РОЗРАХУНОК КІЛЬЦЕВИХ РОЗГАЛУДЖЕНИХ ГІДРАВЛІЧНИХ МЕРЕЖ ЗА ДОПОМОГОЮ КОМП'ЮТЕРНИХ МОДЕЛЕЙ

Після вивчення глави 9 бакалавр повинен:

знати

  • • призначення та завдання гідравлічного розрахунку трубопровідних систем;
  • • пьезометрические графіки;
  • • гідравлічні характеристики насосів та мережі;
  • • основні закони, покладені в основу розрахунку складних багатокільцеву розгалужених гідравлічних мереж;
  • • принципи побудови комп'ютерних моделей гідравлічних мереж;
  • • основи проектування гідравлічних мереж за допомогою комп'ютерних моделей;
  • • застосування комп'ютерних моделей для розрахунку циркуляційних систем ТЕЦ;
  • • характеристики насосів;
  • • призначення підвищувальних, знижувальних та змішувальних насосних;
  • • формули розрахунку втрат тиску;
  • • умови спільної роботи насосів та мережі;

вміти

  • • проводити розрахунки найпростіших гідравлічних мереж, використовуючи перший і другий закони Кирхгофа;
  • • використовувати комп'ютерні моделі для моніторингу систем теплопостачання;
  • • використовувати комп'ютерні моделі для проектування трубопровідних систем;

вл а подіти

  • • математичним апаратом побудови комп'ютерних моделей гідравлічних мереж;
  • • навичками побудови характеристик насосів і гідравлічних мереж.

Призначення і завдання гідравлічного розрахунку

Теплові мережі сучасних міст представляють складні кільцеві гідравлічні системи, живляться від декількох джерел теплоти. При організації їх роботи важливою проблемою є розрахунок і підтримка заданих витрат і тисків у різних точках мережі. Розрахунки зазначених параметрів в кільцевих мережах виконуються на основі двох рівнянь Кірхгофа (див. Параграфи 9.8,9.9). Ці розрахунки в кінцевому підсумку зводяться до ітеративному процесу визначення нев'язок напорів в розглянутих точках системи. При великій кількості точок такі розрахунки можуть бути виконані лише при використанні комп'ютерної техніки. Необхідною умовою їх виконання є розробка та побудова комп'ютерної моделі тепломережі (див. Параграф 9.9), що дозволяє практично повністю відтворювати гідравлічні процеси, що протікають в реальній системі.

Комп'ютерна модель дозволяє розрахувати велику кількість режимів роботи тепломережі та вибрати найбільш оптимальний з них. При цьому є можливість проведення обчислювальних експериментів для моделювання різних варіантів роботи мережі, пов'язаних з включенням і відключенням обладнання (насосів, засувок та ін.), Зміни діаметрів трубопроводів, витрат теплоносія, а також побудови нових ділянок тепломережі. У зв'язку з цим комп'ютерні моделі представляють ефективний інструмент моніторингу будь-якої мережі, для якої така модель побудована.

Основні розрахункові залежності для визначення втрат тиску

У практиці експлуатації теплових мереж, а також при їх проектуванні найважливішим завданням є визначення втрат тиску по довжині якої-небудь ділянки мережі у випадку, коли відомі витрата середовища і геометричні дані (довжина і діаметр трубопроводу).

Формула для визначення втрат тиску має вигляд

(9.1)

де - лінійне падіння тиску; - падіння тиску в місцевих опорах (засувки, крани, шайби, зміни діаметрів конфігурації трубопроводів та ін.).

Одиниці виміру лінійного падіння тиску - кгс / м2 в системі МКГСС і Н / м2 в системі СІ.

Лінійне падіння тиску на ділянці трубопроводу довжиною / визначається за формулою

(9.2)

де R л - питомий лінійне падіння тиску (падіння тиску на одиницю довжини трубопроводу), (кгс / м2) / м - в системі МКГСС, (Н / м2) / м - в системі СІ; l - довжина трубопроводу, м.

Питомий лінійне падіння тиску визначається за формулою

(9.3)

де λ - коефіцієнт гідравлічного опору; про - швидкість руху теплоносія, м / с; g = 9,81 м / с2 - прискорення сили тяжіння; у - питома вага рідини, кгс / м3; d - внутрішній діаметр труби, м.

З урахуванням вагового витрати, кгс / с, де, формула (9.3) набуде вигляду

Формула для питомої лінійного падіння тиску в системі СІ буде

(9.4)

де ρ - густина рідини, кг / м3.

Враховуючи формулу масової витрати теплоносія, кг / с, формула (9.4) приводиться до вигляду

Необхідно зазначити, що питома вага у і ваговій витрата У в системі МКГСС чисельно рівні щільності р і масовій витраті G в системі СІ.

Формули для коефіцієнта гідравлічного опору λ в залежності від діапазону зміни числа Рейнольдса були розглянуті вище (див. Параграф 6.17).

Зважаючи на великі швидкостей течії теплоносія в теплових мережах в більшості випадків виявляється справедливим квадратичний закон опору (гідравлічні втрати пропорційні квадрату швидкості). Тому коефіцієнт λ, як правило, визначається за формулою Шіфрінсона

де - еквівалентна шорсткість.

Формули для визначення падіння тиску в місцевих опорах відповідно в системах МКГСС і СІ мають вигляд

(9.5)

(9.6)

де - коефіцієнт місцевих втрат.

З урахуванням формул для вагового та масової витрати теплоносія співвідношення (9.5), (9.6) приймуть вигляд

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >