الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة - نحن نفهم بأدق التفاصيل

ما الذي يؤخذ في الاعتبار عند حساب خط أنابيب الغاز

نتيجة للاحتكاك بالجدران ، تختلف سرعة الغاز فوق قسم الأنبوب - فهي أسرع في المركز. ومع ذلك ، يتم استخدام المؤشر المتوسط للحسابات - سرعة شرطية واحدة.

هناك نوعان من الحركة عبر الأنابيب: صفيحة (نفاثة ، نموذجية للأنابيب ذات قطر صغير) ومضطربة (لها طبيعة حركة غير منظمة مع تكوين لا إرادي للدوامات في أي مكان في أنبوب عريض).

حساب قطر خط أنابيب الغاز الرئيسي

يتحرك الغاز ليس فقط بسبب الضغط الخارجي عليه. طبقاتها تمارس الضغط فيما بينها. لذلك ، يتم أيضًا أخذ عامل الرأس الهيدروستاتيكي في الاعتبار.

تتأثر سرعة الحركة أيضًا بمواد الأنابيب. لذلك في الأنابيب الفولاذية أثناء التشغيل ، تزداد خشونة الجدران الداخلية وتضيق المحاور بسبب فرط النمو. من ناحية أخرى ، تزداد أنابيب البولي إيثيلين في القطر الداخلي مع انخفاض سمك الجدار. كل هذا يؤخذ في الاعتبار عند ضغط التصميم.

يتميز نظام التدفئة المنزلية ثنائي الأنابيب بالحساب والمخططات والتركيب

حتى على الرغم من عملية التركيب البسيطة نسبيًا والطول الصغير نسبيًا لخط الأنابيب في حالة أنظمة التدفئة أحادية الأنبوب ، في سوق المعدات المتخصصة ، لا تزال أنظمة التدفئة ثنائية الأنابيب في المراكز الأولى.

على الرغم من وجود قائمة قصيرة ولكنها مقنعة للغاية ومفيدة لمزايا وفوائد نظام التدفئة ثنائي الأنابيب ، إلا أنها تبرر الشراء والاستخدام اللاحق للدوائر بخط مباشر وعائد.

لذلك ، يفضله العديد من المستهلكين على الأنواع الأخرى ، ويغض الطرف عن حقيقة أن تركيب النظام ليس بهذه السهولة.

لماذا تحتاج إلى مخطط محوري

الرسم التخطيطي المحوري هو رسم ثلاثي الأبعاد لنظام التدفئة. من غير الواقعي ببساطة إجراء حساب هيدروليكي للتدفئة بدونها. يشير الرسم إلى:

الأنابيب.
أماكن لتقليل قطر الأنابيب ؛
وضع المبادلات الحرارية وغيرها من المعدات ؛
أماكن تركيب وصلات الأنابيب ؛
حجم البطارية.

غالبًا ما يستخدم Penofol للعزل. تسمح خصائصه التقنية باستخدامه حتى في درجات الحرارة العالية ، على سبيل المثال ، في غرفة البخار.
لقد كتبنا عن كيفية عزل سقف المرآب بشكل صحيح في هذه المقالة.

تعتمد قوتها الحرارية على حجم البطاريات ، والتي يجب أن تكون كافية لتسخين كل غرفة. لاختيار مشعات ، عليك أن تعرف فقدان الحرارة. كلما زاد حجمها ، كانت هناك حاجة إلى مبادلات حرارية أكثر قوة. يتم إجراء قياس المحور فيما يتعلق بالمقياس.

كيف تعمل في EXCEL

يعد استخدام جداول Excel مناسبًا للغاية ، حيث يتم دائمًا تقليل نتائج الحسابات الهيدروليكية إلى نموذج جدولي. يكفي تحديد تسلسل الإجراءات وإعداد الصيغ الدقيقة.

إدخال البيانات الأولية

يتم تحديد خلية وإدخال قيمة. يتم أخذ جميع المعلومات الأخرى في الاعتبار ببساطة.

يتم إعادة حساب قيمة D15 باللترات ، لذلك من الأسهل إدراك معدل التدفق ؛
الخلية D16 - أضف تنسيقًا وفقًا للشرط: "إذا لم يقع v ضمن النطاق 0.25 ... 1.5 م / ث ، تكون خلفية الخلية حمراء / الخط أبيض."

بالنسبة لخطوط الأنابيب مع اختلاف ارتفاعات المدخل والمخرج ، يضاف الضغط الساكن إلى النتائج: 1 كجم / سم 2 لكل 10 أمتار.

عرض النتائج

يحمل مخطط ألوان المؤلف عبئًا وظيفيًا:

تحتوي الخلايا الفيروزية الخفيفة على بيانات خام - يمكنك تغييرها.
خلايا خضراء شاحبة - ثوابت يجب إدخالها أو بيانات قليلة التغيير.
الخلايا الصفراء - حسابات أولية مساعدة.
الخلايا الصفراء الفاتحة - نتائج الحساب.
الخطوط: أزرق - بيانات أولية ؛
أسود - نتائج متوسطة / غير رئيسية ؛
الأحمر - النتائج الرئيسية والنهائية للحساب الهيدروليكي.

النتائج في جدول Excel

مثال من الكسندر فوروبيوف

مثال على حساب هيدروليكي بسيط في Excel لقسم خط أنابيب أفقي.

طول الأنبوب 100 متر ؛
ø108 مم ؛
سمك الجدار 4 مم.

جدول نتائج حساب المقاومة المحلية

من خلال تعقيد العمليات الحسابية خطوة بخطوة في Excel ، يمكنك إتقان النظرية بشكل أفضل وتوفير جزء من أعمال التصميم. بفضل النهج الكفء ، سيصبح نظام التدفئة الخاص بك هو الأمثل من حيث التكاليف ونقل الحرارة.

مخططات حسابات الأنابيب الهيدروليكية

للتحقق من فقد الضغط في منطقة معينة ، تتم مقارنة قراءات مقياس الضغط مع البيانات المجدولة ، أو يتم توجيهها بالاعتماد الوظيفي لمعدل تدفق السوائل على تغيرات الجهد (عند قطر ثابت).

على سبيل المثال ، يتم استخدام فرع به مشعات 10 كيلو واط. يتم حساب استهلاك السائل لنقل الطاقة الحرارية عند مستوى 10 كيلو واط. تم أخذ قطع من البطارية الأولى في الفرع كقسم محسوب. قطرها ثابت. يقع القسم الثاني بين البطاريات الأولى والثانية. في القسم الثاني ، يبلغ استهلاك الطاقة 9 كيلوواط مع إمكانية تقليله.

يتم حساب المقاومة الهيدروليكية قبل أنابيب الإرجاع والإمداد ، ويتم تسهيل ذلك من خلال الصيغة:

G uch = (3.6 * Q uch) / (c * (t r-t o)),

حيث Q uch هو مستوى الحمل الحراري للموقع ، (W). الحمل الحراري لقسم واحد هو 10 كيلو واط ؛

с - (مؤشر السعة الحرارية النوعية للسائل) ثابت يساوي 4.2 كيلو جول (كجم * درجة مئوية) ؛

ر ص هو نظام درجة حرارة المبرد الساخن ؛

ر o - نظام درجة حرارة حامل الحرارة البارد.

الحسابات المائية لأنظمة الجاذبية الحرارية: سرعة نقل المبرد

الحد الأدنى لسرعة المبرد هو 0.2-0.26 م / ث. مع انخفاض المعلمة ، يمكن إطلاق كتل هوائية زائدة من السائل ، مما يؤدي إلى تكوين أقفال هوائية. هذا هو سبب الرفض الكامل أو الجزئي لنظام التدفئة. الحد الأعلى لسرعة المبرد هو 0.6-1.5 م / ث. قد يؤدي عدم تحقيق السرعة حتى المعلمات المحددة إلى حدوث ضوضاء هيدروليكية. في الممارسة العملية ، تتراوح السرعة المثلى من 0.4 إلى 0.7 م / ث.

لإجراء حسابات أكثر دقة ، يتم استخدام معلمات المواد لتصنيع الأنابيب ، على سبيل المثال ، بالنسبة للأنابيب الفولاذية ، تختلف سرعة السوائل في حدود 0.26-0.5 م / ث. عند استخدام منتجات البوليمر أو النحاس ، يُسمح بزيادة السرعة حتى 0.26-0.7 م / ث.

حساب مقاومة أنظمة الجاذبية الحرارية: فقدان الضغط

يتم تحديد مجموع الخسائر الناتجة عن الاحتكاك الهيدروليكي والمقاومة المحلية في Pa:

Ruch = R * l + ((p * v2) / 2) * E3,

حيث v هي سرعة الوسائط المنقولة ، م / ث ؛
p هي كثافة السائل ، kg / m ؛
R هو فقدان الضغط ، Pa / m ؛
l هو الطول المستخدم لحساب الأنابيب ، م ؛
E3 هو مجموع جميع معاملات المقاومة المحلية في القسم المجهز بصمامات الإغلاق.

يتم تحديد المستوى العام للمقاومة الهيدروليكية من خلال مجموع مقاومات الأقسام المحسوبة.

الحساب المائي لأنظمة تسخين الجاذبية ثنائية الأنابيب: اختيار الفرع الرئيسي

إذا كان النظام الهيدروليكي يتميز بالنقل المرتبط بسائل التبريد ، للأنظمة ثنائية الأنابيب ، فيجب عليك تحديد حلقة الرافعة القصوى المحملة من خلال أجهزة التسخين الموجودة أدناه. بالنسبة للأنظمة التي تتميز بحركة مسدودة لسائل التبريد ، يلزم تحديد حلقة جهاز التسخين السفلي للأكثر تحميلًا من الناهضين الأبعد. بالنسبة لهياكل التسخين الأفقية ، يتم اختيار الحلقات من خلال الفروع الأكثر تحميلًا المتعلقة بالطوابق السفلية.

تدفئة بخطين

السمة المميزة لهيكل بناء نظام تسخين ثنائي الأنابيب يتكون من فرعين من الأنابيب.

يقوم الأول بتوصيل وتوجيه المياه المسخنة في الغلاية من خلال جميع الأجهزة والأجهزة اللازمة.

الآخر يجمع ويزيل الماء المبرد بالفعل أثناء التشغيل ويرسله إلى مولد الحرارة.

في تصميم نظام أحادي الأنبوب ، يتعرض الماء ، على عكس نظام الأنبوبين ، حيث يتم تمريره عبر جميع أنابيب أجهزة التسخين مع نفس مؤشر درجة الحرارة ، لخسارة كبيرة في الخصائص اللازمة لعملية تسخين مستقرة عند الاقتراب إلى الجزء الختامي من خط الأنابيب.

يزداد طول الأنابيب والتكاليف المرتبطة بها بشكل مباشر عند اختيار نظام تسخين ثنائي الأنابيب ، ولكن هذا فارق بسيط نسبيًا على خلفية المزايا الواضحة.

أولاً ، لإنشاء وتركيب نظام تسخين ثنائي الأنابيب ، فإن الأنابيب ذات القطر الكبير ليست مطلوبة على الإطلاق ، وبالتالي ، لن يتم إنشاء هذا العائق أو ذاك بالطريقة ، كما في حالة دارة أحادية الأنبوب.

