Čo ďalšie sa berie do úvahy pri výpočte plynovodu
V dôsledku trenia o steny sa rýchlosť plynu v úseku potrubia líši - v strede je rýchlejšia. Na výpočty sa však používa indikátor priemeru - jedna podmienená rýchlosť.
Existujú dva typy pohybu potrubím: laminárny (dýzový, typický pre potrubia s malým priemerom) a turbulentný (má neusporiadanú povahu pohybu s nedobrovoľnou tvorbou vírov kdekoľvek v širokom potrubí).
Výpočet priemeru hlavného plynovodu
Plyn sa pohybuje nielen kvôli pôsobeniu vonkajšieho tlaku. Jeho vrstvy vyvíjajú medzi sebou tlak. Preto sa berie do úvahy aj hydrostatický koeficient hlavy.
Na rýchlosť pohybu majú vplyv aj materiály rúr. Takže v oceľových rúrach sa počas prevádzky zvyšuje drsnosť vnútorných stien a osy sa zužujú kvôli prerastaniu. Na druhej strane polyetylénové rúry zväčšujú vnútorný priemer so zmenšujúcou sa hrúbkou steny. To všetko sa zohľadňuje pri návrhovom tlaku.
Dvojrúrkové vykurovacie systémy pre domácnosť sú vybavené výpočtom, schémami a inštaláciou
Aj napriek relatívne jednoduchému inštalačnému procesu a relatívne malej dĺžke potrubia v prípade jednorúrkových vykurovacích systémov, na trhu špecializovaného vybavenia zostávajú dvojrúrkové vykurovacie systémy stále na prvých pozíciách.
Aj keď je to krátky, ale veľmi presvedčivý a poučný zoznam výhod a výhod dvojrúrkového vykurovacieho systému, odôvodňuje to nákup a následné použitie okruhov s priamym a spätným vedením.
Mnoho spotrebiteľov ho preto uprednostňuje pred inými odrodami a zatvára oči pred skutočnosťou, že inštalácia systému nie je taká ľahká.
Prečo potrebujete axonometrický diagram
Axonometrický diagram je trojrozmerný výkres vykurovacieho systému. Je jednoducho nereálne robiť hydraulický výpočet vykurovania bez neho. Výkres ukazuje:
- potrubie;
- miesta na zmenšenie priemeru rúr;
- umiestnenie výmenníkov tepla a iného zariadenia;
- miesta inštalácie potrubných armatúr;
- objem batérie.
Penofol sa často používa na izoláciu. Jeho technické vlastnosti umožňujú použitie aj pri vysokých teplotách, napríklad v parnej miestnosti.
O tom, ako správne izolovať strechu garáže, sme písali v tomto článku.
Ich tepelný výkon závisí od veľkosti batérií, ktoré by mali stačiť na vykurovanie každej miestnosti. Aby ste si mohli zvoliť radiátory, musíte poznať tepelné straty. Čím sú väčšie, tým sú potrebné výkonnejšie výmenníky tepla. Axonometria sa vykonáva s ohľadom na mierku.
Ako pracovať v programe EXCEL
Používanie tabuliek programu Excel je veľmi pohodlné, pretože výsledky hydraulických výpočtov sa vždy redukujú na tabuľkovú formu. Stačí definovať postupnosť akcií a pripraviť presné vzorce.
Zadanie počiatočných údajov
Je vybratá bunka a je zadaná hodnota. Všetky ďalšie informácie sa jednoducho zohľadnia.
- hodnota D15 sa prepočítava na litre, takže je ľahšie vnímať prietok;
- bunka D16 - pridajte formátovanie podľa podmienky: "Ak v nespadá do rozsahu 0,25 ... 1,5 m / s, potom je pozadie bunky červené / písmo je biele."
Pre potrubia s rozdielom výšky vstupu a výstupu sa k výsledkom pridá statický tlak: 1 kg / cm2 na 10 m.
Prezentácia výsledkov
Farebná schéma autora nesie funkčné zaťaženie:
- Svetlo tyrkysové bunky obsahujú nespracované údaje - môžete ich zmeniť.
- Bledozelené bunky - konštanty, ktoré sa majú zadať, alebo údaje, ktoré sa môžu mierne meniť.
- Žlté bunky - pomocné predbežné výpočty.
- Svetlo žlté bunky - výsledky výpočtu.
- Písma: modrá - počiatočné údaje;
- čierna - stredné / iné ako hlavné výsledky;
- červená - hlavné a konečné výsledky hydraulického výpočtu.
Výsledky v tabuľke programu Excel
Príklad od Alexandra Vorobyova
Príklad jednoduchého hydraulického výpočtu v programe Excel pre vodorovný úsek potrubia.
- dĺžka potrubia 100 metrov;
- ø 108 mm;
- hrúbka steny 4 mm.
Tabuľka s výsledkami výpočtu miestneho odporu
Komplikáciou postupných výpočtov v programe Excel si lepšie osvojíte teóriu a čiastočne ušetríte na projekčných prácach. Vďaka kompetentnému prístupu sa váš vykurovací systém stane optimálnym z hľadiska nákladov a prenosu tepla.
Nomogramy pre výpočty hydraulických potrubí
Na kontrolu tlakovej straty v danej oblasti sa namerané hodnoty manometra porovnávajú s tabuľkovými údajmi alebo sa riadia funkčnou závislosťou prietoku kvapaliny na zmenách napätia (s konštantným priemerom).
