Hidrouliese berekening van hittenetwerke: konsep, definisie, berekeningsmetode met voorbeelde, take en ontwerp

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

In die hidrouliese berekening van hittenetwerke word die totale vloeitempo van die hoofwarmwater vir verhitting, lugversorging, ventilasie en warmwater gestel. Op grond van so 'n berekening word die nodige parameters van pomptoerusting, hitteruilers en pypdiameters van die hoofnetwerk bepaal.

'n Bietjie oor teorie en probleme

Die hooftaak van die hidrouliese berekening van hittenetwerke is die keuse van die geometriese parameters van die pyp en die standaardgroottes van die beheerelemente om te voorsien:

• kwalitatief-kwantitatiewe verspreiding van die koelmiddel na individuele verwarmingstoestelle;
• termies-hidrouliese betroubaarheid en ekonomiese uitvoerbaarheid van 'n geslote termiese stelsel;
• optimering van belegging en bedryfskoste van die hittevoorsieningsorganisasie.

Die hidrouliese berekening van hittenetwerke skep die voorwaardes vir verhitting en warmwatertoestelle om die vereiste krag by 'n gegewe temperatuurverskil te bereik. Byvoorbeeld, met 'n T-grafiek van 150-70 ^oS, sal dit gelyk wees aan 80 ^{oS. Dit word bereik deur die vereiste waterdruk of koelmiddeldruk by elke verhittingspunt te skep.}

So 'n voorvereiste vir die werking van die termiese stelsel word geïmplementeer deur die netwerktoerusting bekwaam in ooreenstemming met die ontwerpvoorwaardes op te stel, toerusting te installeer gebaseer op die resultate van die hidrouliese berekening van termiese netwerke.

Stadiums van netwerkhidroulika:

1. Voorbekendstellingsberekening.
2. Operasionele regulasie.

Aanvanklike netwerkhidroulika aan die gang:

• deur berekeninge;
• meetmetode.

In die Russiese Federasie is die berekeningsmetode oorheersend, dit bepaal al die parameters van die elemente van die hittetoevoerstelsel in 'n enkele nedersettingsgebied (huis, kwartier, stad). Daarsonder sal die netwerk gedereguleer word, en die koelmiddel sal nie aan die boonste verdiepings van meerverdiepinggeboue verskaf word nie. Daarom begin die begin van die bou van enige hittetoevoerfasiliteit, selfs die kleinste een, met 'n hidrouliese berekening van hittenetwerke.

Opstel van 'n diagram van hittenetwerke

Voor hidrouliese berekeninge word 'n voorlopige skema van die hooflyn uitgevoer wat die lengte L in meter en D van ingenieurspype in mm en die beraamde volumes netwerkwater vir die ontwerpgedeeltes van die skema aandui. Kopverliese in hittetoevoerstelsels word in lineêre verdeel, wat ontstaan in verband metvryf van media teen pypmure, en verliese in gedeeltes wat veroorsaak word deur plaaslike strukturele weerstand as gevolg van die teenwoordigheid van tee, buigings, kompenseerders, buigings en ander toestelle.

Voorbeeld van berekening van hidrouliese berekening van hittenetwerke:

1. Eers word 'n vergrote berekening uitgevoer om die maksimum netwerkwerkverrigting te bepaal wat inwoners ten volle van verwarmingsdienste kan voorsien.
2. By voltooiing word die kwalitatiewe en kwantitatiewe aanwysers van die hoof- en binnekwartnetwerke vasgestel, insluitend die finale druk en temperatuur van die draer by die inlaatnodusse van hitteverbruikers, met inagneming van hitteverliese.
3. Voer 'n toets hidrouliese berekening van die verhittingstelsel en warmwatertoevoer uit.
4. Hulle bepaal die werklike koste in die afdelings van die skema en by die insette na residensiële fasiliteite, die hoeveelheid hitte wat deur intekenare ontvang word wanneer die temperatuur van die koelmiddel in die toevoerwaterpypleiding van verwarmingstelsels en die beskikbare druk bereken word in die uitlaatspruitstuk, die rasionaal vir hidrotermiese regimes, die voorspelde temperatuur binne residensiële persele.
5. Bepaal die verlangde uitlaathittetoevoertemperatuur.
6. Stel die maksimum grootte T van verhitte water by die uitlaat van die ketelkamer of ander hittebron, verkry op grond van die hidrouliese berekening van die hittenetwerk. Dit moet binnenshuise higiënestandaarde verseker.