جميع السحابات والصمامات والتفاصيل الهيكلية اللازمة أصغر حجمًا أيضًا ، وبالتالي فإن الفرق في التكلفة سيكون غير محسوس للغاية.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لمثل هذا النظام في إمكانية تركيبه بالقرب من كل من بطاريات منظم الحرارة وسيقلل التكاليف بشكل كبير ويزيد من سهولة الاستخدام.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن التشعبات الرقيقة لخطوط الإمداد والعودة لا تتداخل أيضًا مع سلامة الجزء الداخلي من المسكن على الإطلاق ؛ علاوة على ذلك ، يمكن ببساطة إخفاءها خلف الكسوة أو في الجدار نفسه.

بعد تفكيك جميع مزايا وفروق كل من أنظمة التدفئة على الرفوف ، لا يزال المالكون ، كقاعدة عامة ، يفضلون اختيار نظام ثنائي الأنابيب. ومع ذلك ، من الضروري اختيار أحد الخيارات العديدة لهذه الأنظمة ، والتي ، في رأي المالكين أنفسهم ، ستكون الأكثر وظيفية وعقلانية للاستخدام.

كما هو الحال في الممارسة العملية ، يتم النظر في المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة.

في كثير من الأحيان ، يتعين على المهندسين حساب أنظمة التدفئة للمنشآت الكبيرة. لديهم عدد كبير من أجهزة التدفئة ومئات الأمتار من الأنابيب ، ولكن لا يزال يتعين عليك العد. في الواقع ، بدون GH ، لن يكون من الممكن اختيار مضخة الدوران المناسبة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح لك GR بتحديد ما إذا كان كل هذا سيعمل حتى قبل التثبيت.

لتبسيط الحياة ، طور المصممون طرقًا عددية وبرمجية مختلفة لتحديد المقاومة الهيدروليكية. لنبدأ من يدوي إلى تلقائي.

الصيغ التقريبية لحساب المقاومة الهيدروليكية.

تُستخدم الصيغة التقريبية التالية لتحديد خسائر الاحتكاك المحددة في خط الأنابيب:

R = 5104 v1.9 / d1.32 باسكال / م ؛

هنا ، يبقى الاعتماد التربيعي تقريبًا على سرعة حركة السوائل في خط الأنابيب. هذه الصيغة صالحة لسرعات من 0.1-1.25 م / ث.

إذا كنت تعرف معدل تدفق سائل التبريد ، فهناك صيغة تقريبية لتحديد القطر الداخلي للأنابيب:

د = 0.75 ميكروغرام مم ؛

بعد حصولك على النتيجة ، يجب عليك استخدام الجدول التالي للحصول على القطر الاسمي:

سيكون حساب المقاومة المحلية في التركيبات والصمامات وأجهزة التسخين هو الأكثر صعوبة. ذكرت سابقًا معاملات المقاومة المحلية ، يتم اختيارهم وفقًا للجداول المرجعية. إذا كان كل شيء واضحًا مع الزوايا والصمامات الحابسة ، فإن اختيار KMS للمحملات يتحول إلى مغامرة كاملة. لتوضيح ما أتحدث عنه ، دعنا نلقي نظرة على الصورة التالية:

تُظهر الصورة أن لدينا ما يصل إلى 4 أنواع من المحملات ، كل منها سيكون له CCM الخاصة به للمقاومة المحلية. تكمن الصعوبة هنا في الاختيار الصحيح لاتجاه تدفق المبرد. بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إليه حقًا ، سأقدم هنا جدولًا يحتوي على صيغ من كتاب O.D. سامارينا "الحسابات الهيدروليكية للأنظمة الهندسية":

يمكن نقل هذه الصيغ إلى MathCAD أو أي برنامج آخر وحساب CMC بخطأ يصل إلى 10٪. تنطبق الصيغ على سرعات تدفق سائل التبريد من 0.1 إلى 1.25 م / ث والأنابيب التي يبلغ قطرها الاسمي حتى 50 مم. هذه الصيغ مناسبة تمامًا لتدفئة المنازل الريفية والمنازل الخاصة. الآن دعونا نلقي نظرة على بعض الحلول البرمجية.

برامج لحساب المقاومة الهيدروليكية في أنظمة التدفئة.

الآن على الإنترنت يمكنك أن تجد العديد من البرامج المختلفة لحساب التدفئة ، مدفوعة ومجانية. من الواضح أن البرامج المدفوعة لها وظائف أكثر قوة من البرامج المجانية وتتيح لك حل مجموعة واسعة من المهام. من المنطقي الحصول على مثل هذه البرامج لمهندسي التصميم المحترفين. بالنسبة للشخص العادي الذي يريد حساب نظام التدفئة في منزله بشكل مستقل ، ستكون البرامج المجانية كافية. فيما يلي قائمة بمنتجات البرامج الأكثر شيوعًا:

Valtec.PRG هو برنامج مجاني لحساب التدفئة وإمدادات المياه. هناك احتمالات لحساب الأرضيات الدافئة وحتى الجدران الدافئة
HERZ هي مجموعة كاملة من البرامج. يمكن استخدامها لحساب أنظمة التسخين ذات الأنبوب الواحد والأنبوبين. يحتوي البرنامج على عرض تقديمي رسومي مناسب والقدرة على الانقسام إلى مخططات أرضية. هناك إمكانية لحساب فقد الحرارة
Stream هو تطوير محلي ، وهو نظام CAD متكامل يمكنه تصميم شبكات هندسية من أي تعقيد. على عكس البرامج السابقة ، يعد Stream برنامجًا مدفوعًا. لذلك ، من غير المرجح أن يستخدمه رجل عادي في الشارع. إنه مخصص للمهنيين.

هناك العديد من الحلول الأخرى. في الغالب من الشركات المصنعة للأنابيب والتجهيزات. يقوم المصنعون بصقل برامج حساب موادهم ، وبالتالي ، إلى حد ما ، يجبرونهم على شراء موادهم. هذه خدعة تسويقية ولا حرج فيها.

تصنيف خطوط انابيب الغاز

خطوط أنابيب الغاز الحديثة عبارة عن نظام كامل من مجمعات الهياكل المصممة لنقل الوقود القابل للاحتراق من أماكن إنتاجه إلى المستهلكين. لذلك ، وفقًا للغرض المقصود منها ، هم:

الجذع - للنقل لمسافات طويلة من مواقع التعدين إلى الوجهات.
محلي - لجمع وتوزيع وتوريد الغاز لأشياء المستوطنات والشركات.

يتم بناء محطات الضاغط على طول الطرق الرئيسية اللازمة للحفاظ على ضغط العمل في الأنابيب وتزويد الغاز إلى نقاط محددة للمستهلكين بالكميات المطلوبة ، محسوبة مسبقًا. في نفوسهم ، يتم تنقية الغاز وتجفيفه وضغطه وتبريده ، ثم إعادته إلى خط أنابيب الغاز تحت ضغط معين مطلوب لقسم معين من ممر الوقود.

تصنف خطوط أنابيب الغاز المحلية الموجودة في المستوطنات على النحو التالي:

حسب نوع الغاز - يمكن نقل الهيدروكربون الطبيعي ، المسال ، المختلط ، إلخ.
بالضغط - يوجد ضغط منخفض ومتوسط وعالي في أجزاء مختلفة من الغاز.
حسب الموقع - خارجي (شارع) وداخلي وفوق الأرض وتحت الأرض.

حساب هيدروليكي لنظام تسخين ثنائي الأنابيب

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة مع مراعاة خطوط الأنابيب
مثال على الحساب الهيدروليكي لنظام تسخين الجاذبية ثنائي الأنابيب

لماذا تحتاج إلى حساب هيدروليكي لنظام تسخين ثنائي الأنابيب كل مبنى فردي. في هذا الصدد ، سيكون التسخين مع تحديد كمية الحرارة فرديًا. يمكن القيام بذلك باستخدام الحساب الهيدروليكي ، بينما يمكن للبرنامج وجدول الحساب تسهيل المهمة.

يبدأ حساب نظام تدفئة المنزل باختيار الوقود ، بناءً على احتياجات وخصائص البنية التحتية للمنطقة التي يقع فيها المنزل.

الغرض من الحساب الهيدروليكي ، البرنامج والجدول الموجودان على الشبكة ، هو كما يلي:

تحديد عدد أجهزة التدفئة اللازمة ؛
حساب القطر وعدد خطوط الأنابيب ؛
تحديد الخسارة المحتملة للتدفئة.

يجب إجراء جميع الحسابات وفقًا لمخطط التسخين مع جميع العناصر المضمنة في النظام. يجب تجميع رسم تخطيطي وجدول مماثل مسبقًا. لإجراء حساب هيدروليكي ، ستحتاج إلى برنامج وجدول محوري وصيغ.

نظام تدفئة ثنائي الأنابيب لمنزل خاص بأسلاك منخفضة.

يتم أخذ حلقة أكثر تحميلًا لخط الأنابيب ككائن تصميم ، وبعد ذلك يتم تحديد المقطع العرضي المطلوب لخط الأنابيب ، وفقد الضغط المحتمل لدائرة التسخين بأكملها ، ومنطقة السطح المثلى للمشعات.

يمكن أن يؤدي إجراء مثل هذا الحساب ، الذي يستخدم من أجله الجدول والبرنامج ، إلى إنشاء صورة واضحة مع توزيع جميع المقاومات الموجودة في دائرة التسخين الموجودة ، كما يتيح لك الحصول على معلمات دقيقة لنظام درجة الحرارة واستهلاك المياه في كل جزء من التدفئة.

نتيجة لذلك ، يجب أن يبني الحساب الهيدروليكي أفضل خطة تدفئة لمنزلك. لا تعتمد فقط على حدسك. سيقوم الجدول وبرنامج الحساب بتبسيط العملية.

العناصر التي تحتاجها:

ما هو الحساب الهيدروليكي ولماذا هو مطلوب؟

الحساب الهيدروليكي (المشار إليه فيما يلي باسم GR) هو خوارزمية رياضية ، ونتيجة لذلك نحصل على قطر الأنبوب المطلوب في هذا النظام (أي القطر الداخلي). بالإضافة إلى ذلك ، سيكون من الواضح ما هي مضخة الدوران التي نحتاج إلى استخدامها - يتم تحديد رأس ومعدل تدفق المضخة. كل هذا سيجعل من الممكن جعل نظام التدفئة مثاليًا اقتصاديًا. إنه مصنوع على أساس قوانين الهيدروليكا - قسم خاص من الفيزياء مخصص للحركة والتوازن في السوائل.

المعادلات الأساسية للحساب الهيدروليكي لخط أنابيب الغاز

لحساب حركة الغاز عبر الأنابيب ، يتم أخذ قيم قطر الأنبوب واستهلاك الوقود وفقدان الرأس. يتم حسابه حسب طبيعة الحركة. باستخدام الصفحي - يتم إجراء العمليات الحسابية بدقة وفقًا للصيغة:

Р1 - Р2 = Р = (32 * μ * ω * L) / D2 كجم / م 2 (20) ، حيث:

∆Р - kgm2 ، فقدان الرأس بسبب الاحتكاك ؛
ω - م / ثانية ، سرعة الوقود ؛
D - م ، قطر خط الأنابيب ؛
L - م ، طول خط الأنابيب ؛
μ - كجم ثانية / م 2 ، لزوجة السوائل.

في حالة الحركة المضطربة ، من المستحيل تطبيق حسابات رياضية دقيقة بسبب الطبيعة الفوضوية للحركة. لذلك ، يتم استخدام المعاملات المحددة تجريبياً.

محسوبة بالصيغة:

Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21) ، حيث:

Р1 и Р2 - الضغط في بداية ونهاية خط الأنابيب ، كجم / م 2 ؛
λ - معامل المقاومة بلا أبعاد ؛
ω - م / ثانية ، متوسط سرعة الغاز فوق قسم الأنبوب ؛
ρ - كجم / م 3 ، كثافة الوقود ؛
D - م ، قطر الأنبوب ؛
g - m / sec2 ، تسارع الجاذبية.

فيديو: أساسيات الحساب الهيدروليكي لأنابيب الغاز

اختيار الأسئلة

ميخائيل ، ليبيتسك - ما هي الشفرات المستخدمة في قطع المعادن؟
إيفان ، موسكو - ما هو GOST للصفائح المعدنية المدرفلة؟
مكسيم ، تفير - أي رفوف لتخزين المعدن المدلفن أفضل؟
فلاديمير ، نوفوسيبيرسك - ماذا تعني المعالجة بالموجات فوق الصوتية للمعادن دون استخدام مواد كاشطة؟
فاليري ، موسكو - كيف تصنع سكينًا من المحمل بيديك؟
ستانيسلاف ، فورونيج - ما هي المعدات المستخدمة لإنتاج مجاري الهواء الفولاذية المجلفنة؟

موازنة هيدروليكية

يتم إجراء موازنة انخفاض الضغط في نظام التدفئة عن طريق صمامات التحكم والإغلاق.

يعتمد التوازن الهيدروليكي للنظام على:

الحمل التصميمي (معدل التدفق الكتلي لسائل التبريد) ؛
بيانات المقاومة الديناميكية من مصنعي الأنابيب ؛
عدد المقاومة المحلية في المنطقة قيد الدراسة ؛
الخصائص التقنية للتجهيزات.

يتم تعيين خصائص الإعداد - انخفاض الضغط ، والتثبيت ، وسعة التدفق - لكل صمام. يتم استخدامها لتحديد معاملات تدفق المبرد في كل رافع ، ثم إلى كل جهاز.

يتناسب فقدان الضغط طرديًا مع مربع معدل تدفق سائل التبريد ويتم قياسه بالكيلو جرام / ساعة ، حيث

S هو نتاج الضغط النوعي الديناميكي ، معبراً عنه بـ Pa / (kg / h) ، والمعامل المخفض للمقاومات المحلية للقسم (ξpr).

المعامل المخفض ξпр هو مجموع جميع مقاومات النظام المحلي.

لماذا من الضروري حساب خط أنابيب الغاز

على طول جميع أقسام خط أنابيب الغاز ، يتم إجراء حسابات لتحديد الأماكن التي من المحتمل أن تظهر فيها المقاومة المحتملة في الأنابيب ، مما يؤدي إلى تغيير معدل توصيل الوقود.

إذا تم إجراء جميع الحسابات بشكل صحيح ، فيمكن عندئذٍ اختيار أنسب المعدات ويمكن إنشاء تصميم اقتصادي وفعال لتصميم نظام الغاز بالكامل.

سيوفر لك ذلك من المؤشرات غير الضرورية والمبالغة في تقديرها أثناء التشغيل والتكاليف في البناء ، والتي يمكن أن تكون أثناء تخطيط وتركيب النظام دون الحساب الهيدروليكي لخط أنابيب الغاز.

هناك فرصة أفضل لتحديد الحجم المطلوب في المقطع العرضي ومواد الأنابيب من أجل إمداد أكثر كفاءة وسرعة واستقرارًا للوقود الأزرق إلى النقاط المخطط لها في نظام خطوط أنابيب الغاز.

يتم ضمان وضع التشغيل الأمثل لخط أنابيب الغاز بأكمله.

يحصل المطورون على مزايا مالية مع التوفير في مشتريات المعدات التقنية ومواد البناء.

يتم إجراء الحساب الصحيح لخط أنابيب الغاز ، مع مراعاة المستويات القصوى لاستهلاك الوقود خلال فترات الاستهلاك الشامل. تؤخذ في الاعتبار جميع الاحتياجات المنزلية الصناعية والبلدية والفردية.

نظرة عامة على البرنامج

لتسهيل العمليات الحسابية ، يتم استخدام برامج حساب الهيدروليك للهواة والمحترفين.

الأكثر شعبية هو Excel.

يمكنك استخدام الحساب عبر الإنترنت في Excel Online أو CombiMix 1.0 أو حاسبة الحساب الهيدروليكية عبر الإنترنت. يتم اختيار البرنامج الثابت مع مراعاة متطلبات المشروع.

تتمثل الصعوبة الرئيسية في العمل مع مثل هذه البرامج في الافتقار إلى المعرفة بأساسيات الهيدروليكا. في بعضها ، لا يوجد فك تشفير للصيغ ، ولا يتم النظر في ميزات تفرع خطوط الأنابيب وحساب المقاومة في الدوائر المعقدة.

HERZ C.O. 3.5 - يحسب باستخدام طريقة فقدان الضغط الخطي المحدد.
DanfossCO و OvertopCO - يمكنهما حساب أنظمة الدورة الدموية الطبيعية.
"التدفق" (بوتوك) - يسمح لك بتطبيق طريقة حساب مع اختلاف (منزلق) في درجات الحرارة عبر المصاعد.

من الضروري توضيح معلمات إدخال البيانات حول درجة الحرارة - بالكلفن / مئوية.

حساب حجم المياه وسعة خزان التمدد

يجب أن يكون حجم خزان التمدد مساويًا لـ 1/10 من الحجم الكلي للسائل
لحساب خصائص أداء خزان التمدد ، وهو أمر إلزامي لأي نظام تسخين مغلق ، ستحتاج إلى التعامل مع ظاهرة زيادة حجم السائل فيه. يتم تقييم هذا المؤشر مع مراعاة التغيرات في خصائص الأداء الأساسية ، بما في ذلك التقلبات في درجة الحرارة. في هذه الحالة ، يتغير في نطاق واسع جدًا - من الغرفة +20 درجة وحتى قيم التشغيل في حدود 50-80 درجة.