Používa sa napríklad odbočka s 10 kW radiátormi. Spotreba kvapaliny sa počíta pre prenos tepelnej energie na úrovni 10 kW. Ako vypočítaný rez bol braný výrez z prvej batérie vo vetve. Jeho priemer je konštantný. Druhá časť sa nachádza medzi 1. a 2. batériou. V druhej časti je spotreba spotrebovanej energie 9 kW s možným znížením.
Výpočet hydraulického odporu sa vykonáva pred spätným a prívodným potrubím, čo uľahčuje vzorec:
G uch = (3,6 * Q uch) / (c * (t r-t o)),
kde Q uch je úroveň tepelného zaťaženia miesta, (W). Tepelné zaťaženie pre 1 sekciu je 10 kW;
с - (indikátor špecifickej tepelnej kapacity pre kvapalinu) konštantný rovný 4,2 kJ (kg * ° С);
t r je teplotný režim horúcej chladiacej kvapaliny;
t o - teplotný režim studeného nosiča tepla.
Hydrokalkulácie vykurovacích gravitačných systémov: rýchlosť prepravy chladiacej kvapaliny
Minimálna rýchlosť chladiacej kvapaliny je 0,2-0,26 m / s. Pri poklese parametra sa môžu z kvapaliny uvoľňovať prebytočné vzduchové hmoty, čo vedie k tvorbe vzduchových zámkov. To je dôvod úplného alebo čiastočného odmietnutia vykurovacieho systému. Horná hranica rýchlosti chladiacej kvapaliny je 0,6 - 1,5 m / s. Nedosiahnutie rýchlosti až do stanovených parametrov môže spôsobiť hydraulický šum. V praxi sa optimálna rýchlosť pohybuje od 0,4 do 0,7 m / s.
Pre presnejšie výpočty sa používajú parametre materiálov na výrobu rúr. Napríklad pre oceľové rúry sa rýchlosť toku pohybuje v rozmedzí 0,26-0,5 m / s. Pri použití polymérnych alebo medených výrobkov je povolené zvýšenie rýchlosti až na 0,26-0,7 m / s.
Výpočet odporu gravitačných systémov: tlaková strata
Súčet všetkých strát v dôsledku hydraulického trenia a miestneho odporu sa stanoví v Pa:
Ruch = R * l + ((p * v2) / 2) * E3,
- kde v je rýchlosť transportovaného média, m / s;
- p je hustota kvapaliny, kg / m3;
- R je tlaková strata, Pa / m;
- l je dĺžka použitá na výpočet rúrok, m;
- E3 je súčet všetkých miestnych koeficientov odporu vo vybavenej časti uzatváracích ventilov.
Všeobecná úroveň hydraulického odporu je určená súčtom odporov vypočítaných úsekov.
Hydrokalkulacia dvojrúrkových gravitačných vykurovacích systémov: výber hlavnej vetvy
Ak je hydraulický systém charakterizovaný súvisiacim transportom chladiacej kvapaliny, pre dvojrúrkové systémy by ste mali zvoliť krúžok maximálne zaťaženej stúpačky cez nižšie umiestnené vykurovacie zariadenia. Pre systémy charakterizované slepým pohybom chladiacej kvapaliny je potrebné zvoliť krúžok spodného vykurovacieho zariadenia pre najviac zaťažené z najvzdialenejších stúpačiek. Pre vodorovné vykurovacie konštrukcie sa krúžky vyberajú cez najviac zaťažené vetvy súvisiace s nižšími poschodiami.
Kúrenie dvoma linkami
Charakteristickým rysom štruktúry konštrukcie dvojrúrkového vykurovacieho systému sú dve rúrkové vetvy.
Prvý vedie a smeruje vodu ohriatu v kotle cez všetky potrebné zariadenia a prístroje.
Druhý zhromažďuje a odstraňuje vodu už ochladenú počas prevádzky a odosiela ju do generátora tepla.
V dizajne jednorúrkového systému voda na rozdiel od dvojrúrkového systému, kde prechádza cez všetky potrubia vykurovacích zariadení s rovnakým indikátorom teploty, podlieha pri prístupe významnej strate charakteristík potrebných pre stabilný proces ohrevu. do uzatváracej časti potrubia.
Dĺžka rúr a náklady s nimi priamo súvisiace sa pri výbere dvojrúrkového vykurovacieho systému dvojnásobne zvyšujú, čo je však na pozadí zjavných výhod pomerne zanedbateľná nuansa.
Po prvé, na vytvorenie a inštaláciu dvojrúrkovej konštrukcie vykurovacieho systému nie sú vôbec potrebné rúry s hodnotou veľkého priemeru, a preto nebude vytvorená takáto prekážka tak, ako v prípade jednorúrkový okruh.
Všetky potrebné spojovacie prvky, ventily a ďalšie konštrukčné detaily sú tiež oveľa menšie, takže rozdiel v nákladoch bude veľmi nepostrehnuteľný.
Jednou z hlavných výhod takéhoto systému je, že môže byť namontovaný v blízkosti každej z batérií termostatu a výrazne zníži náklady a zvýši jednoduchosť použitia.
Okrem toho tenké vetvy prívodného a vratného potrubia tiež vôbec nenarušujú celistvosť interiéru obydlia, navyše sa dajú jednoducho skryť za opláštenie alebo v samotnej stene.
