при эквивалентной шероховатости труб кэ = 0,5 мм и температуре воды 115 С, область квадратичного течения воды наступает при пред = 0,31 м/с.
Обычно скорость движения воды в тепловых сетях больше 1 м/с.
определение средней плотности воды ср, кг/м3, ср = н = к – для воды, ср = 1000, где индексы «н» и «к» относятся к началу и концу участка.
определение диаметра трубопровода d, м.
Предварительный диаметр по формуле:
 , (5.5)
где G – массовый расход воды, кг/с;
ωпред – предварительно принятая скорость движения теплоносителя, м/с;
ρср – средняя плотность воды , кг/м3, ρср = 1000.
 Принимается трубопровод стандартного диаметра для стальных труб, dфак.
определение фактической скорости движения теплоносителя фак, м/с,
 . (5.6)
определение среднего удельного линейного падения давления (напора) Rср, Па/м по номограмме 6.8 1 зная расход G, кг/с, и фактическую скорость фак, м/с, или по таблице VI.8 15, зная G, т/ч, и фактическую скорость фак, м/с.
Предварительный гидравлический расчет для 1-ой магистрали (теплоснабжение производственного сектора) сведен в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 – предварительный гидравлический расчет 1-го луча
№ уч.
|
Q,
квт
|
G
|
ω,
м/с
|
d,
м
|
dу,
мм
|
dн × δ,
мм
|
ℓ
м
|
ωф,
м/с
|
Rср,
Па/м
|
кг/с
|
т/ч
|
1 – 3
|
171,98
|
0,912
|
3,283
|
0,60
|
0,044
|
50
|
57 ×3,5
|
483
|
0,465
|
76
|
2 – 3
|
232,06
|
1,230
|
4,43
|
0,80
|
0,044
|
40
|
45 ×2,5
|
31
|
0,980
|
460
|
3 – 5
|
404,04
|
2,143
|
7,715
|
0,80
|
0,058
|
70
|
76 × 3,0
|
203
|
0,557
|
70
|
4 – 5
|
372,45
|
1,970
|
7,092
|
0,80
|
0,056
|
50
|
57 × 3,5
|
141
|
1,000
|
175
|
5 – 7
|
776,49
|
4,116
|
14,817
|
1,00
|
0,07241
|
70
|
108 × 4,0
|
330
|
0,524
|
43
|
6 – 7
|
1417,40
|
7,518
|
27,065
|
1,00
|
0,097
|
80
|
89 × 4,5
|
62
|
1,496
|
175
|
7 – 13
|
2193,89
|
11,630
|
41,760
|
1,20
|
0,110
|
125
|
133 × 4,0
|
990
|
0,946
|
40
|
Предварительный гидравлический расчет для 2-ой магистрали (теплоснабжение жилого и общественного сектора) сведен в таблицу 5.3.
 Таблица 5.3 – предварительный гидравлический расчет 2-го луча
№ уч.
|
Q,
квт
|
G
|
ω,
м/с
|
d,
м
|
dу,
мм
|
dн × δ,
мм
|
ℓ
м
|
ωф,
м/с
|
Rср,
Па/м
|
кг/с
|
т/ч
|
8 – 10
|
330,30
|
1,980
|
7,128
|
1,00
|
0,050
|
50
|
57 × 3,5
|
60
|
1,000
|
373
|
9 – 10
|
220,20
|
1,320
|
4,752
|
1,00
|
0,041
|
50
|
57 × 3,5
|
190
|
0,670
|
186
|
10 – 12
|
550,50
|
3,300
|
11,880
|
1,00
|
0,065
|
70
|
76 × 3,0
|
35
|
0,860
|
192
|
11 – 12
|
440,40
|
2,640
|
9,504
|
1,00
|
0,058
|
70
|
76 × 3,0
|
190
|
0,686
|
117
|
12 –13
|
990,90
|
5,942
|
21,391
|
1,00
|
0,087
|
80
|
89 × 4,5
|
150
|
1,180
|
280
|
5.2 расчет и компенсаторов
В проекте приняты П-образные компенсаторы, которые устанавливаются между неподвижными опорами.
эскиз П-образного компенсатора показан на рисунке 7.
