StudyDocs.ru Logo

теплотехника 2.docx


Расчётно-графическая работа ПГС-3-№2Расчёт отопительных приборов системы водяного отопленияЗаданиеПроизвести расчёт отопительного стояка системы водяного отопления с определением поверхности отопительных приборов согласно заданным условиям.Порядок выполнения 1. Начертить схему отопительного стояка с приборами и наиболее неблагоприятного циркуляционного кольца с заданными его характеристиками.2. Определить расходы воды в стояке и отопительных приборах.3. Определить температурные напоры отопительных приборов.4. Определить поверхности отопительных приборов и число секций.
Указания к выполнению1. Схема отопительного стояка выбирается из табл.1 и 2 согласно своего варианта и вычерчивается на листе формата А-8 в масштабе удобном для пользования. На том же листе приводятся исходные характеристики для расчёта , выбираемые из тех же таблиц.2. Расходы воды в отопительном стояке Gст и отдельных приборах Gпр зависят от их тепловых нагрузок Qст и Qпр. Тепловые нагрузки приборов, как правило, равны теплопотерям помещений, в которых они установлены, или их части, если в помещении установлены несколько приборов. Тепловая нагрузка стояка, очевидно, равна сумме тепловых нагрузок приборов, присоединённых к данному стояку: Qст = Qпр1+Qпр2…+Qпрn=Qпрi. (1)При этом, надо иметь ввиду, что тепловые нагрузки промежуточных приборов многоэтажного серийного дома обычно равны. Известно, что тепловая нагрузка теплобменного устройства определяется по формуле: Q = G cв (tвх-tвых), (2)где G – расход теплоносителя, кг/c; св – теплоёмкость теплоносителя, Дж/кгК; (tвх-tвых) – разность температур на входе и выходе установки 0С.Тогда для любого отопительного стояка системы водяного отопления расход воды (теплоносителя) в стояке определится:
Gст = Qст/св(tвх-tвых)ст, (3)и, соответственно, в приборе: Gпр = звGст, (4) где Gст, Gпр – расходы теплоносителя (горячей воды) в стояке и соответствующем приборе, кг/с;св =4190 дж/кг0С – теплоёмкость воды;зв- коэффициент затекания воды в приборы, определяемый в зависимости от соотношения диаметров труб стояков, подводов и отводов приборов и скорости воды в стояке, в данном расчёте из (табл. 1). 3. Температурный напор отопительных приборов представляет собой разность между средней температурой поверхности прибора, принимаемой равной средней температуре воды в приборе, и температурой воздуха в отапливаемом помещении, т.е.: tпр = (tвхпр + tвыхпр)/2 - tв, 0С (5)где tвхпр – температура воды на входе в прибор; tвыхпр – температура воды на выходе из прибора; tвтемпература воздуха в помещении.Таким образом, для вычисления температурного напора отопительного прибора необходимо знать температуры воды на входе и выходе отопительного прибора.Для любого стояка, расчётная температура воды на входе в отопительный стояк и первый прибор, по ходу движения воды в стояке, равна расчётной температуре горячей воды в системе отопления, принимаемой по санитарным нормам tг = 95 0С, а на выходе - охлаждённой воды, tо = 70 0С.Для двухтрубного стояка температура воды на входе и выходе в любом приборе равна соответсвенно: 95 и 70 0С.Тогда для двухтрубного стояка:tпр = (95 + 70)/2 – 18 = 64,5 0С (или, 67,5 0С, если tв =15 0С; или 66,5 0С, если tв =16 0С, в зависимости от рода помещения.Для однотрубного стояка: (tвх-tвых)пр = Qпр /( Gпрсв) = Qпр / ( зв Gстсв) 0С. (6)Тогда температура воды на выходе из прибора однотрубного стояка определится по формуле: tвых = tвх - Qпр / ( зв Gстсв), 0С, (7)а температуру воды на входе в очередной, по ходу движения воды в стояке, прибор определяют по формуле: tвхi = tгQпрi-1/ Gстсв ,0С, (8)где Qпрi-1 – сумма тепловых нагрузок приборов предшествующих расчётному.Далее температурный напор i – того прибора определяется аналогично предыдущему, т.е.: tпр = (tвхпр + tвыхпр)/2 - tв, 0С. (9)Следовательно, температурный напор для всех приборов двухтрубного стояка будет один и тот же, а однотрубного – разный. Это необходимо подчеркнуть.4. Определение поверхности отопительных приборов системы водяного отопления производится на основе предыдущих расчётов и заключается в определении требуемой, для восполнения тепловых потерь помещения, расчётной поверхности отопительных приборов и принимаемых к установке числа секций или приборов.Расчётная поверхность отопительного прибора определяется поформуле: Fр = (Qпр / qпр) 12, м2, (10)где Qпр – тепловая нагрузка прибора, Вт; qпр – расчётная плотность теплового потока, Вт/м2; 1 - коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов, за счёт округления сверх расчётной величины, принимаемый в данной работе равным 1,04; 2–коэффициент учёта дополнительных потерь тепла отопительными приборами у светопрозрачных наружных ограждений, принимаемый для чугунных радиаторов равным 1,02, а для стальных панельных-1,04.Расчётная тепловая плотность отопительного прибора qпр определяют по формуле: qпр = qном( tпр/70)1+n(Gпр/0,1)p cпр, (11)где qном – номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м2, принимают по табл.2; n, p – экспериментальные эначения показателей степени, а cпр – коэффициент учитывающий схему присоединения отопительного прибора к стояку. Для чугунных радиаторов с достаточной степенью точности можно принять: n =0,3; p =0,01; cпр=1. Для стальных панельных радиаторов: n=0,25; p=1; cпр=1.Расчётное число секций чугунных радиаторов определяют по формуле nр = Fр 4 /f1 3, (12)Где f1 – площадь поверхности нагрева одной секции, м2, зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении (принимается по табл.4); 4 – коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке равный 1; 3 – коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый в данной работе равным 1.Поскольку расчётное число секций по формуле (13) редко получается целым, то приходится округлять для получения целого числа секций nуст, принимаемых к установке.
Таблица 1. Исходные данные