Po demontáži všetkých výhod a nuancií oboch vykurovacích systémov na regáloch majitelia spravidla stále uprednostňujú výber dvojrúrkového systému. Je však potrebné zvoliť jednu z niekoľkých možností pre také systémy, ktoré budú podľa názoru samotných majiteľov najfunkčnejšie a najracionálnejšie na použitie.
Rovnako ako v praxi sa uvažuje s hydraulickým odporom vykurovacieho systému.
Inžinieri musia často vypočítať vykurovacie systémy pre veľké zariadenia. Majú veľké množstvo vykurovacích zariadení a veľa stoviek metrov potrubí, stále však musíte počítať. Bez GH totiž nebude možné zvoliť správne cirkulačné čerpadlo. GR vám navyše umožňuje určiť, či to všetko bude fungovať ešte pred inštaláciou.
Pre zjednodušenie života vyvinuli konštruktéri rôzne numerické a softvérové metódy na určovanie hydraulického odporu. Začnime od manuálneho k automatickému.
Približné vzorce na výpočet hydraulického odporu.
Na určenie špecifických trecích strát v potrubí sa používa nasledujúci približný vzorec:
R = 5104 v1,9 / d1,32 Pa / m;
Tu zostáva takmer kvadratická závislosť od rýchlosti pohybu tekutiny v potrubí. Tento vzorec platí pre rýchlosti 0,1 - 1,25 m / s.
Ak poznáte prietok chladiacej kvapaliny, existuje približný vzorec na určenie vnútorného priemeru rúr:
d = 0,75√G mm;
Po obdržaní výsledku musíte na získanie menovitého priemeru použiť nasledujúcu tabuľku:
Najpracnejším bude výpočet lokálnych odporov v armatúrach, ventiloch a vykurovacích zariadeniach. Predtým som spomenul koeficienty lokálneho odporu ξ, ich výber sa robí podľa referenčných tabuliek. Ak sú všetky zákruty a uzatváracie ventily jasné, potom sa výber KMS pre odpaliská zmení na celé dobrodružstvo. Aby bolo jasné, o čom hovorím, pozrime sa na nasledujúci obrázok:
Obrázok ukazuje, že máme až 4 typy odpalísk, z ktorých každý bude mať svoje vlastné CCM miestneho odporu. Obtiažnosť tu bude spočívať v správnej voľbe smeru prúdenia chladiacej kvapaliny. Pre tých, ktorí to skutočne potrebujú, dám sem tabuľku so vzorcami z knihy O.D. Samarina "Hydraulické výpočty inžinierskych systémov":
Tieto vzorce je možné preniesť do MathCADu alebo iného programu a vypočítať CMC s chybou až 10%. Vzorce sú použiteľné pre rýchlosti prúdenia chladiacej kvapaliny od 0,1 do 1,25 m / s a pre rúry s nominálnym priemerom do 50 mm. Takéto vzorce sú celkom vhodné na vykurovanie chát a súkromných domov. Teraz sa pozrime na niektoré softvérové riešenia.
Programy na výpočet hydraulického odporu vo vykurovacích systémoch.
Teraz na internete nájdete veľa rôznych programov na výpočet vykurovania, platených aj bezplatných. Je zrejmé, že platené programy majú výkonnejšiu funkcionalitu ako bezplatné a umožňujú vám riešiť širšiu škálu úloh. Je logické získavať takéto programy pre profesionálnych konštruktérov. Pre laika, ktorý chce nezávisle vypočítať vykurovací systém vo svojej domácnosti, postačia bezplatné programy. Nasleduje zoznam najbežnejších softvérových produktov:
- Valtec.PRG je bezplatný program na výpočet vykurovania a dodávky vody. Existujú možnosti výpočtu teplých podláh a dokonca aj teplých stien
- HERZ je celá rodina programov. Môžu byť použité na výpočet jednorúrkových aj dvojrúrkových vykurovacích systémov. Program má pohodlnú grafickú prezentáciu a schopnosť rozdeliť sa do pôdorysov. Existuje možnosť výpočtu tepelných strát
- Stream je domáci vývoj, ktorý predstavuje integrovaný CAD systém, ktorý umožňuje navrhovanie inžinierskych sietí akejkoľvek zložitosti. Na rozdiel od tých predchádzajúcich je Stream platený program. Preto je nepravdepodobné, že by ho obyčajný človek na ulici použil. Je určený pre profesionálov.
Existuje niekoľko ďalších riešení. Väčšinou od výrobcov rúr a tvaroviek. Výrobcovia zdokonaľujú výpočtové programy pre svoje materiály a tým ich do istej miery nútia nakupovať ich materiály. Toto je taký marketingový ťah a nie je na ňom nič zlé.
Klasifikácia plynovodov
Moderné plynovody sú celým systémom komplexov štruktúr určených na prepravu horľavého paliva z miest jeho výroby k spotrebiteľom. Preto sú podľa ich zamýšľaného účelu:
- Kmeň - na prepravu na veľké vzdialenosti z ťažobných miest do cieľov.
- Lokálne - na zber, distribúciu a dodávku plynu do objektov osád a podnikov.
Pozdĺž hlavných trás sa stavajú kompresorové stanice, ktoré sú potrebné na udržanie pracovného tlaku v potrubiach a dodávku plynu do určených miest spotrebiteľom v požadovanom množstve vypočítanom vopred. V nich sa plyn čistí, suší, stláča a ochladzuje a potom sa vracia do plynovodu pod určitým tlakom potrebným pre daný úsek prechodu paliva.
