Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №6 (140) февраль 2017 г.

Дата публикации: 06.02.2017

Статья просмотрена: 124 раза

Библиографическое описание:

Ушаков Д. В., Снисарь Д. А., Китаев Д. Н. Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях промпредприятий // Молодой ученый. — 2017. — №6. — С. 95-98. — URL https://moluch.ru/archive/140/39326/ (дата обращения: 25.04.2018).



В статье представлены результаты анализа фактических значений коэффициента местных потерь, используемого при проектировании тепловых сетей на стадии предварительного гидравлического расчета. На основе анализа фактических проектов, получены осредненные значения для сетей промплощадок с делением на магистрали и ответвления. Найдены уравнения, позволяющие рассчитать коэффициент местных потерь в зависимости от диаметра трубопровода сети.

Ключевые слова: тепловые сети, гидравлический расчет, коэффициент местных потерь

При гидравлическом расчете тепловых сетей возникает необходимость в задании коэффициента α, учитывающего долю потерь давления в местных сопротивлениях [1,2]. В современных нормативах, выполнение которых является обязательными при проектировании, про нормативный метод гидравлического расчета и конкретно коэффициент α не сказано. В современной справочной и учебной литературе приводятся, как правило, значения, рекомендованные отмененным СНиП II-36–73*. В табл. 1 представлены значения α для водяных сетей.

Таблица 1

Коэффициент α для определения суммарных эквивалентных длин местных сопротивлений

Тип компенсаторов

Условный проход трубопровода, мм

α

Транзитные

Сальниковые

До 1400

0,2

П-образные с гнутыми отводами

До 300

0,3

П-образные со сварными или крутоизогнутыми отводами

200–350

0,5

То же

400–500

0,7

То же

600–1400

1

Разветвленные тепловые сети

Сальниковые

До 400

0,3

То же

450–1400

0,4

П-образные с гнутыми отводами

До 150

0,3

Тоже

175–200

0,4

Тоже

250–300

0,6

П-образные со сварными или крутоизогнутыми отводами

175–250

0,6

Тоже

300–350

0,8

Тоже

400–500

0,9

П-образные со сварными отводами

600–1400

1

Из таблицы 1 следует, что значение α может находиться в интервале от 0,2 до 1. Прослеживается увеличение значения с ростом диаметра трубопровода.

В литературе [3] для предварительных расчетов, когда не известны диаметры труб, долю потерь давления в местных сопротивлениях рекомендуют определять по формуле Б. Л. Шифринсона

,(1)

где z — коэффициент, принимаемый для водяных сетей 0,01; G — расход воды, т/ч.

Результаты расчетов по формуле (1) при различных расходах воды в сети, представлены на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость α от расхода воды

Из рис. 1 следует, что значение α при больших расходах может быть и больше 1, а при малых меньше 0,1. Например, при расходе 50 т/ч, α=0,071.

В литературе [2] приведено выражение для коэффициента местных потерь

,(2)

где — эквивалентная длина участка и его длина соответственно, м; — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; λ — коэффициент гидравлического трения.

При проектировании водяных тепловых сетей при турбулентном режиме движения для нахождения λ, используют формулу Шифринсона. Принимая значение эквивалентной шероховатости kэ=0,0005 мм, формула (2) преобразуется к виду

.(3)

Из формулы (3) следует, что α зависит от длины участка, его диаметра и суммы коэффициентов местных сопротивлений, которые определяются конфигурацией сети. Очевидно, что значение α увеличивается при уменьшении длины участка и увеличении диаметра.

С целью определения фактических коэффициентов местных потерь α, были рассмотрены существующие проекты водяных тепловых сетей промышленных предприятий различного назначения. Располагая бланками гидравлического расчета, для каждого участка определялся коэффициент α по формуле (2). Отдельно по магистрали и ответвлениям находились средневзвешенные значения коэффициента местных потерь для каждой сети. На рис. 2 представлены результаты расчетов α по расчетным магистралям для выборки из 10 схем сетей, а на рис. 3 для ответвлений.

Рис. 2. Фактические значения α по расчетным магистралям

Из рис. 2 следует, что минимальное значение 0,113, максимальное 0,292, а среднее значение по всем схемам составляет 0,19.

Рис. 3. Фактические значения α по ответвлениям

Из рис. 3 следует, что минимальное значение 0,118, максимальное 0,377, а среднее значение по всем схемам составляет 0,231.

