Jak se určují tlakové ztráty pro místní odpor?

L_Э – ekvivalentní délka lokálních odporů.

Před provedením hydraulických výpočtů vypracujte schéma topné sítě. Na výpočtovém diagramu jsou uvedeny počty úseků (nejprve podél hlavní linie, poté podél větví), průtoky chladicí kapaliny v kgf nebo h a délky úseků v metrech. Zde hlavní dálnice je nejzatíženější a nejrozšířenější větev sítě od zdroje tepla (přípojného bodu) k nejvzdálenějšímu spotřebiteli. Při neznámé dostupné tlakové ztrátě na začátku topného potrubí je měrná tlaková ztráta R by se mělo vzít:

a) v úsecích hlavní silnice 20-40, ale ne více než 80 Pa/m;

b) na větvích – podle dostupné tlakové ztráty, maximálně však 300 Pa/m.

Hydraulické výpočty se provádějí pomocí tabulek a nomogramů. Nejprve se vypočítá hlavní linie. Na základě známých průtoků se zaměřením na doporučené hodnoty měrné tlakové ztráty R určete průměry potrubí dx S, praktická tlaková ztráta R Pa/m, stejně jako rychlost pohyb chladicích kapalin ω, m/s. Podmíněný průměr potrubí, bez ohledu na vypočítaný průtok chladicí kapaliny, musí být v topných sítích nejméně 32 mm. Rychlost pohybu vody by neměla být větší než 3,5 m/s. Po určení průměrů potrubí najděte číslo kompenzátory v oblastech jsou jiné typy lokálních odporů (podle vzorců uvedených výše). Poté se určí celková tlaková ztráta v úsecích hlavního potrubí a celková po celé délce. Dále provedeme hydraulický výpočet větví a spojíme v nich tlakové ztráty s odpovídajícími částmi hlavního potrubí (od místa rozdělení průtoku ke koncovým spotřebitelům). Tlakové ztráty by měly být propojeny výběrem průměrů odbočných potrubí. Rozdíl by neměl být větší než 10 %.

Na základě hydraulického režimu je řešena řada problémů souvisejících s provozem soustav zásobování teplem, a to: možnost připojení nových odběratelů do stávající sítě, havarijní zálohování soustavy, kontrola provozu sítě na maximum vody přívod pro přívod teplé vody.

Například při vypnutí části zátěže se průtok vody v topné síti sníží, což vede ke snížení tlakových ztrát v síti a zvýšení dostupného tlaku na vstupech. Zvyšuje se spotřeba vody u zbývajících odběratelů. Odchylka skutečného průtoku od vypočtené hodnoty způsobuje hydraulická nesouosost předplatitelské systémy. Maximální nesouosost účastnického systému nastane, když zůstane zapnutý pouze jeden účastník. Tlaková ztráta v síti bude tak nepatrná, že při jejím zanedbání můžeme vzít dostupnou tlakovou ztrátu na vstupu rovnající se návrhovému tlaku síťového čerpadla, z toho vyplývá, že hydraulická stabilita systému roste s poklesem tlaku ztráty v hlavních sítích a se zvýšením hydraulického odporu účastnických instalací . Za tímto účelem je vhodné zmenšit průměry pouzder a instalovat na pouzdra škrticí podložky. Navíc, čím blíže je účastník ke zdroji dodávky tepla, tím menší je změna tlakové ztráty, a tedy i nákladů. Předplatitelé nejblíže tepelné elektrárně mají zpravidla větší hydraulickou stabilitu.

Zvýšení tlaku ve vratném potrubí může způsobit nepřijatelné zvýšení tlaku v topných systémech připojených podle závislých okruhů. Pokles tlaku vede k vyprázdnění horních bodů místních systémů a narušení cirkulace v nich.

Provoz velkých tepelných sítí ve složitém terénu je bez rozvoden téměř nemožný. S jejich pomocí je snazší řešit takové inženýrské problémy, jako je zvýšení kapacity stávajících sítí, propojení hydraulických režimů, zvětšení rozsahu sítí, rozšíření možností centrální regulace atd.

Tlak síťového čerpadla N_sn stanovena pro topné a neotopné období, rovnající se součtu ztrát v instalacích na zdroji tepla ΔН_cn, v dodávce ΔН_pod a reverzní ΔH_arr potrubí a i v systému lokální spotřeby tepla ΔH_ab

Průtok (výkon) pracovních čerpadel je třeba vzít:

a) síťová čerpadla pro uzavřené systémy dodávka tepla v topném období – dle celkového vypočteného rozpadu vody;

b) síťová čerpadla pro otevřené systémy dodávka tepla v otopném období – na základě celkového vypočteného rozpadu vody, stanoveného na K_u = 1,4 ∙ G_d =G _max + G._{v max} + K._u ∙G_hm;

c) síťová čerpadla pro uzavřené a otevřené systémy zásobování teplem v mimotopném období – podle maximálního rozpadu vody do zásobování teplou vodou v mimotopném období.

Počet síťových čerpadel měly by se vzít alespoň dva, z nichž jeden je rezervní; u pěti pracovních síťových čerpadel zapojených paralelně v jedné skupině je přípustné neinstalovat záložní čerpadlo.

Tlak plnicího čerpadla Н_Po by měla být určena z podmínek pro udržení statického tlaku ve vodovodních sítích._umění. a překonání tlakových ztrát v doplňovacím potrubí ΔН_pl, jehož hodnoty se při absenci přesnějších údajů považují za 10-20 metrů.

z je rozdíl mezi hladinou vody v doplňovací nádrži a osou doplňovacích čerpadel.