Miestne plynovody umiestnené v osadách sú klasifikované:
- Podľa druhu plynu - je možné prepravovať prírodné, skvapalnené uhľovodíky, zmesi atď.
- Tlakom - v rôznych častiach plynu je nízky, stredný a vysoký tlak.
- Podľa umiestnenia - vonkajšie (ulica) a vnútorné, nadzemné a podzemné.
Hydraulický výpočet 2-rúrkového vykurovacieho systému
- Hydraulický výpočet vykurovacieho systému s prihliadnutím na potrubia
- Príklad hydraulického výpočtu pre dvojrúrkový gravitačný vykurovací systém
Prečo potrebujete hydraulický výpočet dvojrúrkového vykurovacieho systému Každá budova je individuálna. V tomto ohľade bude kúrenie s určením množstva tepla individuálne. To je možné vykonať pomocou hydraulického výpočtu, zatiaľ čo program a výpočtová tabuľka môžu uľahčiť vykonanie úlohy.
Výpočet vykurovacieho systému domu začína výberom paliva, berúc do úvahy potreby a vlastnosti infraštruktúry oblasti, kde sa dom nachádza.
Účel hydraulického výpočtu, ktorého program a tabuľka je v sieti, je nasledovný:
- určenie počtu potrebných vykurovacích zariadení;
- výpočet priemeru a počtu potrubí;
- stanovenie možnej straty vykurovania.
Všetky výpočty by sa mali robiť podľa schémy vykurovania so všetkými prvkami, ktoré sú zahrnuté v systéme. Podobný diagram a tabuľka musia byť vopred zostavené. Na vykonanie hydraulického výpočtu budete potrebovať program, axonometrickú tabuľku a vzorce.
Dvojrúrkový vykurovací systém súkromného domu so spodným vedením.
Ako projektový objekt sa berie viac zaťažený krúžok potrubia, po ktorom sa stanoví požadovaný prierez potrubia, možné tlakové straty celého vykurovacieho okruhu a optimálna plocha povrchu radiátorov.
Vykonanie takéhoto výpočtu, pre ktorý sa používa tabuľka a program, môže vytvoriť jasný obraz s rozdelením všetkých odporov vo vykurovacom okruhu, ktoré existujú, a tiež umožňuje získať presné parametre teplotného režimu, spotreby vody v každej časti kúrenia.
Vo výsledku by mal hydraulický výpočet vytvoriť najoptimálnejší plán vykurovania pre váš dom. Nespoliehajte sa iba na svoju intuíciu. Tabuľka a výpočtový program zjednodušia postup.
Potrebné položky:
Čo je hydraulický výpočet a prečo je potrebný?
Hydraulický výpočet (ďalej len GR) je matematický algoritmus, vďaka ktorému získame požadovaný priemer potrubia v tomto systéme (čo znamená vnútorný priemer). Okrem toho bude zrejmé, ktoré obehové čerpadlo musíme použiť - určuje sa výtlak a prietok čerpadla. To všetko umožní, aby bol vykurovací systém ekonomicky optimálny. Je vyrobený na základe zákonov hydrauliky - špeciálnej časti fyziky venovanej pohybu a rovnováhe v tekutinách.
Základné rovnice pre hydraulický výpočet plynovodu
Na výpočet pohybu plynu potrubím sa berú hodnoty priemeru potrubia, spotreby paliva a straty tlaku. Vypočítava sa v závislosti od povahy pohybu. Pri laminárnych výpočtoch sa výpočty vykonávajú striktne matematicky podľa vzorca:
Р1 - Р2 = ∆Р = (32 * μ * ω * L) / D2 kg / m2 (20), kde:
- ∆Р - kgm2, strata hlavy v dôsledku trenia;
- ω - m / s, rýchlosť paliva;
- D - m, priemer potrubia;
- L - m, dĺžka potrubia;
- μ - kg sec / m2, viskozita kvapaliny.
Pri turbulentnom pohybe je nemožné použiť presné matematické výpočty kvôli chaotickej povahe pohybu. Preto sa používajú experimentálne stanovené koeficienty.
Vypočítané podľa vzorca:
Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21), kde:
- Р1 и Р2 - tlak na začiatku a na konci potrubia, kg / m2;
- λ - bezrozmerný koeficient odporu;
- ω - m / s, priemerná rýchlosť plynu v úseku potrubia;
- ρ - kg / m3, hustota paliva;
- D - m, priemer potrubia;
- g - m / s2, gravitačné zrýchlenie.
Video: Základy hydraulického výpočtu plynovodov
Výber otázok
- Mikhail, Lipetsk - Aké čepele na rezanie kovov sa majú používať?
- Ivan, Moskva - Aký je GOST z valcovaného oceľového plechu?
- Maxim, Tver - Aké regály na skladovanie valcovaného kovu sú lepšie?
- Vladimir, Novosibirsk - Čo znamená ultrazvukové spracovanie kovov bez použitia abrazívnych látok?
- Valery, Moskva - Ako kovať nôž z ložiska vlastnými rukami?
- Stanislav, Voronež - Aké zariadenie sa používa na výrobu vzduchovodov z pozinkovanej ocele?
Hydraulické vyvažovanie
Vyrovnávanie tlakových poklesov vo vykurovacom systéme sa vykonáva pomocou regulačných a uzatváracích ventilov.