2-яциф варХарактеристики системыотопленияКоэфф-нтзатеканияводы в приборЭтаж-ность
81 тр., с верх. разв.,замык уч-м0,354

Таблица 2. Исходные данные

1 цифравар-таРасположениеразводящеймагистралиВидотопительногоприбораНаправление движ. водыв прибореНом Площ плот 1 секВт/м2 м2
0ВерхнееМ-90снизу-вверх700 0,200

Из изначального плана жилого здания выберим наиболее неблагоприятный и благоприятный стояки и рассчитаем отопительные приборы на них


Наиболее неблагоприятным является стояк-14 установленный в «кухне-№14»
Qст = Qпр1+Qпр2…+Qпрn=456,345+366,535+366,535+461,335=1650,75 Вт.Gст = Qств(tвх-tвых)ст,= 1650,75 /419025=0,015758.Gпр = звGст=0,0157580,35=0,0055 кг/с.Для однотрубной системы:
tвхi = tгQпрi-1/ Gстсв ,0С, 1 эт: tвх=95-(366,535+366,535+461,335)/ 0,0157584190=76,91008 °С. 2 эт: tвх=95-(366,535+461,335)/ 0,0157584190=82,48322 °С. 3 эт: tвх=95-461,335/ 0,0157584190=88,0128 °С. 4 эт: tвх=95 °С.tвых = tвх - Qпр / ( зв Gстсв), 0С, 1 эт: tвых=76,91008 -456,345/0,350,0157584190=57,1626 0 С.2- эт: tвых=82,48322 -366,535/0,350,0157584190=66,6221 0С3- эт: tвых=88,0128 -366,535/0,350,0157584190=72,1517 0С4 эт: tвых=95-461,335/0,350,0157584190=75,0366 0С
tпр = (tвхпр + tвыхпр)/2 - tв, 0С1 эт: tпр=(76,91008 +57,1626)/2-20=47,0367 0С.2 эт: tпр=(82,48322 +66,6221)/2-20=54,5526 0С.3 эт: tпр=(88,0128 +72,1517)/2-20=60,08225 0С.4 эт: tпр=(95+75,0366)/2-20=65,0183 0С.
qпр = qном( tпр/70)1+n(Gпр/0,1)p cпр1 эт. qпр=700(47,0367/70)1+0,3(0,015758/0,1)0.011=400,5101 Вт/м22 эт. qпр=700 (54,5526/70)1+0,3(0,015758/0,1)0.011=485,6302 Вт/м23 эт. qпр=700 (60,08225/70)1+0,3(0,015758/0,1)0.011=550,5738 Вт/м24 эт. qпр=700 (65,0183/70)1+0,3(0,015758/0,1)0,011=610,0872 Вт/м2
Fр = (Qпр / qпр) 12, м2,1 эт. Fр=(456,345/400,5101)1,041,02=1,2086 м2.2 эт. Fр=(366,535/485,6302)1,041,02=0,800 м2.3 эт. Fр=(366,535/550,5738 )1,041,02=0,706 м2.4 эт. Fр=(461,335/610,0872)1,041,02=0,802 м2.
nр = Fр 4 /f1 31 эт. nр =1,2086 /0,200=6,0432 эт. nр = 0,800 /0,200=4,003 эт. nр =0,706 /0,200=3,5304эт. nр =0,802 /0,200=4,010.Наиболее благоприятное кольцо проходит через стояк -11.
Qст = Qпр1+Qпр2…+Qпрn=325,04+238,79+238,79+329,83=1132,45 Вт.Gст = Qст/св(tвх-tвых)ст,= 1132,45/419025=0,0108.Gпр = звGст=0,01080,35=0,00378 кг/с.Для однотрубной системы:
tвхi = tгQпрi-1/ Gстсв ,0С, 1 эт: tвх=95-(238,79+238,79+329,83)/0,01084190=77,1574 °С. 2 эт: tвх=95-(238,79+329,83)/ 0,01084190=82,4344°С. 3 эт: tвх=95-329,83/0,01084190=87,7113 °С. 4 эт: tвх=95 °С.tвых = tвх - Qпр / ( зв Gстсв), 0С, 1 эт: tвых=77,1574-325,04/0,350,01084190=56,6348 0С.2- эт: tвых=82,4344-238,79/0,350,01084190=67,3575 0С3- эт: tвых=87,7113-238,79/0,350,01084190=72,6345 0С4 эт: tвых=95-329,83/0,350,01084190=74,1750 0С tпр = (tвхпр + tвыхпр)/2 - tв, 0С1 эт: tпр=(77,1574+56,6348)/2-20=46,8961 0С.2 эт: tпр=(82,4344+67,3575)/2-20=54,8960 0С.3 эт: tпр=(87,7113+72,6345)/2-20=60,1729 0С.4 эт: tпр=(95+74,1750)/2-20=64,5875 0С.
qпр = qном( tпр/70)1+n(Gпр/0,1)p cпр1 эт. qпр=700(46,8961/70)1+0,3(0,00378/0,1) 0.011=402,4603 Вт/м22 эт. qпр=700 (54,8960/70)1+0,3(0,00378/0,1) 0.011=493,9102 Вт/м23 эт. qпр=700 (60,1729/70)1+0,3(0,00378/0,1) 0.011=554,2199 Вт/м24 эт. qпр=700 (64,5875/70)1+0,3(0,00378/0,1) 0.011=610,1522 Вт/м2

Fр = (Qпр / qпр) 12, м2,1 эт. Fр=(325,04/402,4603)1,041,02=0,8567 м2.2 эт. Fр=(238,79/493,9102)1,041,02=0,5128 м2.3 эт. Fр=(238,79/554,2199)1,041,02=0,4570 м2.4 эт. Fр=(329,83/610,1522)1,041,02=0,5734 м2.
nр = Fр 4 /f1 31 эт. nр =0,8567/0,200=4,2842 эт. nр =0,5128/0,200=2,5643 эт. nр =0,4570/0,200=2,2854эт. nр =0,5734/0,200=2,867.Бланк 1. Результаты расчётов теплопотерь

№ помещения-этажТепловая нагрузка прибора Qпр, ВтТемпература воздуха в помещенииtв, °CТемпература теплоносителя на входеtвх, °CТемпература теплоносителя на выходеtвых, °CТемпературный напор прибора∆tпр, °CРасход теплоносителя через приборGпр, кг/с
14-1456,3452076,9100857,1626 47,0367 0,0055
14-2366,5352082,4832266,6221 54,5526 0,0055
14-3366,5352088,012872,1517 60,08225 0,0055
14-4461,335209575,0366 65,0183 0,0055
11-1325,042077,1574 56,6348 46,8961 0,00378
11-2238,792082,434467,3575 54,8960 0,00378
11-3238,792087,711372,6345 60,1729 0,00378
11-4329,83209574,1750 64,5875 0,00378

Расчетная плотность теплового потока прибора qпр, Вт/м2Поправочные коэффициентыРасчетное число секцийnрУстановочное число секцийNу
1234
400,51011,041,02116,0436
485,63021,041,02114,0004
550,5738 1,041,02113,5304
610,08721,041,02114,0104
402,46031,041,02114,2844
493,91021,041,02112,5643
554,21991,041,02112,2852
610,15221,041,02112,8673
Продолжение бланка