سيكون من الممكن حساب حجم خزان التمدد دون مشاكل غير ضرورية إذا استخدمت تقديرًا تقريبيًا تم إثباته عمليًا. يعتمد على تجربة معدات التشغيل ، والتي بموجبها يكون حجم خزان التمدد حوالي عُشر الكمية الإجمالية لسائل التبريد المتداول في النظام.

في هذه الحالة ، يتم أخذ جميع عناصرها في الاعتبار ، بما في ذلك مشعات التدفئة (البطاريات) ، وكذلك سترة الماء لوحدة الغلاية.لتحديد القيمة الدقيقة للمؤشر المطلوب ، ستحتاج إلى أخذ جواز سفر الجهاز قيد الاستخدام والعثور فيه على العناصر المتعلقة بسعة البطاريات وخزان عمل المرجل

بعد تحديدها ، ليس من الصعب العثور على سائل تبريد زائد في النظام. لهذا ، يتم أولاً حساب مساحة المقطع العرضي لأنابيب البولي بروبلين ، ثم يتم ضرب القيمة الناتجة بطول خط الأنابيب. بعد جمع جميع فروع نظام التدفئة ، تتم إضافة أرقام المشعات والغلاية المأخوذة من جواز السفر إليها. ثم يحسب واحد على عشرة من المجموع.

حساب معلمات المبرد

كمية المبرد في 1 متر من الأنبوب ، حسب القطر
يتم تقليل حساب المبرد إلى تحديد المؤشرات التالية:

سرعة حركة الكتل المائية عبر خط الأنابيب بالمعايير المحددة ؛
متوسط درجة حرارتها
استهلاك الوسائط المرتبط بمتطلبات أداء معدات التدفئة.

الصيغ المعروفة لحساب معلمات المبرد (مع مراعاة المكونات الهيدروليكية) معقدة إلى حد ما وغير مريحة في الاستخدام العملي. تستخدم الآلات الحاسبة عبر الإنترنت أسلوبًا مبسطًا يتيح لك الحصول على نتيجة بخطأ مقبول لهذه الطريقة.

ومع ذلك ، قبل البدء في التثبيت ، من المهم أن تقلق بشأن شراء مضخة ذات مؤشرات لا تقل عن المؤشرات المحسوبة. فقط في هذه الحالة ، هناك ثقة في أن متطلبات النظام وفقًا لهذا المعيار مستوفاة تمامًا وأنه قادر على تسخين الغرفة إلى درجات حرارة مريحة.

الحساب الهيدروليكي لخط أنابيب مركب بسيط

يتم تقليل حسابات خطوط الأنابيب البسيطة إلى ثلاث مهام نموذجية: تحديد الرأس (أو الضغط) ومعدل التدفق وقطر خط الأنابيب. علاوة على ذلك ، يتم النظر في منهجية حل هذه المشكلات لخط أنابيب بسيط من المقطع العرضي الثابت.

المشكلة 1

... نظرا: أبعاد خط الأنابيب و

خشونة جدرانه

، خصائص السوائل

، معدل تدفق السائل Q.
حدد الرأس المطلوب H (إحدى القيم التي يتكون منها الرأس).

قرار

... يتم تجميع معادلة برنولي لتدفق نظام هيدروليكي معين. يتم تعيين أقسام التحكم. تم تحديد المستوى المرجعي
ض(0.0)
، يتم تحليل الشروط الأولية. يتم تجميع معادلة برنولي مع مراعاة الشروط الأولية. من معادلة برنولي ، نحصل على صيغة تصميم من النوع ٭. تم حل المعادلة فيما يتعلق بـ H. يتم تحديد رقم رينولدز Re وتعيين وضع الحركة. تم العثور على القيمة

حسب وضع القيادة. يتم حساب H والقيمة المطلوبة.
الهدف 2.

نظرا: أبعاد خط الأنابيب و

، خشونة جدرانه

، خصائص السوائل

، الرأس N. تحديد معدل التدفق Q.
قرار.

يتم تجميع معادلة برنولي مع مراعاة التوصيات المقدمة سابقًا. يتم حل المعادلة فيما يتعلق بالقيمة المطلوبة Q. تحتوي الصيغة الناتجة على معامل غير معروف

اعتمادا على Re. الموقع المباشر

في ظل ظروف هذه المشكلة ، يكون الأمر صعبًا ، لأنه بالنسبة لسؤال غير معروف ، لا يمكن إثبات Re مسبقًا. لذلك ، يتم تنفيذ الحل الإضافي للمشكلة بطريقة التقريبات المتتالية.

التقريب: إعادة → ∞

، نحدد

2 التقريب:

، نجد
λثانيًا(رهثانيًا,Δإيه)
وتحديد

ابحث عن الخطأ النسبي

... اذا كان

ثم ينتهي الحل (للمشاكل التربوية

). خلاف ذلك ، يتم استيفاء الحل في التقريب الثالث.

الهدف 3.

معطى: أبعاد خطوط الأنابيب (باستثناء القطر د) ، وخشونة جدرانها

، خصائص السوائل

، رأس Н ، معدل التدفق س. تحديد قطر خط الأنابيب.
قرار

... عند حل هذه المشكلة ، تنشأ صعوبات مع التحديد المباشر للقيمة

على غرار مشكلة النوع الثاني. لذلك ، من المستحسن اتخاذ القرار بالطريقة الرسومية التحليلية. يتم تحديد عدة أقطار

.للجميع

تم العثور على القيمة المقابلة للرأس H عند معدل تدفق معين Q (تم حل مشكلة النوع الأول ن مرات). بناءً على نتائج الحسابات ، يتم إنشاء رسم بياني

... يتم تحديد القطر المطلوب d وفقًا للرسم البياني ، المقابل للقيمة المعطاة للضغط H.

تخطيطات أفقية ورأسية

ينقسم نظام التسخين هذا إلى مخططات أفقية ورأسية حسب موقع خط الأنابيب الذي يربط جميع الأجهزة والأجهزة في كل واحد.

تختلف دائرة التسخين الرأسية عن غيرها في أنه في هذه الحالة ، يتم توصيل جميع الأجهزة الضرورية برافعة رأسية.

على الرغم من أن تجميعها سيخرج في نهاية المطاف أكثر تكلفة قليلاً ، إلا أن العملية المستقرة لن تعيقها ركود الهواء الناتج والاختناقات المرورية. هذا الحل هو الأنسب لأصحاب الشقق في مبنى مكون من عدة طوابق ، حيث أن جميع الطوابق الفردية متصلة بشكل منفصل.

يعد نظام التسخين ثنائي الأنابيب مع الدائرة الأفقية مثاليًا لمبنى سكني من طابق واحد بطول طويل نسبيًا ، حيث يكون من الأسهل والأكثر منطقية توصيل جميع حجرات الرادياتير المتاحة بخط أنابيب أفقي.

يتميز كلا النوعين من دوائر نظام التسخين باستقرار هيدروليكي ودرجة حرارة ممتازين ، فقط في الحالة الأولى ، على أي حال ، سيكون من الضروري معايرة الرافعات الموجودة رأسياً ، وفي الحلقات الأفقية الثانية.

أنواع أنظمة التدفئة

إن المهام الهندسية من هذا النوع معقدة بسبب التنوع الكبير لأنظمة التدفئة ، سواء من حيث الحجم أو التكوين. هناك عدة أنواع من تقاطعات التدفئة ، ولكل منها قوانينها الخاصة:

1. نظام طريق مسدود ثنائي الأنابيب - الإصدار الأكثر شيوعًا للجهاز ، وهو مناسب تمامًا لتنظيم دوائر التدفئة المركزية والفردية.

نظام تسخين بطرفين مسدود

2. نظام أحادي الأنبوب أو "لينينغرادكا" تعتبر أفضل طريقة لبناء مجمعات تدفئة مدنية بطاقة حرارية تصل إلى 30-35 كيلو وات.

نظام تسخين أحادي الأنبوب مع دوران قسري: 1 - غلاية تسخين ؛ 2 - مجموعة الأمان ؛ 3 - مشعات التدفئة 4 - رافعة Mayevsky ؛ 5 - خزان التمدد 6 - مضخة الدوران ؛ 7 - استنزاف

3. نظام أنبوب مزدوج من النوع المار - النوع الأكثر كثافة للمواد لفصل دوائر التسخين ، والذي يتميز بأعلى استقرار معروف للتشغيل ونوعية توزيع المبرد.

نظام التدفئة المرتبط ثنائي الأنابيب (حلقة Tichelman)

4. تخطيط الشعاع في كثير من النواحي ، يشبه ركوب الأنبوبين ، ولكن في نفس الوقت يتم إخراج جميع عناصر التحكم في النظام إلى نقطة واحدة - إلى التجميع المتشعب.

دائرة تسخين الإشعاع: 1 - مرجل ؛ 2 - خزان التمدد 3 - مشعب التغذية ؛ 4 - مشعات التدفئة 5 - مشعب العودة ؛ 6 - مضخة الدوران

قبل النزول إلى الجانب المطبق من الحسابات ، هناك بعض التحذيرات المهمة التي يجب القيام بها. بادئ ذي بدء ، عليك أن تتعلم أن مفتاح الحساب عالي الجودة يكمن في فهم مبادئ تشغيل أنظمة السوائل على مستوى حدسي. بدون ذلك ، يتحول النظر في كل حل فردي إلى تشابك الحسابات الرياضية المعقدة. والثاني هو الاستحالة العملية لتقديم أكثر من المفاهيم الأساسية في إطار مراجعة واحدة ؛ للحصول على تفسيرات أكثر تفصيلاً ، من الأفضل الرجوع إلى هذه الأدبيات حول حساب أنظمة التدفئة:

V. Pyrkov “التنظيم الهيدروليكي لأنظمة التدفئة والتبريد. النظرية والتطبيق "الطبعة الثانية ، 2010
R. Jaushovets "الهيدروليكا - قلب تسخين المياه".
دليل هيدروليكيات غرفة الغلاية من De Dietrich.
A. Savelyev “تدفئة في المنزل. حساب وتركيب الأنظمة ".

تحديد فاقد الضغط في الأنابيب

يتم تعريف مقاومة فقدان الضغط في الدائرة التي يدور سائل التبريد من خلالها على أنها قيمتها الإجمالية لجميع المكونات الفردية. هذا الأخير يشمل:

الخسارة في الدائرة الأولية ، يُشار إليها بـ ∆Plk ؛
التكاليف المحلية للناقل الحراري (∆Plm) ؛
انخفاض الضغط في مناطق خاصة تسمى "مولدات الحرارة" تحت التسمية ∆Ptg ؛
الخسائر داخل نظام التبادل الحراري المدمج ∆Pto.

بعد جمع هذه القيم ، يتم الحصول على المؤشر المطلوب ، والذي يميز المقاومة الهيدروليكية الكلية للنظام ∆Pco.

بالإضافة إلى هذه الطريقة المعممة ، هناك طرق أخرى لتحديد فقد الرأس في أنابيب البولي بروبلين. يعتمد أحدهما على مقارنة مؤشرين مرتبطين ببداية ونهاية خط الأنابيب. في هذه الحالة ، يمكن حساب فقد الضغط ببساطة عن طريق طرح قيمه الأولية والنهائية ، المحددة بواسطة مقياسين للضغط.

يعتمد خيار آخر لحساب المؤشر المطلوب على استخدام صيغة أكثر تعقيدًا تأخذ في الاعتبار جميع العوامل التي تؤثر على خصائص تدفق الحرارة. تأخذ النسبة التالية في الاعتبار بشكل أساسي فقدان رأس السائل بسبب طول خط الأنابيب.