Hydraulické vyváženie systému je založené na:
- návrhové zaťaženie (hmotnostný prietok chladiacej kvapaliny);
- údaje o dynamickom odpore od výrobcov rúr;
- počet miestnych odporov v uvažovanej oblasti;
- technické vlastnosti armatúr.
Pre každý ventil sú nastavené charakteristiky nastavenia - pokles tlaku, upevnenie, prietoková kapacita. Podľa nich sa určujú koeficienty prietoku chladiacej kvapaliny do každej stúpačky a potom do každého zariadenia.
Strata tlaku je priamo úmerná druhej mocnine prietoku chladiacej kvapaliny a meria sa v kg / h, kde
S je produktom dynamického špecifického tlaku vyjadreného v Pa / (kg / h) a zníženého koeficientu pre miestne odpory úseku (ancespr).
Znížený koeficient ξпр je súčet všetkých odporov lokálneho systému.
Prečo je potrebné vypočítať plynovod
Na všetkých úsekoch plynovodu sa vykonávajú výpočty na identifikáciu miest, kde je pravdepodobné, že sa v potrubiach objaví možný odpor, ktorý zmení rýchlosť dodávky paliva.
Ak sú všetky výpočty vykonané správne, potom je možné zvoliť najvhodnejšie zariadenie a vytvoriť ekonomický a efektívny návrh celého návrhu plynového systému.
To vám ušetrí zbytočné, preceňované ukazovatele počas prevádzky a náklady na výstavbu, ktoré by mohli byť pri plánovaní a inštalácii systému bez hydraulického výpočtu plynovodu.
Existuje lepšia príležitosť zvoliť požadovanú veľkosť v priereze a potrubných materiáloch pre efektívnejšie, rýchlejšie a stabilnejšie zásobovanie modrým palivom do plánovaných bodov plynovodného systému.
Je zaistený optimálny prevádzkový režim celého plynovodu.
Vývojári získavajú finančné výhody a šetria nákupy technického vybavenia a stavebných materiálov.
Vykonáva sa správny výpočet plynovodu s prihliadnutím na maximálne úrovne spotreby paliva počas období hromadnej spotreby. Berú sa do úvahy všetky priemyselné, komunálne a individuálne potreby domácnosti.
Prehľad programu
Pre pohodlie výpočtov sa používajú amatérske a profesionálne výpočtové programy hydrauliky.
Najobľúbenejší je Excel.
Môžete použiť online výpočet v programe Excel Online, CombiMix 1.0 alebo online hydraulickú kalkulačku na výpočet. Stacionárny program sa vyberá s prihliadnutím na požiadavky projektu.
Hlavnou ťažkosťou pri práci s takýmito programami je nedostatok vedomostí o základoch hydrauliky. V niektorých z nich neexistuje dekódovanie vzorcov, vlastnosti vetvenia potrubí a výpočet odporov v zložitých obvodoch sa neberú do úvahy.
- HERZ C.O. 3.5 - počíta pomocou metódy špecifickej lineárnej tlakovej straty.
- DanfossCO a OvertopCO - môžu počítať systémy s prirodzenou cirkuláciou.
- "Prietok" (Potok) - umožňuje použiť výpočtovú metódu s premenlivým (posuvným) teplotným rozdielom cez stúpačky.
Je potrebné objasniť parametre pre zadávanie údajov o teplote - v Kelvinoch / Celzia.
Výpočet objemu vody a kapacity expanznej nádrže
Objem expanznej nádrže by sa mal rovnať 1/10 celkového objemu kvapaliny
Ak chcete vypočítať výkonové charakteristiky expanznej nádrže, ktoré sú povinné pre akýkoľvek vykurovací systém uzavretého typu, budete sa musieť vyrovnať s fenoménom zvýšenia objemu kvapaliny v ňom. Tento ukazovateľ sa posudzuje s prihliadnutím na zmeny základných výkonnostných charakteristík vrátane kolísania jeho teploty. V tomto prípade sa mení vo veľmi širokom rozmedzí - od miestnosti +20 stupňov a až po prevádzkové hodnoty v rozmedzí 50-80 stupňov.
Bez zbytočných problémov bude možné vypočítať objem expanznej nádrže, ak použijete hrubý odhad, ktorý je osvedčený v praxi. Vychádza sa zo skúseností s prevádzkou zariadení, podľa ktorých je objem expanznej nádrže približne jedna desatina z celkového množstva chladiacej kvapaliny cirkulujúcej v systéme.
V tomto prípade sa berú do úvahy všetky jeho prvky, vrátane vykurovacích radiátorov (batérií), ako aj vodného plášťa kotlovej jednotky.Ak chcete určiť presnú hodnotu požadovaného indikátora, musíte si vziať pas použitého zariadenia a nájsť v ňom položky týkajúce sa kapacity batérií a pracovnej nádrže kotla
Po ich určení nie je ťažké nájsť prebytočnú chladiacu kvapalinu v systéme. Za týmto účelom sa najskôr vypočíta plocha prierezu polypropylénových rúrok a potom sa výsledná hodnota vynásobí dĺžkou potrubia. Po sčítaní všetkých vetiev vykurovacieho systému sa k nim pripočítajú čísla pre radiátory a kotol odobraté z pasu. Z celkového počtu sa potom počíta desatina.