Die toepassing van die normatiewe metode

Die hidroulika van netwerke word uitgevoer op grond van tabelle van maksimum uurlikse hitteladings en 'n hittetoevoerskema vir 'n stad of distrik wat bronne, ligging van hoof-,intra-kwartaal en intra-huis ingenieurswese stelsels, met die aanwysing van die grense van die balansstaat eienaarskap van die eienaars van netwerke. Hidrouliese berekening van pypleidings van verwarmingsnetwerke van elke afdeling tot bogenoemde skema word afsonderlik uitgevoer.

Hierdie berekeningsmetode word nie net vir verwarmingsnetwerke gebruik nie, maar ook vir alle pypleidings wat vloeibare media vervoer, insluitend gaskondensaat en ander chemiese vloeibare media. Vir pyplyn-hittetoevoerstelsels moet veranderinge aangebring word om die kinematiese viskositeit en draerdigtheid in ag te neem. Dit is as gevolg van die feit dat hierdie eienskappe die spesifieke kopverlies in pype beïnvloed, en die vloeisnelheid is verwant aan die digtheid van die deurvoermedium.

Parameters van die hidrouliese berekening van die waterverhittingsnetwerk

Hitteverbruik Q en die hoeveelheid koelmiddel G vir die persele word in die tabel van maksimum aanwysers van uurlikse hitteverbruik vir die winter- en somerseisoen afsonderlik aangedui en stem ooreen met die som van hitteverbruik vir die kwartale ingesluit in die skema.

'n Voorbeeld van 'n hidrouliese berekening van 'n hittenetwerk word hieronder aangebied.

Aangesien berekeninge van baie aanwysers afhang, word dit uitgevoer met behulp van talle tabelle, diagramme, grafieke, nomogramme, die finale waarde van hitteverbruik Q vir interne verwarmingstelsels word verkry deur interpolasie.

Die hoeveelheid vloeistof wat in die verwarmingsnetwerk sirkuleer m3/uur, wanneer die hidrouliese modus van die verwarmingsnetwerk bereken word, word bepaal deur die formule:

G=(D2 /4) x V, Waar:

• G - diensverskafferverbruik, m3/uur;
• D – pyplyn deursnee, mm;
• V - vloeisnelheid, m/s.

Lineêre drukval in die hidrouliese berekening van hittenetwerke word uit spesiale tabelle geneem. Tydens die installering van verwarmingstelsels word tiene en honderde hulpelemente daarin geïnstalleer: kleppe, toebehore, lugopenings, draaie en ander, wat weerstand teen die vervoermedium skep.

Die redes vir die drukval in pypleidings kan ook die interne toestand van die pypmateriaal en die teenwoordigheid van soutneerslae daarop insluit. Die koëffisiëntwaardes wat in tegniese berekeninge gebruik word, word in die tabelle gegee.

Standaardmetodologie en prosesstappe

Volgens die metode van hidrouliese berekening van hittenetwerke word dit in twee fases uitgevoer:

1. Konstruksie van 'n verwarmingsnetwerkskema, waarop gedeeltes genommer is, eerstens in die gebied van die sentrale snelweg - 'n langer en meer omvangryke netwerklyn in terme van las vanaf die aansluitingspunt na 'n meer afstandverbruikfasiliteit.
2. Berekening van kopverlies van elke pypgedeelte, skema. Dit word uitgevoer met behulp van tabelle en nomogramme, wat deur die vereistes van staatsnorme en -standaarde aangedui word.

Eerstens word die berekeninge vir die hoofweg uitgevoer volgens die koste wat volgens die skema vasgestel is. Terselfdertyd word verwysingsdata van spesifieke drukverliese in netwerke gebruik.

Verder, nadat hulle die diameters van die pype bereken het, bereken hulle:

1. Aantal kompenseerders volgens die skema.
2. Weerstande op werklik geïnstalleerde elementeverhittingsnetwerke.

Kopverlies word deur formules en nomogramme bereken. Dan, met hierdie data regdeur die netwerk, word die hidromeganiese regime van individuele seksies bereken vanaf die plek van vloeiverdeling tot by die eindgebruiker.

Berekeninge is gekoppel aan die keuse van takpyp-diameters. Die verskil is nie meer as 10%. Oortollige druk in die verhittingstelsel word by die hysbaknodusse, smoorspuitpunte of outoreguleerders in die huisbestuurspunte geblus.

Met die beskikbare druk van die hoofverhittingstelsel en takke, stel eers die benaderde spesifieke weerstand Rm, Pa/m.

Die berekeninge gebruik tabelle, nomogramme vir die hidrouliese berekening van pypleidings van hittenetwerke en ander verwysingsliteratuur, verpligtend vir alle stadiums, dit is maklik om op die internet en spesiale literatuur te vind.

Warmwatervervoer

Die berekeningskema-algoritme word vasgestel deur regulatoriese en tegniese dokumentasie, staats- en sanitêre standaarde en word in streng ooreenstemming met die vasgestelde prosedure uitgevoer.

Die artikel verskaf 'n voorbeeld van die berekening van die hidrouliese berekening van die verhittingstelsel. Die prosedure word in die volgende volgorde uitgevoer:

1. Op die goedgekeurde hittetoevoerskema van die stad en die distrik, is die nodale punte van berekening, die bron van hitte, die opsporing van ingenieurstelsels gemerk met 'n aanduiding van alle takke, gekoppelde verbruikersvoorwerpe.
2. Verklaar die grense van die balansstaateienaarskap van verbruikersnetwerke.
3. Ken nommers toe aan die plot volgens die skema, en begin die nommeringvan bron tot eindgebruiker.

Die nommeringstelsel moet die tipes netwerke duidelik skei: hoof binnekwartaal, interhuis vanaf die termiese put tot by die grense van die balansstaat, terwyl die terrein as 'n segment van die netwerk gestel is, omring deur twee takke.

Die diagram dui al die parameters van die hidrouliese berekening van die hoofhittenetwerk vanaf die sentrale verhittingstasie aan:

• Q - GJ/uur;
• G m3/uur;
• D - mm;
• V - m/s;
• L - seksie lengte, m.

Diameterberekening word deur die formule gestel.

Stoomverhittingnetwerke

Hierdie verwarmingsnetwerk is ontwerp vir 'n hittetoevoerstelsel wat 'n hittedraer in die vorm van stoom gebruik.

Verskille van hierdie skema van die vorige een word veroorsaak deur temperatuuraanwysers en druk van die medium. Struktureel is hierdie netwerke korter in lengte; in groot stede sluit dit gewoonlik net die belangrikste in, dit wil sê van die bron tot die sentrale verwarmingspunt. Hulle word nie as intra-distrik en intra-huis netwerke gebruik nie, behalwe vir klein industriële terreine.

Die stroombaandiagram word in dieselfde volgorde uitgevoer as met die waterkoelmiddel. Alle netwerkparameters vir elke tak word op die afdelings aangedui, die data is geneem uit die opsommingstabel van marginale uurlikse hitteverbruik, met 'n stap-vir-stap opsomming van verbruiksaanwysers vanaf die eindverbruiker tot by die bron.

Meetkundige afmetingspypleidings word geïnstalleer op grond van die resultate van 'n hidrouliese berekening, wat uitgevoer word in ooreenstemming met staatsnorme en -reëls, en veral SNiP. Die bepalende waarde is die drukverlies van die gaskondensaatmedium vanaf die bron van hittetoevoer na die verbruiker. Met 'n groter drukverlies en 'n kleiner afstand tussen hulle, sal die spoed van beweging groot wees, en die deursnee van die stoompypleiding sal kleiner moet wees. Die keuse van deursnee word uitgevoer volgens spesiale tabelle, gebaseer op die parameters van die koelmiddel. Daarna word die data in spilpunttabelle ingevoer.