Рисунок 5.2 – эскиз П-образного компенсатора
 таблица 5.4 – Геометрические размеры П-образных компенсаторов [19]
dу,
мм
|
Н,
мм
|
h,
мм
|
В,
мм
|
b,
мм
|
R,
мм
|
L,
мм
|
Компенсирующая способность, мм
|
50
|
600
800
1000
1200
|
200
40
600
800
|
500
|
100
|
200
|
1200
|
50
70
100
120
|
100
|
1200
1600
2000
2400
|
300
700
1100
1500
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
100
150
250
280
|
125
|
1500
2000
2500
3000
|
440
940
1440
1940
|
1310
|
250
|
530
|
2970
|
100
180
260
310
|
150
|
1800
2400
3000
3600
|
540
1140
1740
2340
|
1560
|
300
|
630
|
3520
|
120
220
280
350
|
200
|
2400
3200
4000
4800
|
700
1500
2300
3100
|
2100
|
400
|
850
|
4600
|
160
240
350
420
|
250
|
3000
4000
5000
6000
|
1000
2000
3000
4000
|
2500
|
500
|
1000
|
5500
|
200
310
400
600
|
300
|
3600
4800
|
1100
2300
|
3100
|
600
|
1250
|
6800
|
260
400
|
350
|
4200
5600
|
1200
2600
|
3700
|
700
|
1500
|
8100
|
332
470
|
400
|
4800
6400
|
1200
2800
|
4400
|
800
|
1800
|
9600
|
300
410
|
450
|
|
|
|
|
|
|
|
500
|
|
|
|
|
|
|
|
600
|
|
|
|
|
|
|
|
700
|
|
|
|
|
|
|
|
800
|
|
|
|
|
|
|
|
900
|
|
|
|
|
|
|
|
1000
|
|
|
|
|
|
|
|
1200
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество опор определяется с помощью 1, табл. 3 прил.,2, таблица 3, таблица 5.5.
 Таблица 5.5 – Рекомендуемые (максимально допустимые) расстояния, м,
между опорами при использовании П-образных компенсаторов [1, 2, 4, 5]
Диаметр условного прохода,
dу, мм
|
Подвижные опоры при прокладке
|
Неподвижные опоры при прокладке
|
канальной
|
надземной
|
канальной, надземной
|
бесканальной
|
25
|
1,7
|
–
|
45
|
45
|
32
|
2,0
|
2,0
|
45
|
35
|
40
|
2,5
|
2,5
|
45
|
45
|
50
|
3,0
|
3,0
|
50
|
50
|
70
|
3,0
|
3,0
|
55
|
55
|
Окончание таблицы 5.5
Диаметр условного прохода,
dу, мм
|
Подвижные опоры при прокладке
|
Неподвижные опоры при прокладке
|
канальной
|
надземной
|
канальной, надземной
|
бесканальной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80
|
3,5
|
4,0
|
65
|
65
|
100
|
4,0
|
5,0
|
80
|
80
|
125
|
4,5
|
6,0
|
90
|
90
|
150
|
5,0
|
7,0
|
100
|
100
|
175
|
6,0
|
7,0
|
100
|
100
|
200
|
6,0
|
9,0
|
120
|
120
|
250
|
7,0
|
11,0
|
120
|
120
|
300
|
8,0
|
12,0
|
120
|
120
|
350
|
10,5
|
14,0
|
140
|
140
|
400
|
12,5
|
16,0
|
160
|
160
|
450
|
12,5
|
16,0
|
160
|
160
|
500
|
|
|
180
|
180
|
600
|
|
|
200
|
200
|
700
|
|
|
200
|
200
|
800
|
|
|
200
|
200
|
900
|
|
|
200
|
200
|
1000
|
|
|
200
|
200
|
1200
|
|
|
200
|
200
|
Расчет количества опор приведено в таблицах 5.6 и 5.7
Таблица 5.6 – расчет количества опор 1-го луча
№
уч.
|
ℓ,
м
|
dу,
мм
|
Количество опор, шт.
|
неподвижных
|
подвижных
|
1 – 3
|
483
|
50
|
483/60 = 8 + 1 = 9
|
483/3 = 161 – 9 = 152
|
2 – 3
|
31
|
40
|
31/60 = 1 + 1= 2
|
31/2,5 = 12,4 – 2 = 10
|
3 – 5
|
203
|
70
|
203/80 = 2,54 +1 = 4
|
203/3,0 = 67,67 – 4 = 64
|
Окончание таблицы 5.6
№
уч.