Výpočet parametrov chladiacej kvapaliny
Množstvo chladiacej kvapaliny v 1 m potrubia, v závislosti od priemeru
Výpočet chladiacej kvapaliny sa zníži na stanovenie nasledujúcich ukazovateľov:
- rýchlosť pohybu vodných hmôt potrubím so stanovenými parametrami;
- ich priemerná teplota;
- spotreba médií spojená s požiadavkami na výkon vykurovacích zariadení.
Známe vzorce na výpočet parametrov chladiacej kvapaliny (s prihliadnutím na hydrauliku) sú v praxi dosť komplikované a nepohodlné. Online kalkulačky používajú zjednodušený prístup, ktorý umožňuje získať výsledok s prijateľnou chybou pre túto metódu.
Pred začatím inštalácie je však dôležité sa obávať nákupu čerpadla s indikátormi, ktoré nie sú nižšie ako vypočítané. Iba v tomto prípade existuje istota, že požiadavky na systém podľa tohto kritéria sú úplne splnené a že je schopný vyhriať miestnosť na príjemnú teplotu.
Hydraulický výpočet jednoduchého zloženého potrubia
,
Výpočty jednoduchých potrubí sa znižujú na tri typické úlohy: stanovenie výšky (alebo tlaku), prietoku a priemeru potrubia. Ďalej sa zvažuje metodika riešenia týchto problémov pre jednoduché potrubie konštantného prierezu.
Úloha 1
... Dané: rozmery potrubia a
drsnosť jeho stien
vlastnosti tekutín
, prietok kvapaliny Q.
Určte požadovanú hlavu H (jedna z hodnôt, ktoré tvoria hlavu).
Rozhodnutie
... Bernoulliho rovnica je zostavená pre prietok daného hydraulického systému. Kontrolné sekcie sú priradené. Je vybraná referenčná rovina
Z(0.0)
, sa analyzujú počiatočné podmienky. Bernoulliho rovnica sa zostavuje s prihliadnutím na počiatočné podmienky. Z Bernoulliho rovnice získame návrhový vzorec typu ٭. Rovnica je vyriešená vzhľadom na H. Stanoví sa Reynoldsovo číslo Re a nastaví sa pohybový režim. Hodnota sa nachádza
v závislosti od jazdného režimu. Vypočíta sa H a požadovaná hodnota.
Cieľ 2.
Dané: rozmery potrubia a
, drsnosť jeho stien
vlastnosti tekutín
, hlava N. Určte prietok Q.
Rozhodnutie.
Bernoulliho rovnica sa zostavuje s prihliadnutím na skôr uvedené odporúčania. Rovnica je riešená s ohľadom na hľadanú hodnotu Q. Výsledný vzorec obsahuje neznámy koeficient
v závislosti od Re. Priame umiestnenie
za podmienok tohto problému je to ťažké, pretože pre neznáme Q nie je možné vopred stanoviť Re. Preto sa ďalšie riešenie úlohy uskutočňuje metódou postupných aproximácií.
- aproximácia: Re → ∞
, definujeme
2 aproximácia:
, nájdeme
λII(ReII,Δeh)
a definovať
Nájdite relatívnu chybu
... Ak
, potom sa riešenie končí (pre výchovné problémy
). Inak je riešenie splnené v tretej aproximácii.
Cieľ 3.
Dané: rozmery potrubí (okrem priemeru d), drsnosť jeho stien
vlastnosti tekutín
, hlava Н, prietok Q. Určte priemer potrubia.
Rozhodnutie
... Pri riešení tohto problému vznikajú ťažkosti s priamym určením hodnoty
podobný problému druhého typu. Preto je vhodné rozhodovať sa graficko-analytickou metódou. Je špecifikovaných niekoľko priemerov
.Pre každého
zodpovedajúca hodnota hlavy H sa zistí pri danom prietoku Q (problém prvého typu sa rieši n-krát). Na základe výsledkov výpočtov sa zostaví graf
... Požadovaný priemer d sa určí podľa grafu, ktorý zodpovedá danej hodnote tlaku H.
Horizontálne a vertikálne usporiadanie
Takýto vykurovací systém je rozdelený na horizontálne a vertikálne schémy umiestnením potrubia spájajúceho všetky zariadenia a zariadenia do jedného celku.
Vertikálny vykurovací okruh sa líši od ostatných v tom, že v tomto prípade sú všetky potrebné zariadenia pripojené k vertikálnemu stúpaču.
Jeho zostavenie síce nakoniec vyjde o niečo nákladnejšie, ale stabilnej prevádzke nebude brániť výsledná stagnácia vzduchu a dopravné zápchy. Toto riešenie je najvhodnejšie pre majiteľov bytov v budove s mnohými poschodiami, pretože všetky jednotlivé poschodia sú spojené osobitne.
Dvojrúrkový vykurovací systém s horizontálnym okruhom je ideálny pre jednopodlažnú obytnú budovu s pomerne dlhou dĺžkou, v ktorej je jednoduchšie a racionálnejšie pripojiť všetky dostupné oddelenia radiátorov k vodorovnému potrubiu.
Oba typy okruhov vykurovacieho systému sa vyznačujú vynikajúcou hydraulickou a teplotnou stabilitou, iba v prvej situácii bude v každom prípade potrebné kalibrovať stúpačky umiestnené vertikálne a v druhej - horizontálne slučky.