Hittedraer vir kondensaatnetwerk

Die berekening vir so 'n hittenetwerk verskil aansienlik van die voriges, aangesien die kondensaat gelyktydig in twee toestande is - in stoom en in water. Hierdie verhouding verander soos dit na die verbruiker beweeg, dit wil sê die stoom word al hoe meer vogtig en verander uiteindelik heeltemal in 'n vloeistof. Daarom het die berekeninge vir die pype van elk van hierdie media verskille en word dit reeds deur ander standaarde in ag geneem, veral SNiP 2.04.02-84.

Prosedure vir die berekening van kondensaatpypleidings:

1. Die tabelle stel die interne ekwivalente grofheid van die pype.
2. Aanwysers van drukverlies in pype in die netwerkgedeelte, vanaf die koelmiddeluitlaat vanaf die hittetoevoerpompe na die verbruiker, word volgens SNiP 2.04.02-84 aanvaar.
3. Die berekening van hierdie netwerke neem nie die hitteverbruik Q in ag nie, maar slegs die stoomverbruik.

Die ontwerpkenmerke van hierdie tipe netwerk beïnvloed die kwaliteit van metings aansienlik, aangesien pypleidings hiervoortipes koelmiddel word van swart staal gemaak, netwerkgedeeltes ná netwerkpompe weens luglekkasies roes vinnig van oortollige suurstof, waarna laegeh alte-kondensaat met ysteroksiede vorm, wat metaalkorrosie veroorsaak. Daarom word dit aanbeveel om vlekvrye staal pypleidings in hierdie afdeling te installeer. Alhoewel die finale keuse gemaak sal word na die voltooiing van die uitvoerbaarheidstudie van die verwarmingsnetwerk.

Ontwerpprogramme

Energieverliese as gevolg van kleppe, toebehore en buigings word deur gelokaliseerde vloeiversteurings veroorsaak. Energieverlies vind plaas in 'n eindige en nie noodwendig kort gedeelte van die pyplyn nie, maar vir hidrouliese berekeninge word aanvaar dat die hele volume van hierdie verlies by die ligging van die toestel in ag geneem word. Vir pypstelsels met relatief lang pype is dit dikwels so dat die gevolglike verliese weglaatbaar sal wees in verhouding tot die totale drukverlies in die pyp.

Tubingverlies word gemeet deur gebruik te maak van werklike eksperimentele data en dan ontleed om 'n plaaslike verliesfaktor te bepaal wat gebruik kan word om pasverlies te bereken aangesien dit wissel met die vloeistofvloeitempo deur hierdie toestel.

Pypvloeisagteware maak dit maklik om pasverliese en ander verliese in differensiaaldrukberekeninge te bepaal omdat dit vooraf gelaai is met 'n klepdatabasis wat baie standaardfaktore vir kleppe entoebehore van verskillende groottes. 'n Pomp word dikwels binne 'n pypstelsel gebruik om ekstra druk by te voeg om wrywing- en ander weerstandsverliese te oorkom.

Die werkverrigting van die pomp word deur die kromme bepaal. Die kop wat deur die pomp geproduseer word, wissel met die vloeitempo, om die dienspunt op die pompverrigtingkromme te vind is nie altyd 'n maklike taak nie.

As jy die Pipe Flow Expert-hidrouliese berekeningsprogram gebruik, is dit redelik maklik om die presiese bedryfspunt op die pompkromme te vind, om te verseker dat vloeie en drukke deur die hele stelsel gebalanseer is, om 'n akkurate ontwerpbesluit te neem pypleidings.

Aanlyn berekening word gemaak om die optimale deursnee te kies wat die beste bedryfsparameters, lae kopverlies en hoë mediabewegingsnelhede bied, wat goeie tegniese en ekonomiese aanwysers van verwarmingsnetwerke as geheel sal verseker.