|
ℓ,
м
|
dу,
мм
|
Количество опор, шт.
|
неподвижных
|
подвижных
|
4 – 5
|
140
|
50
|
140/60 = 2,33 + 1 = 3
|
140/3,0 = 46,67 – 3= 40
|
5 – 7
|
330
|
100
|
330/80 = 4,125 + 1 = 5
|
330/3,0 = 94,3 – 5= 89
|
6 – 7
|
62
|
80
|
62/80 = 1 + 1 = 2
|
62/3,5 = 17,7 – 2 =16
|
7 – 13
|
990
|
125
|
990/90 = 11 +1 = 12
|
990/4,5 = 220 – 12 = 208
|
 Таблица 5.7 – расчет количества опор 2-го луча
№
уч.
|
ℓ,
м
|
dу,
мм
|
Количество опор, шт.
|
неподвижных
|
подвижных
|
8 – 10
|
60
|
50
|
60/60 = 1 + 1 = 2
|
60/3 = 20 – 2 = 18
|
9 – 10
|
190
|
50
|
190/60 = 3 + 1 = 4
|
190/3 = 63 – 4 = 59
|
10 – 12
|
35
|
70
|
35/80 = 1 + 1 = 2
|
35/3 = 12 – 2 = 10
|
11 – 12
|
190
|
70
|
190/80 = 2 + 1 = 3
|
190/3 = 63 – 3 = 60
|
12– 13
|
150
|
80
|
150/80 = 2 + 1 = 3
|
150/4 = 37 – 3 = 34
|
Алгоритм расчета компенсаторов
определяется тепловое удлинение участков теплотрассы ∆l, мм:
 (5.7)
где – коэффициент линейного расширения, мм/(мград), = 0,012 (для стали);
ℓоп – расстояние между неподвижными опорами, м, таблица 5.5;
∆t – разность температур, С, ∆t = τ1 – tн;
τ1 – температура воды в подающем трубопроводе, С, τ1 = 115 С;
tн – расчетная наружная температура для отопления, С, tн = – 35.
Размеры П-образных компенсаторов приведены в таблице 6,5 [15].
Расчет компенсаторов сведен в таблицы 5.8 и 5.9.
Таблица 5.8 – расчет компенсаторов для 1-го луча теплотрассы
№
уч
|
dу,
мм
|
ℓоп,
м
|
мм
|
П-образный компенсатор
|
ℓк,
мм
|
Н,
мм
|
h,
мм
|
В,
мм
|
b,
мм
|
R,
мм
|
L,
мм
|
Кол.
шт.
|
1 – 3
|
50
|
60
|
108
|
100
|
1000
|
600
|
500
|
100
|
200
|
1200
|
8
|
2 – 3
|
40
|
60
|
108
|
100
|
1000
|
600
|
500
|
100
|
200
|
1200
|
1
|
3 – 5
|
70
|
80
|
144
|
150
|
1600
|
700
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
3
|
4 – 5
|
50
|
60
|
108
|
100
|
1000
|
600
|
500
|
100
|
200
|
1200
|
2
|
5 – 7
|
100
|
80
|
144
|
150
|
1600
|
700
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
4
|
6 – 7
|
80
|
80
|
144
|
150
|
1600
|
700
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
1
|
7 – 13
|
125
|
90
|
162
|
180
|
2000
|
940
|
1310
|
250
|
530
|
2970
|
11
|
Таблица 5.9 – расчет компенсаторов для 2-го луча теплотрассы
№
уч
|
dу,
мм
|
ℓоп,
м
|
мм
|
П-образный компенсатор
|
ℓк,
мм
|
Н,
мм
|
h,
мм
|
В,
мм
|
b,
мм
|
R,
мм
|
L,
мм
|
Кол.
шт.
|
8 – 10
|
50
|
60
|
108
|
100
|
1000
|
600
|
500
|
100
|
200
|
1200
|
1
|
9 – 10
|
50
|
60
|
108
|
120
|
1000
|
600
|
500
|
100
|
200
|
1200
|
3
|
10 – 12
|
70
|
80
|
144
|
150
|
1600
|
700
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
1
|
11 – 12
|
70
|
80
|
144
|
150
|
1600
|
700
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
2
|
12 – 13
|
100
|
90
|
162
|
150
|
1600
|
700
|
1100
|
200
|
450
|
2600
|
2
|
 Окончательный (поверочный) гидравлический расчет
Алгоритм окончательного расчета (метод эквивалентных длин)
расчетная схема теплотрассы (рисунок 6).
на схеме по трассе показывают запорные органы (задвижки, вентили) на всех ответвлениях в точках присоединения к магистрали. На каждом ответвлении устанавливают две задвижки (вентиля): одна – в точке присоединения к ответвлению, другая – на вводе в здание.
определяют на каждом участке местные сопротивления и эквивалентную им длину ℓэ, м, таблица 5 [1]. расчеты сведены в таблицы 5.10 и 5.12.
определяют суммарную длину на участке ∑ℓ, м, по формуле:
 (5.8)
определяют потери давления на каждом участке ∆рi, Па, по формуле:
∆рi = Ri∑ℓi; (5.9)
определяют суммарные потери давления по трассе (магистральное направление) ∆рмаг, Па, по формуле:
 ; (5.10)
После расчетов проверяют невязку падения давления ∆р, %, (∆рм ≤ 10 %) в ответвлениях сети в точках слияния (расхождения) потоков воды
 (5.11)
где ∆рмаг, ∆ротв – падение давления соответственно в магистральном направлении участков от конца магистрали до ответвления и падение давление в ответвлении, Па.
если данное условие не выполняется, то необходимо установить диафрагму (шайбу) на участке с избыточным давлением диаметром отверстия do, мм
 (5.12)
где G – расход воды, т/ч;  – избыточный напор, м.
увязка ответвлений теплотрассы показана в таблицах 5.12 и 5.14.
 шайбы изготовляются из стали толщиной 2…4 мм, наименьший диаметр отверстия – 2,5 мм. П
адение давления может быть изменено также в случае выбора диаметра другого размера.
расчет первого луча
таблица 5.10 – расчет эквивалентных длин местных сопротивлений 1-го луча
№
уч
|
dн,
мм
|
Вид местного сопротивления
|
Эквивалентные длины
ℓэ, м
|
1 – 3
|
57
|
1.П-обр. компенсатор – 8 шт.
2. задвижка
3.Отвод (90 ) – 3 шт.
|
5,2 × 8 = 41,6
0,65
0,65 × 3 = 1,95
∑ℓэ = 44,2
|
2 – 3
|
45
|
1.П-обр. компенсатор – 2 шт.
2.тр-к при делении потока ответвление (слияние) – среднее значение
3. задвижка
4.Отвод (90 )
|
5,2 × 2 = 10,4
(1,96 + 2,62)/2 = 2,29
0,65
0,65
∑ℓэ = 13,99
|
3 – 5
|
76
|
1. тройник на проход при делении (слиянии) потока – среднее значение
2 Компенсатор –3 шт
|
(2,0 + 3)/2 = 2,5
6,8 × 3 = 20,4
∑ℓэ = 22,9
|
4 – 5
|
57
|
1.П-обр. компенсатор – 2 шт.
2.тр-к на ответвление при делении (слиянии) потока – среднее значение
3. задвижка
4.Отвод (90 ) – 2
|
5,2 ×2 = 10,4
(1,3 +1,96)/2 = 1,63
0,65
0,65 × 2 = 1,3
∑ℓэ = 13,98
|
Окончание таблицы 5.10
№
уч
|
dн,
мм
|
Вид местного сопротивления
|
Эквивалентные длины
ℓэ, м
|
5 – 7
|
108
|
1. тройник на проход при делении (слиянии) потока – среднее значение
2 компенсатор – 4 шт.
|
(4,95 + 3,3)/2 = 4,125
12,5× 4 = 50
∑ℓэ = 29,7
|
6 – 7
|
89
|
1.П-обр. компенсатор – 1 шт.
2.тр-к на ответвление при делении (слияние) потока – среднее значение
3. задвижка
4.Отвод (90 ) – 2
|
7,9
(3,86 + 5,1)/2 = 4,48
1,25
1,25 × 2 = 2,5
∑ℓэ = 54,125
|
7 – 13
|
133
|
1. П- образный компенсатор – 11 шт.
2. Отвод (90 ) – 5 шт.
3. Задвижка
4.Тройник на проход при делении (слиянии) потока – среднее значение
|
12,5 × 11 = 137,5
2,25 × 5 = 11,25
2,2
(4,4 + 6,6)/2 = 5,5
∑ℓэ = 155,5
|
|