Napájecí čerpadla G_Po , a v uzavřených systémech zásobování teplem by se měl brát jako rovný vypočtenému průtoku vody, aby se kompenzovaly úniky z topné sítěG_ut a v otevřených systémech – rovna součtu maximální spotřeby vody pro zásobování teplou vodou_{h max} a odhadovaná spotřeba vody pro kompenzaci úniku G_ut=0,005 ∙ (ΣV_tf+ΣV_ab).

Odhadovaná spotřeba vody pro kompenzaci úniku G_ut je akceptován ve výši 0,75 % objemu vody v otopné soustavě, havarijní průtok z kompenzace netěsností je akceptován ve výši 2 % objemu vody v otopné soustavě. Objem vody v systému zásobování teplem lze odebírat 65 m 3 na 1 MW návrhového tepelného toku při uzavřeném systému zásobování teplem a 70 m 3 na 1 MW při otevřeném systému zásobování teplem.

Zavřeno: G._ut =G_Po =>G_Po = 0,0075 ∙V_sedět = 0.0075 ∙ 65 ∙ Q.

Při pohybu jednofázového toku pro výpočet třecího odporu Δp_TP, lokální odpor Δp_М,odpor zrychlení Δp_USKa vyrovnávací odpor Δp_NIV, jsou použity vzorce (8.14 a) – (8.14 d) s přihlédnutím k charakteristikám jednofázového proudění.

Při pohybu dvoufázového proudění se pro výpočet Δp použijí stejné vzorce (8.14). Rychlosti proudění w₁, w₂, w_CP, hustota toku ρ_CP, a také na začátku ρ₁ a konec ρ₂ úseky jsou určeny skutečnými charakteristikami dvoufázového proudění.

Vzhledem k tomu, že skutečné průtokové charakteristiky se počítají komplexním způsobem pomocí empirických závislostí, je při výpočtu hydraulického třecího odporu a lokálního odporu brán jako základ homogenní model proudění a nehomogenita skutečného proudění je brána v úvahu pomocí experimentálních koeficientů. .

Ve vzorci (8.14 a) pomocí rovnice kontinuity nahradíme hmotnostní rychlost (φpw) cirkulační rychlostí w a hustotu ρ’ (ρw = ρ’w), průměrná rychlost směsi w_CP vyjadřujeme ze vztahu ρw_ženatý = ρ’w. Jako výsledek dostáváme

Ještě jednou poznamenejme, že výsledný vzorec platí pro adiabatické (bez ohřevu) homogenní dvoufázové proudění. Označme Δp třecí odpor při x = 0.

Pro zahřátý homogenní tok ve vzorci (8.75) se bere aritmetický průměr x

kde x₁, X₂, je pak hmotnostní obsah par na vstupu a výstupu z potrubní sekce

Pro homogenní proudění je třecí odpor úměrný hmotnostnímu obsahu par (obr. 8.13).

Experimentální data uvedená na stejném obrázku ukazují, že odpor hydraulického tření ve skutečném dvoufázovém proudění se výrazně liší od homogenního modelu. To platí jak pro případ ohřívaného proudění, tak i adiabatického proudění. Proto se do výpočtových vzorců (8.55) a (8.56) zavádí součinitel ψ, který zohledňuje vliv struktury proudění, a vzorce mají podobu:

při konstantním obsahu páry

s proměnlivým obsahem páry

kde je průměrný obsah par v oblasti,

– průměrný koeficient, který je určen vzorcem

kde ψ_Н, X_Н,ψ_К, X_К, viz úvodní a závěrečné části sekce (potrubí).

Koeficient ψ závisí na rychlosti proudění a jeho tlaku. Nomogramy pro stanovení ψ jsou uvedeny v referenční literatuře.

Intenzita tepelného toku q, kW/m 2 nebo kW/m délky, ovlivňuje hodnotu x_ženatý(), který se bere v úvahu při výpočtu Δp_TPa na struktuře toku. Pro malé x_CP přítomnost ohřevu potrubí zvyšuje třecí odpor a při velkém x_CP – snižuje. Vliv tepelného toku q na třecí odpor je obvykle malý, srovnatelný s chybou při určování odporu a při výpočtu Δp_TP se výslovně nebere v úvahu. Součinitel ψ pro vyhřívané trubky přímoproudých kotlových článků je proto určen v závislosti na x_CP, hmotnostní rychlost ρw a tlak р.

Při výpočtu tlakových ztrát v místních odporech Δp_М za základ se bere vzorec pro homogenní proudění podobný (8.54) a skutečná struktura proudění je zohledněna zavedením podmíněného koeficientu místního odporu ς_М

Výpočet tlakové ztráty v důsledku zrychlení proudění Δp_USK produkoval (8.14 v). Pro dvoufázový tok může být tento vzorec redukován na jinou formu s přihlédnutím k rovnici kontinuity

kde v_Н a v_К — měrný objem chladicí kapaliny na začátku a na konci úseku (jednofázové nebo dvoufázové).

Specifický objem směsi páry a vody byl předem stanoven v (8.49 b).

Při výpočtu nivelačního odporu (nivelačního tlaku) Δp_NIV průměrná hustota dvoufázového proudění je určena průměrnou hodnotou skutečného obsahu par

Pro vertikální potrubí výšky H

kde znaménko je „+“ pro pohyb směrem nahoru a „-“ pro pohyb toku směrem dolů.

Pro výpočet složek tlakové ztráty Δp je nutné znát konstrukční charakteristiky potrubí a také určit koeficient tření ψ, místní koeficient odporu ξ_М, X_М. Tyto údaje jsou uvedeny ve Standardní metodě hydraulických výpočtů kotlových jednotek a příslušných referenčních knihách.