Сопоставляя полученные данные с рекомендуемыми, можно сделать следующие выводы. Согласно табл. 1 для рассмотренных схем значение α=0,3 для магистралей и α=0,3÷0,4 для ответвлений, а средние фактические составляют 0,19 и 0,231, что несколько меньше рекомендуемых. Диапазон изменения фактических значений α не превышает рекомендуемых, т.е табличные значения (табл.1) можно трактовать как «не более».

Для каждого диаметра трубопровода были определены средние значения α по магистралям и ответвлениям. Результаты расчета представлены в табл. 2.

Таблица 2

Значения фактических коэффициентов местных потерь α

dн,мм

273

219

194

159

133

108

89

76

57

45

38

32

магистраль

0,426

0,312

0,316

0,202

0,197

0,207

0,064

0,064

0,092

0,047

-

-

ответвление

-

-

0,660

0,618

0,480

0,401

0,306

0,353

0,155

0,308

0,117

0,039

Из анализа таблицы 2 следует, что с увеличением диаметра трубопровода значение коэффициента α увеличивается. Методом наименьших квадратов были получены линейные уравнения регрессии для магистрали и ответвлений в зависимости от наружного диаметра :

;(4)

.(5)

На рис. 4 представлены результаты расчетов по уравнениям (4),(5), и фактические значения для соответствующих диаметров.

Рис. 4. Результаты расчетов коэффициентов α по уравнениям (4),(5)

На основе анализа реальных проектов тепловых водяных сетей промплощадок, получены осредненные значения коэффициентов местных потерь с делением на магистрали и ответвления. Показано, что фактические значения не превышают рекомендуемые, а средние, незначительно меньше. Получены уравнения, позволяющие рассчитать коэффициент местных потерь в зависимости от диаметра трубопровода сети для магистралей и ответвлений.

Литература:

  1. Копко, В. М. Теплоснабжение: курс лекций для студентов специальности 1–700402 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» высших учебных заведений / В. М. Копко. — М: Изд-во АСВ, 2012. — 336с.
  2. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / Н. К. Громов [и др.]. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 376с.
  3. Козин, В. Е. Теплоснабжение: учебное пособие для студентов вузов / В. Е. Козин. — М.: Высш. школа, 1980. — 408с.
  4. Пустовалов, А. П. Повышение энергоэффективности инженерных систем зданий посредством оптимального выбора регулирующих клапанов / А. П. Пустовалов, Д. Н. Китаев, Т. В. Щукина // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. — 2015. — № 1. — С. 187–191.
  5. Семенов, В. Н. Влияние энергосберегающих технологий на развитие тепловых сетей / В. Н. Семенов, Э. В. Сазонов, Д. Н. Китаев, О. В. Тертычный, Т. В. Щукина // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2013. — № 8(656). — С. 78–83.
  6. Китаев, Д. Н. Влияние современных отопительных приборов на регулирование тепловых сетей / Д. Н. Китаев //Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. — 2014. — Т.2. — № 4(17). — С. 49–55.
  7. Китаев, Д. Н. Вариантное проектирование систем теплоснабжения с учетом надежности тепловой сети / Д. Н. Китаев, С. Г. Булыгина, М. А. Слепокурова // Молодой ученый. — 2010. — № 7. — С. 46–48.
  8. Китаев, Д. Н. Развитие системы теплоснабжения городского округа город Воронеж в долгосрочной перспективе /Д. Н. Китаев // Инженерные системы и сооружения. — 2010. — № 2. — С.72–77.
  9. Китаев, Д. Н. Перспективные схемы использования когенерационных установок в системах теплоснабжения / Д. Н. Китаев, А. В. Золотарев, Н. С. Шестых // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. — 2012. — № 2(7). — С. 26–29.
Основные термины (генерируются автоматически): местных потерь, тепловых сетей, диаметра трубопровода, коэффициентов местных, коэффициента местных потерь, коэффициент местных потерь, коэффициентов местных потерь, водяных сетей, водяных тепловых сетей, диаметра трубопровода сети, коэффициентов местных сопротивлений, долю потерь давления, гидравлического расчета, Китаев Д, фактические значения, Фактические значения, значения коэффициента местных, значения коэффициентов местных, местных сопротивлениях, местных потерь α.

Ключевые слова

тепловые сети, гидравлический расчет, коэффициент местных потерь

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос