В чем заключается гидравлический расчет методом удельных потерь давления?

Удельной потерей давления на трение R, Па/м, (удельной линейной потерей) называются потери напора на 1 погонном метре трубопровода

                                                при  м.

Обозначив местные потери знаком Z, т.е.

,

получим на данном участке труборовода

= .

Сущность метода заключается в том, что диаметры труб всего циркуляционного кольца назначают по заранее рассчитанной величине средней удельной потери давления на трение R_ср. При этом пользуются справочными таблицами.

Затем рассчитываются потери напора в главном циркуляционном кольце  и сравниваются с располагаемым давлением ΔР_рц. Для нормальной работы системы отопления необходимо выдерживать соотношение . На неучтенные потери отводится, таким образом, 10% располагаемого давления.

Рассмотрим порядок расчета на примере одного участка.

Пример:Располагаемое давление в системе составляет ΔР_рц.=10000 Па. Для изображенного на рисунке 92 участке 5 главного кольца длиной  6,5 м, расходом теплоносителя G = 374 кг/ч и тепловой нагрузкой Q_s = 14418 Вт. Требуется назначить диаметр и найти потери давления.

Общая длина всех участков главного циркуляционного кольца равна 81,25 м.

Рисунок 92 – Схема пятого участка главного циркуляционного кольца

Решение:

1. Определим средние для всей системы удельные потери напора на трение

 Па/м.

Здесь х = 0,65 – доля линейных потерь в общих потерях [7, таблица II.21].

2. По таблице справочника [7, таблица II.1], часть которой приведена ниже в таблице 9 определяем диаметр, скорость и фактические удельные потери давления R. Эти потери должны быть по величине как можно ближе к среднему значению (80 Па/м).

Полученная цифра  является ориентиром для назначения диаметра любого участка данной системы.

При расходе 374 кг/ч диаметр составит d = 20 мм, скорость V=0,284 м/с и удельные потери давления на трение R = 75 Па/м.

Таблица 9 – Таблица для гидравлического расчета систем отопления трубопроводов водяного отопления при температуре воды в системе 95 – 70 ^оС, 105 – 70 ^оС и К = 0,2 мм

3. Линейные потери на участке =75 × 6,5 = 487 Па.

4. Определим коэффициенты местных сопротивлений на участке:

тройник на проход        ξ = 1

2 отвода                           ξ = 2 × 1,1 = 2,2

Итого                               Σξ = 3,2

5. Местные потери находятся по [7, таблица II.3], частично приведенным в таблице 10.

При скорости 0,284 м/с и сумме коэффициентов местных сопротивлений 3,2 потеря давления составит 126 Па.

6. Общие потери давления на участке

 =  = 487 + 126 = 613 Па.

Таблица 10 – Потери давления на местные сопротивления

Что такое характеристика сопротивления?

Потери напора можно представить как

.

Скорость потока v представим как отношение расхода G к площади сечения потока .

  и ,

Отсюда,

.

Для конкретного участка трубы диаметром d все величины, входящие в формулу, кроме расхода воды G и плотности ρ являются постоянными. Плотность меняется в очень небольших пределах, так что ее тоже можно считать постоянной. Таким образом,

,

где S – характеристика сопротивления.

Потери давления на участке можно представить как

.