Dit verminder moeite en bied hoër akkuraatheid. Dit sluit al die nodige verwysingstabelle en nomogramme in. Dus, verliese per meter pype word geneem in die bedrag van 81 - 251 Pa / m (8,1 - 25,1 mm waterkolom), wat afhang van die materiaal van die pype. Die spoed van water in die stelsel hang af van die deursnee van die geïnstalleerde pype en word in 'n spesifieke reeks gekies. Die hoogste watersnelheid vir verwarmingsnetwerke is 1,5 m/s. Die berekening stel die grenswaardes van die watersnelheid in pypleidings met 'n interne deursnee voor:

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. Vir ander diameters nie meer as 1,5 m/s nie.
6. Vir pypleidings van brandbestrydingstelsels word mediumsnelheid tot 5,0 m/s toegelaat.

Instrumentele geo-inligtingstelsel

GIS Zulu - geo-inligtingsprogram vir hidrouliese berekening van hittenetwerke. Die maatskappy spesialiseer in die studie van GIS-toepassings wat die visualisering van 3D-geodata in vektor- en rasterweergawes, topologiese studie en hul verhouding met semantiese databasisse vereis. Zulu laat jou toe om verskillende planne en werkvloeie te skep, insluitend hitte- en stoomnetwerke deur topologie te gebruik, kan met rasters werk en data van verskillende databasisse verkry, soos BDE of ADO.

Die berekeninge word uitgevoer in noue integrasie met die geo-inligtingstelsel, dit word uitgevoer in die weergawe van die uitgebreide module. Die netwerk is elementêr en word duidelik in die GIS ingevoer met die muis of volgens die gegewe koördinate. Daarna word 'n berekeningskema onmiddellik geskep. Daarna word die parameters van die stroombane ingestel, en die begin van die proses word bevestig. Die berekeninge word toegepas op doodloop- en ringverhittingstelsels, insluitend netwerkpompeenhede en smoortoestelle, wat van een of meer bronne aangedryf word. Verhittingsberekening kan uitgevoer word met inagneming van lekkasie vanaf verspreidingsnetwerke en hitteverliese in verwarmingspype.

Om 'n spesiale program op 'n rekenaar te installeer, laai op die internet af via torrent "Hydrauliese berekening van hittenetwerke 3.5.2".

Struktuur van definisiestappe:

1. Kommutasiedefinisie.
2. Gaan hidromeganiese berekening van die verwarmingsnetwerk na.
3. Ingebruikneming van termiese-hidrouliese berekening van hoof- en binnekwartpype.
4. Ontwerpkeuse van verwarmingsnetwerktoerusting.
5. Berekening van die piësometriese grafiek.

Microsoft Excel-ontwikkelaarnutsding

Microsoft Excel vir hidrouliese berekening in termiese netwerke is die mees toeganklike hulpmiddel vir gebruikers. Sy omvattende sigbladredigeerder kan baie rekenaarprobleme oplos. By die uitvoering van berekeninge van termiese stelsels moet daar egter aan spesiale vereistes voldoen word. Dit kan gelys word:

• vind die vorige afdeling in die rigting van die medium;
• berekening van die pypdeursnee volgens hierdie voorwaardelike aanwyser en omgekeerde berekening;
• stel die korreksiefaktor vir die grootte van die spesifieke kopverlies volgens die data en die ekwivalente grofheid van die pypmateriaal;
• berekening van die digtheid van 'n medium vanaf sy temperatuur.

Natuurlik maak die gebruik van Microsoft Excel vir hidrouliese berekeninge in hittenetwerke dit nie moontlik om die verloop van berekeninge absoluut te vereenvoudig nie, wat aanvanklik relatief groot arbeidskoste skep.