Typy vykurovacích systémov
Inžinierske úlohy tohto druhu komplikuje veľká rozmanitosť vykurovacích systémov, čo sa týka rozsahu aj konfigurácie. Existuje niekoľko typov výmenníkov tepla, z ktorých každý má svoje vlastné zákony:
1. Dvojrúrkový slepý systém - najbežnejšia verzia zariadenia, vhodná na organizovanie ústredných aj jednotlivých vykurovacích okruhov.
Dvojrúrkový slepý vykurovací systém
2. Jednorúrkový systém alebo „Leningradka“ Považuje sa za najlepší spôsob výstavby civilných vykurovacích komplexov s tepelným výkonom do 30–35 kW.
Rúrkový vykurovací systém s núteným obehom: 1 - vykurovací kotol; 2 - bezpečnostná skupina; 3 - vykurovacie radiátory; 4 - Mayevský žeriav; 5 - expanzná nádrž; 6 - obehové čerpadlo; 7 - odtok
3. Dvojrúrkový systém prechodového typu - materiálovo najnáročnejší typ oddelenia vykurovacích okruhov, ktorý sa vyznačuje najvyššou známou stabilitou prevádzky a kvalitou distribúcie chladiacej kvapaliny.
Dvojrúrkový vykurovací systém (Tichelmanova slučka)
4. Rozloženie lúča v mnohých ohľadoch je to podobné ako pri dvojrúrkovej jazde, ale súčasne sú všetky ovládacie prvky systému vyvedené do jedného bodu - do zostavy rozdeľovača.
Radiačný vykurovací okruh: 1 - kotol; 2 - expanzná nádrž; 3 - rozdeľovač napájania; 4 - vykurovacie radiátory; 5 - spätné potrubie; 6 - obehové čerpadlo
Predtým, ako sa pustíme do výpočtovej strany, je treba urobiť niekoľko dôležitých upozornení. Najskôr sa musíte naučiť, že kľúč k vysokokvalitnému výpočtu spočíva v porozumení princípov fungovania tekutinových systémov na intuitívnej úrovni. Bez toho sa zváženie každého jednotlivého riešenia zmení na prelínanie zložitých matematických výpočtov. Druhým je praktická nemožnosť predstaviť viac ako základné koncepty v rámci jedného preskúmania; pre podrobnejšie vysvetlenie je lepšie odkázať na takúto literatúru o výpočte vykurovacích systémov:
- V. Pyrkov „Hydraulické vyregulovanie vykurovacích a chladiacich systémov. Teória a prax “, 2. vydanie, 2010
- R. Jaushovets „Hydraulika - srdce ohrevu vody“.
- Hydraulika kotolní manuálna od firmy De Dietrich.
- A. Savelyev „Kúrenie doma. Výpočet a inštalácia systémov ".
Stanovenie tlakových strát v potrubiach
Odpor tlakovej straty v okruhu, ktorým cirkuluje chladiaca kvapalina, je definovaný ako ich celková hodnota pre všetky jednotlivé komponenty. Medzi tieto patria:
- strata v primárnom okruhu, označená ako ∆Plk;
- miestne náklady na nosič tepla (∆Plm);
- pokles tlaku v osobitných oblastiach nazývaných „generátory tepla“ pod označením ∆Ptg;
- straty vo vnútri zabudovaného systému výmeny tepla ∆Pto.
Po sčítaní týchto hodnôt sa získa požadovaný indikátor charakterizujúci celkový hydraulický odpor systému ∆Pco.
Okrem tejto zovšeobecnenej metódy existujú aj ďalšie metódy na stanovenie straty hlavy v polypropylénových rúrkach. Jeden z nich je založený na porovnaní dvoch ukazovateľov viazaných na začiatok a koniec ropovodu. V takom prípade je možné tlakovú stratu vypočítať jednoduchým odpočítaním jej počiatočných a konečných hodnôt určených dvoma tlakomermi.
Ďalšia možnosť výpočtu požadovaného ukazovateľa je založená na použití zložitejšieho vzorca, ktorý zohľadňuje všetky faktory, ktoré ovplyvňujú charakteristiky tepelného toku. Nasledujúci pomer primárne zohľadňuje stratu hlavy kvapaliny v dôsledku dlhej dĺžky potrubia.
- h - strata kvapalnej hlavy, v prípade, ktorý sa skúma, meraná v metroch.
- λ - koeficient hydraulického odporu (alebo trenia) stanovený inými výpočtovými metódami.
- L je celková dĺžka obsluhovaného potrubia, ktorá sa meria v bežných metroch.
- D je vnútorný štandardný rozmer potrubia, ktorý určuje objem prietoku chladiacej kvapaliny.
- V je prietok kvapaliny meraný v štandardných jednotkách (meter za sekundu).
- Symbol g je gravitačné zrýchlenie, ktoré sa rovná 9,81 m / s2.
K tlakovým stratám dochádza v dôsledku trenia kvapaliny o vnútorný povrch rúrok
Straty spôsobené vysokým koeficientom hydraulického trenia sú veľmi zaujímavé. Závisí to od drsnosti vnútorných povrchov rúrok. Pomery použité v tomto prípade sú platné iba pre štandardné polotovary s okrúhlymi rúrkami. Konečný vzorec na ich nájdenie vyzerá takto:
- V je rýchlosť pohybu vodných hmôt meraná v metroch za sekundu.
- D je vnútorný priemer, ktorý definuje voľný priestor pre pohyb chladiacej kvapaliny.
