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
|
|