ح- فقدان رأس السائل ، في الحالة قيد الدراسة يقاس بالأمتار.
λ - معامل المقاومة الهيدروليكية (أو الاحتكاك) ، المحدد بواسطة طرق حساب أخرى.
L هو الطول الإجمالي لخط الأنابيب الذي يتم تقديمه ، والذي يتم قياسه بالعدادات الجارية.
D هو الحجم القياسي الداخلي للأنبوب ، والذي يحدد حجم تدفق سائل التبريد.
V هو معدل تدفق السوائل ، ويقاس بالوحدات القياسية (متر في الثانية).
رمز g هو العجلة الناتجة عن الجاذبية ، والتي تساوي 9.81 م / ث 2.

تحدث خسائر الضغط بسبب احتكاك السائل بالسطح الداخلي للأنابيب

تعتبر الخسائر الناتجة عن ارتفاع معامل الاحتكاك الهيدروليكي ذات أهمية كبيرة. يعتمد ذلك على خشونة الأسطح الداخلية للأنابيب. النسب المستخدمة في هذه الحالة صالحة فقط لفراغات الأنبوب المستدير القياسية. تبدو الصيغة النهائية للعثور عليهم كما يلي:

V هي سرعة حركة الكتل المائية ، وتُقاس بالأمتار / الثانية.
D هو القطر الداخلي الذي يحدد المساحة الحرة لحركة المبرد.
يشير المعامل في المقام إلى اللزوجة الحركية للسائل.

يشير المؤشر الأخير إلى قيم ثابتة ويوجد في جداول خاصة منشورة بكميات كبيرة على الإنترنت.

حساب المكونات الهيدروليكية لنظام تسخين المياه

يدور المبرد خلال النظام تحت ضغط ، وهي ليست قيمة ثابتة. يتناقص بسبب وجود قوى احتكاك للماء ضد جدران الأنابيب ، ومقاومة تجهيزات الأنابيب والتجهيزات. يقوم صاحب المنزل أيضًا بدوره عن طريق ضبط توزيع الحرارة على الغرف الفردية.

يرتفع الضغط إذا ارتفعت درجة حرارة تسخين المبرد والعكس صحيح - تنخفض عندما تنخفض.

لتجنب عدم توازن نظام التسخين ، من الضروري تهيئة الظروف التي يتم فيها توفير قدر كبير من المبرد لكل مشعاع حسب الضرورة للحفاظ على درجة الحرارة المحددة وتجديد فقد الحرارة الذي لا مفر منه.

الغرض الرئيسي من الحساب الهيدروليكي هو مطابقة تكاليف الشبكة المقدرة مع التكاليف الفعلية أو التشغيلية.

في مرحلة التصميم هذه ، يتم تحديد ما يلي:

قطر الأنابيب وإنتاجيتها ؛
خسائر الضغط المحلي في الأقسام الفردية لنظام التدفئة ؛
متطلبات التوازن الهيدروليكي
فقدان الضغط في جميع أنحاء النظام (عام) ؛
معدل التدفق الأمثل لسائل التبريد.

لإنتاج حساب هيدروليكي ، من الضروري القيام ببعض التحضير:

جمع البيانات الأساسية وتنظيمها.
اختر طريقة الحساب.

بادئ ذي بدء ، يدرس المصمم معلمات الهندسة الحرارية للمنشأة ويقوم بحساب الهندسة الحرارية. نتيجة لذلك ، لديه معلومات حول كمية الحرارة المطلوبة لكل غرفة. بعد ذلك ، يتم تحديد أجهزة التسخين ومصدر الحرارة.

تمثيل تخطيطي لنظام التدفئة في منزل خاص

في مرحلة التطوير ، يتم اتخاذ قرار بشأن نوع نظام التدفئة واختيار ميزات موازنة الأنابيب والتجهيزات. عند الانتهاء ، يتم رسم مخطط الأسلاك المحورية ، ووضع مخططات للأرضية تشير إلى:

قوة المبرد
استهلاك المبرد
وضع معدات التدفئة ، إلخ.

يتم تمييز جميع أقسام النظام ، والنقاط العقدية ، وحسابها ، ويتم تطبيق طول الحلقات على الرسم.

حساب المكونات الهيدروليكية لمجاري التسخين

تسمح المكونات الهيدروليكية المحسوبة بكفاءة بالتوزيع الصحيح لقطر الأنبوب في جميع أنحاء النظام

عادةً ما يرجع الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة إلى اختيار أقطار الأنابيب الموضوعة في أقسام منفصلة من الشبكة. عند إجراء ذلك ، يجب مراعاة العوامل التالية:

قيمة الضغط واختلافاته في خط الأنابيب بمعدل معين لتداول المبرد ؛
نفقتها المقدرة
الأبعاد النموذجية لمنتجات الأنابيب المستخدمة.

عند حساب أول هذه المعلمات ، من المهم مراعاة قدرة معدات الضخ. يجب أن يكون كافياً للتغلب على المقاومة الهيدروليكية لدوائر التسخين. في هذه الحالة ، يكون الطول الإجمالي لأنابيب البولي بروبلين ذا أهمية حاسمة ، حيث تزداد المقاومة الهيدروليكية الكلية للأنظمة ككل.

بناءً على نتائج الحساب ، يتم تحديد المؤشرات اللازمة للتركيب اللاحق لنظام التدفئة وتلبية متطلبات المعايير الحالية.

في هذه الحالة ، يكون الطول الإجمالي لأنابيب البولي بروبلين ذا أهمية حاسمة ، حيث تزداد المقاومة الهيدروليكية الكلية للأنظمة ككل. بناءً على نتائج الحساب ، يتم تحديد المؤشرات اللازمة للتركيب اللاحق لنظام التدفئة وتلبية متطلبات المعايير الحالية.