- Koeficient v menovateli udáva kinematickú viskozitu kvapaliny.
Posledný ukazovateľ sa týka konštantných hodnôt a nachádza sa v osobitných tabuľkách zverejnených vo veľkom množstve na internete.
Výpočet hydrauliky systému na ohrev vody
Chladiaca kvapalina cirkuluje v systéme pod tlakom, čo nie je konštantná hodnota. Klesá v dôsledku prítomnosti trecích síl vody o steny potrubia, odporu na tvarovkách a tvarovkách. Svoj podiel na tom má aj vlastník domu, ktorý upravuje distribúciu tepla do jednotlivých miestností.
Tlak stúpa, ak stúpa teplota ohrevu chladiacej kvapaliny a naopak - pri poklese klesá.
Aby sa zabránilo nevyváženiu vykurovacieho systému, je potrebné vytvoriť podmienky, za ktorých sa do každého radiátora dodáva toľko chladiva, koľko je potrebné na udržanie nastavenej teploty a doplnenie nevyhnutných tepelných strát.
Hlavným účelom hydraulického výpočtu je zosúladiť odhadované náklady na sieť so skutočnými alebo prevádzkovými nákladmi.
V tejto fáze návrhu sa určujú:
- priemer rúr a ich výkon;
- miestne tlakové straty v jednotlivých sekciách vykurovacieho systému;
- požiadavky na hydraulické vyváženie;
- tlaková strata v celom systéme (všeobecne);
- optimálny prietok chladiacej kvapaliny.
Na výrobu hydraulického výpočtu je potrebné vykonať určitú prípravu:
- Zhromažďujte základné údaje a organizujte ich.
- Vyberte metódu výpočtu.
V prvom rade projektant preštuduje tepelnotechnické parametre zariadenia a vykoná tepelnotechnický výpočet. Vďaka tomu má informácie o množstve tepla potrebného pre každú miestnosť. Potom sa vyberú vykurovacie zariadenia a zdroj tepla.
Schematické znázornenie vykurovacieho systému v súkromnom dome
Vo fáze vývoja sa rozhoduje o type vykurovacieho systému a vyberajú sa vlastnosti jeho vyváženia, potrubí a tvaroviek. Po dokončení je vypracovaná axonometrická schéma zapojenia, sú vypracované pôdorysy označujúce:
- výkon chladiča;
- spotreba chladiacej kvapaliny;
- umiestnenie vykurovacieho zariadenia atď.
Všetky časti systému, uzlové body sú označené, vypočítané a dĺžka krúžkov sa aplikuje na výkres.
Výpočet hydrauliky vykurovacích potrubí
Kompetentne vypočítaná hydraulika umožňuje správne rozloženie priemeru potrubia v celom systéme
Hydraulický výpočet vykurovacieho systému zvyčajne závisí od výberu priemerov rúrok položených v samostatných častiach siete. Pri jeho uskutočňovaní je potrebné vziať do úvahy nasledujúce faktory:
- hodnota tlaku a jeho poklesov v potrubí pri danej rýchlosti cirkulácie chladiacej kvapaliny;
- jeho odhadovaný náklad;
- typické rozmery použitých rúrových výrobkov.
Pri výpočte prvého z týchto parametrov je dôležité vziať do úvahy kapacitu čerpacieho zariadenia. Malo by stačiť prekonať hydraulický odpor vykurovacích okruhov. V tomto prípade má rozhodujúcu dôležitosť celková dĺžka polypropylénových rúr, s nárastom ktorých sa zvyšuje celkový hydraulický odpor systémov ako celku.
Na základe výsledkov výpočtu sa určia ukazovatele, ktoré sú potrebné pre následnú inštaláciu vykurovacieho systému a zodpovedajú požiadavkám platných noriem.
V tomto prípade má rozhodujúcu dôležitosť celková dĺžka polypropylénových rúr, s nárastom ktorých sa zvyšuje celkový hydraulický odpor systémov ako celku. Na základe výsledkov výpočtu sa určia ukazovatele potrebné pre následnú inštaláciu vykurovacieho systému a splnenie požiadaviek platných noriem.
Čo je to hydraulický výpočet
Toto je tretia etapa v procese vytvárania vykurovacej siete. Jedná sa o systém výpočtov, ktorý vám umožňuje určiť:
Podľa získaných údajov sa vykonáva výber čerpadiel.
Pre sezónne bývanie je pri absencii elektriny vhodný vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny (odkaz na preskúmanie).
Zložité úlohy - minimalizácia nákladov:
- kapitál - inštalácia rúr optimálneho priemeru a kvality;
- prevádzkové:
- závislosť spotreby energie od hydraulického odporu systému;
- stabilita a spoľahlivosť;
- nehlučnosť.
Výmena režimu centralizovaného kúrenia za individuálny zjednodušuje metodiku výpočtu
Pre režim offline sú použiteľné 4 metódy hydraulický výpočet vykurovacieho systému:
- špecifickými stratami (štandardný výpočet priemeru potrubia);
- o dĺžky skrátené na jeden ekvivalent;
- charakteristikami vodivosti a odporu;
- porovnanie dynamických tlakov.
Prvé dve metódy sa používajú s konštantným poklesom teploty v sieti.
Posledné dva pomôžu distribuovať horúcu vodu po krúžkoch systému, ak teplotný rozdiel v sieti prestane zodpovedať rozdielu vo stúpačkách / vetvách.