Sagteware vir hidromeganiese berekening van netwerke of pakket GRTS - 'n rekenaartoepassing wat hidromeganiese berekeninge van multipyp-netwerke uitvoer, insluitend 'n doodloop-konfigurasie. Die GRTS-platform bevat die taalfunksionaliteit van formules, wat dit toelaatbepaal die nodige eienskappe van die berekening en kies formules vir die akkuraatheid van hul bepaling. As gevolg van die gebruik van hierdie funksionaliteit, het die sakrekenaar die vermoë om onafhanklik die berekeningstegnologie te vind en die vereiste kompleksiteit te stel.

Daar is twee weergawes van die GRTS-toepassing: 1.0 en 1.1. Aan die einde sal die gebruiker die volgende resultate ontvang:

• berekening, wat die berekeningsmetodologie noukeurig beskryf;
• verslag in tabelvorm;
• oordrag van rekenaardatabasisse na Microsoft Excel;
• piezometriese grafiek;
• hittedraer-temperatuurgrafiek.

Die GRTS 1.1-toepassing word as die modernste wysiging beskou en ondersteun die nuutste standaarde:

1. Berekening van pypdiameters gebaseer op gegewe drukke by die eindpunte van die termiese diagram.
2. Hulpplatform is opgegradeer. Span "?" maak die hulparea van die toepassing op die monitorskerm oop.

hidrouliese berekening van hittenetwerke

'n Voorbeeld van die berekening word hieronder getoon.

Minimum basiese parameters wat nodig is om 'n pypstelsel te ontwerp, sluit in:

1. Eienskappe en fisiese eienskappe van die vloeistof.
2. Vereiste massavloei (of volume) van die vervoermedium wat vervoer moet word.
3. Druk, temperatuur by die beginpunt.
4. Druk, temperatuur en hoogte by die eindpunt.
5. Afstand tussen twee punte en ekwivalente lengte (drukverlies) van geïnstalleerde kleppe en toebehore.

Hierdie basiese parameters is nodig vir die ontwerp van die pypstelsel. As bestendige vloei aanvaar word, is daar 'n aantal vergelykings gebaseer op die algemene energievergelyking wat gebruik kan word om 'n pypstelsel te ontwerp.

Veranderlikes wat verband hou met vloeistof-, stoom- of tweefase-kondensaatvloei beïnvloed die berekeningsresultaat. Dit lei tot die afleiding en ontwikkeling van vergelykings wat van toepassing is op 'n bepaalde vloeistof. Alhoewel pypstelsels en hul ontwerp kompleks kan word, kan die oorgrote meerderheid ontwerpprobleme waarmee 'n ingenieur te kampe het, opgelos word deur standaard Bernoulli-vloeivergelykings.

Die basiese vergelyking wat ontwikkel is om stilstaande vloeistofvloei voor te stel, is die Bernoulli-vergelyking, wat aanvaar dat totale meganiese energie behoue bly vir 'n bestendige, onsamedrukbare, onsigbare isotermiese vloei sonder hitte-oordrag. Hierdie beperkende toestande kan inderdaad verteenwoordigend wees van baie fisiese stelsels.

Kopverliese wat met kleppe en toebehore geassosieer word, kan ook bereken word deur die ekwivalente "lengtes" van pypgedeeltes vir elke klep en toebehore in ag te neem. Met ander woorde, die berekende kopverlies wat veroorsaak word deur die vloeistof wat deur die klep gaan, word uitgedruk as 'n bykomende pyplengte wat by die werklike pyplengte gevoeg word wanneer die drukval bereken word.

Alle ekwivalente lengtes veroorsaak deur kleppe en toebehore in die segmentpype sal bymekaar getel word om die drukval vir die berekende pypsegment te bereken.

Opsommend kan ons sê dat die doel van die hidrouliese berekening van die hittenetwerk by die eindpunt 'n regverdige verspreiding van hitteladings tussen intekenare van termiese stelsels is. 'n Eenvoudige beginsel geld hier: elke verkoeler - soos nodig, dit wil sê, 'n groter verkoeler, wat ontwerp is om 'n groter volume ruimteverhitting te verskaf, moet 'n groter vloei koelmiddel ontvang. Korrek uitgevoerde netwerkberekening kan hierdie beginsel verseker.