1 mm lajur air), yang bergantung kepada bahan paip. Kelajuan air dalam sistem bergantung pada diameter paip yang dipasang dan dipilih dalam julat tertentu. Halaju air tertinggi untuk rangkaian pemanasan ialah 1.5 m/s. Pengiraan mencadangkan nilai sempadan halaju air dalam saluran paip dengan diameter dalaman:

1. 15.0mm-0.3m/s;
2. 20.0mm-0.65m/s;
3. 25, 0 mm - 0,8 m/s;
4. 32.0mm-1.0m/s.
5. Untuk diameter lain tidak lebih daripada 1.5 m/s.
6. Untuk saluran paip sistem pemadam kebakaran, halaju sederhana sehingga 5.0 m/s dibenarkan.

Sistem geomaklumat instrumental

GIS Zulu - program geoinformation untuk pengiraan hidraulik rangkaian haba. Syarikat itu pakar dalam kajian aplikasi GIS yang memerlukan visualisasi geodata 3D dalam versi vektor dan raster, kajian topologi dan hubungannya dengan pangkalan data semantik. Zulu membenarkan anda membuat pelan dan aliran kerja yang berbeza, termasuk rangkaian haba dan wap menggunakan topologi, boleh berfungsi dengan raster dan memperoleh data daripada pangkalan data yang berbeza, seperti BDE atau ADO.

Pengiraan dijalankan dalam penyepaduan rapat dengan sistem geoinformasi, ia dilaksanakan dalam versi modul lanjutan. Rangkaian ini adalah asas dan jelas dimasukkan ke dalam GIS dengan tetikus atau mengikut koordinat yang diberikan. Selepas itu, skim pengiraan segera dibuat. Selepas itu, parameter litar ditetapkan, dan permulaan proses disahkan. Pengiraan digunakan pada sistem pemanasan buntu dan gelang, termasuk unit pengepaman rangkaian dan peranti pendikit, dikuasakan daripada satu atau lebih sumber. Pengiraan pemanasan boleh dilakukan dengan mengambil kira kebocoran daripada rangkaian pengedaran dan kehilangan haba dalam paip pemanas.

Untuk memasang program khas pada PC, muat turun di Internet melalui torrent "Pengiraan hidraulik rangkaian haba 3.5.2".

Struktur langkah definisi:

1. Takrifan pertukaran.
2. Menyemak pengiraan hidromekanikal rangkaian pemanasan.
3. Mentauliahkan pengiraan terma-hidraulik paip utama dan antara suku.
4. Pemilihan reka bentuk peralatan rangkaian pemanasan.
5. Pengiraan graf piezometrik.

Alat Pembangun Microsoft Excel

Microsoft Excel untuk pengiraan hidraulik dalam rangkaian terma ialah alat yang paling mudah diakses untuk pengguna. Editor hamparan komprehensifnya boleh menyelesaikan banyak masalah pengiraan. Walau bagaimanapun, apabila melakukan pengiraan sistem terma, keperluan khas mesti dipenuhi. Ini boleh disenaraikan:

• mencari bahagian sebelumnya ke arah medium;
• pengiraan diameter paip mengikut penunjuk bersyarat ini dan pengiraan terbalik;
• menetapkan faktor pembetulan untuk saiz kehilangan kepala tertentu mengikut data dan kekasaran setara bahan paip;
• pengiraan ketumpatan medium daripada suhunya.

Sudah tentu, penggunaan Microsoft Excel untuk pengiraan hidraulik dalam rangkaian haba tidak memungkinkan untuk benar-benar memudahkan perjalanan pengiraan, yang pada mulanya menghasilkan kos buruh yang agak besar.

Perisian untuk pengiraan hidromekanikal rangkaian atau pakej GRTS - aplikasi komputer yang melaksanakan pengiraan hidromekanikal rangkaian berbilang paip, termasuk konfigurasi buntu. Platform GRTS mengandungi fungsi bahasa formula, yang membolehkanwujudkan ciri-ciri pengiraan yang diperlukan dan pilih formula untuk ketepatan penentuannya. Disebabkan oleh penggunaan fungsi ini, kalkulator mempunyai keupayaan untuk mencari teknologi pengiraan secara bebas dan menetapkan kerumitan yang diperlukan.

Terdapat dua versi aplikasi GRTS: 1.0 dan 1.1. Pada akhirnya, pengguna akan menerima hasil berikut:

• pengiraan, yang menerangkan dengan teliti metodologi pengiraan;
• laporan dalam bentuk jadual;
• pemindahan pangkalan data pengiraan ke Microsoft Excel;
• graf piezometrik;
• graf suhu pembawa haba.

Aplikasi GRTS 1.1 dianggap sebagai pengubahsuaian paling moden dan menyokong piawaian terkini:

1. Pengiraan diameter paip berdasarkan tekanan yang diberikan pada titik akhir rajah terma.
2. Platform bantuan dinaik taraf. Pasukan "?" membuka kawasan bantuan aplikasi pada skrin monitor.

Pengiraan hidraulik rangkaian haba

Contoh pengiraan ditunjukkan di bawah.

Parameter asas minimum yang diperlukan untuk mereka bentuk sistem paip termasuk:

1. Ciri dan sifat fizikal cecair.
2. Aliran jisim (atau isipadu) medium transit yang diperlukan untuk diangkut.
3. Tekanan, suhu pada titik permulaan.
4. Tekanan, suhu dan ketinggian pada titik akhir.
5. Jarak antara dua titik dan panjang yang setara (kehilangan tekanan) injap dan kelengkapan yang dipasang.

Parameter asas ini diperlukan untuk reka bentuk sistem paip. Dengan mengandaikan aliran mantap, terdapat beberapa persamaan berdasarkan persamaan tenaga am yang boleh digunakan untuk mereka bentuk sistem paip.

Pembolehubah yang dikaitkan dengan aliran kondensat cecair, wap atau dua fasa mempengaruhi hasil pengiraan. Ini membawa kepada terbitan dan pembangunan persamaan yang digunakan untuk bendalir tertentu. Walaupun sistem paip dan reka bentuknya boleh menjadi rumit, sebahagian besar masalah reka bentuk yang dihadapi oleh seorang jurutera boleh diselesaikan dengan persamaan aliran Bernoulli standard.

Persamaan asas yang dibangunkan untuk mewakili aliran bendalir pegun ialah persamaan Bernoulli, yang mengandaikan bahawa jumlah tenaga mekanikal dipelihara untuk aliran isoterma yang stabil, tidak boleh mampat, tidak likat tanpa pemindahan haba. Keadaan mengehadkan ini mungkin mewakili banyak sistem fizikal.

Kehilangan kepala yang berkaitan dengan injap dan kelengkapan juga boleh dikira dengan mengambil kira "panjang" bahagian paip yang setara untuk setiap injap dan pemasangan. Dalam erti kata lain, kehilangan kepala yang dikira disebabkan oleh bendalir yang melalui injap dinyatakan sebagai panjang paip tambahan yang ditambah kepada panjang paip sebenar apabila mengira penurunan tekanan.

Semua panjang yang setara disebabkan oleh injap dan kelengkapan dalam segmenpaip akan ditambah bersama untuk mengira penurunan tekanan bagi segmen paip yang dikira.

Merumuskan, kita boleh mengatakan bahawa matlamat pengiraan hidraulik rangkaian haba pada titik akhir ialah pengagihan beban haba yang saksama antara pelanggan sistem terma. Prinsip mudah digunakan di sini: setiap radiator - seperti yang diperlukan, iaitu, radiator yang lebih besar, yang direka untuk menyediakan jumlah pemanasan ruang yang lebih besar, harus menerima aliran penyejuk yang lebih besar. Pengiraan rangkaian yang dilakukan dengan betul boleh memastikan prinsip ini.