Tính toán trước, sau đó thu thập. Tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm.

Điều gì khác được tính đến khi tính toán đường ống dẫn khí

Kết quả của ma sát với các bức tường, vận tốc khí trên đoạn ống khác nhau - nó nhanh hơn ở tâm. Tuy nhiên, chỉ số trung bình được sử dụng để tính toán - một tốc độ có điều kiện.

Có hai dạng chuyển động qua đường ống: dạng tầng (phản lực, điển hình cho đường ống có đường kính nhỏ) và dạng chuyển động hỗn loạn (nó có tính chất chuyển động không ổn định với sự hình thành không tự chủ của các xoáy ở bất kỳ đâu trong một đường ống rộng).

Tính toán đường kính của đường ống cấp khí chính

Chất khí chuyển động không chỉ do áp suất bên ngoài tác dụng lên nó. Các lớp của nó tạo áp lực với nhau. Do đó, yếu tố đầu thủy tĩnh cũng được tính đến.

Tốc độ di chuyển cũng bị ảnh hưởng bởi các vật liệu ống. Vì vậy, trong các ống thép trong quá trình hoạt động, độ nhám của các thành bên trong tăng lên và các trục thu hẹp do phát triển quá mức. Mặt khác, ống polyetylen tăng đường kính trong khi độ dày thành ống giảm. Tất cả điều này được tính đến ở áp suất thiết kế.

Các tính năng của hệ thống sưởi ấm gia đình hai đường ống

Ngay cả khi quy trình lắp đặt tương đối đơn giản và chiều dài đường ống tương đối nhỏ trong trường hợp hệ thống sưởi một ống, trên thị trường thiết bị chuyên dụng, hệ thống sưởi hai ống vẫn ở vị trí đầu tiên.

Mặc dù một danh sách ngắn gọn, nhưng rất thuyết phục và đầy đủ thông tin về những ưu điểm và lợi ích của hệ thống sưởi hai đường ống, nó biện minh cho việc mua và sử dụng tiếp theo các mạch có đường dây trực tiếp và đường trở lại.

Vì vậy, nhiều người tiêu dùng thích nó hơn so với các giống khác, làm ngơ trước thực tế rằng việc lắp đặt hệ thống không dễ dàng như vậy.

Tại sao bạn cần một sơ đồ axonometric

Biểu đồ axonometric là một hình vẽ ba chiều của hệ thống sưởi. Nó chỉ đơn giản là không thực tế để thực hiện một tính toán thủy lực của sưởi ấm mà không có nó. Hình vẽ chỉ ra:

• đường ống;
• nơi để giảm đường kính của ống;
• vị trí của bộ trao đổi nhiệt và các thiết bị khác;
• nơi lắp đặt phụ kiện đường ống;
• lượng pin.

Penofol thường được sử dụng để cách nhiệt. Các đặc tính kỹ thuật của nó cho phép nó được sử dụng ngay cả ở nhiệt độ cao, ví dụ như trong phòng xông hơi ướt.

Chúng tôi đã viết về cách cách nhiệt đúng cách cho mái nhà để xe trong bài viết này.

Năng lượng nhiệt của chúng phụ thuộc vào kích thước của pin, đủ để làm nóng mỗi phòng. Để chọn bộ tản nhiệt, bạn cần biết sự mất nhiệt. Chúng càng lớn thì càng cần nhiều bộ trao đổi nhiệt mạnh hơn. Axonometry được thực hiện liên quan đến tỷ lệ.

Cách làm việc trong EXCEL

Việc sử dụng bảng Excel rất thuận tiện, vì kết quả của các phép tính thủy lực luôn được giảm xuống dạng bảng. Nó là đủ để xác định chuỗi các hành động và chuẩn bị các công thức chính xác.

Nhập dữ liệu ban đầu

Một ô được chọn và một giá trị được nhập. Tất cả các thông tin khác chỉ được tính đến.

• giá trị D15 được tính lại theo lít, do đó dễ dàng nhận biết tốc độ dòng chảy hơn;
• ô D16 - thêm định dạng theo điều kiện: "Nếu v không nằm trong phạm vi 0,25 ... 1,5 m / s, thì nền của ô có màu đỏ / phông chữ màu trắng."

Đối với đường ống có sự khác biệt về chiều cao đầu vào và đầu ra, áp suất tĩnh được thêm vào kết quả: 1 kg / cm2 trên 10 m.

Trình bày kết quả

Bảng màu của tác giả mang một tải chức năng:

• Các ô màu ngọc lam nhạt chứa dữ liệu thô - bạn có thể thay đổi nó.
• Các ô màu xanh lá cây nhạt - các hằng số được nhập hoặc dữ liệu ít có thể thay đổi.
• Các ô màu vàng - tính toán sơ bộ phụ trợ.
• Ô màu vàng nhạt - kết quả tính toán.
• Phông chữ: xanh lam - dữ liệu ban đầu;
• đen - kết quả trung gian / không chính;
• màu đỏ - kết quả chính và cuối cùng của tính toán thủy lực.

Kết quả trong bảng Excel

Ví dụ từ Alexander Vorobyov

Một ví dụ về tính toán thủy lực đơn giản trong Excel cho đoạn đường ống nằm ngang.

• chiều dài ống 100 mét;
• ø108 mm;
• tường dày 4 mm.

Bảng kết quả tính toán điện trở cục bộ

Bằng cách làm phức tạp các tính toán từng bước trong Excel, bạn nắm vững lý thuyết tốt hơn và tiết kiệm một phần công việc thiết kế. Nhờ cách tiếp cận có thẩm quyền, hệ thống sưởi của bạn sẽ trở nên tối ưu về chi phí và truyền nhiệt.

Biểu đồ cho tính toán đường ống thủy lực

Để kiểm tra tổn thất áp suất trong một khu vực nhất định, các số đọc của áp kế được so sánh với dữ liệu dạng bảng, hoặc chúng được hướng dẫn bởi sự phụ thuộc hàm của tốc độ dòng chất lỏng vào sự thay đổi điện áp (ở một đường kính không đổi).

Ví dụ, một nhánh có bộ tản nhiệt 10 kW được sử dụng. Mức tiêu thụ chất lỏng được tính toán để truyền nhiệt năng ở mức 10 kW. Một phần cắt từ pin đầu tiên trong nhánh được lấy làm mặt cắt được tính toán. Đường kính của nó là không đổi. Phần thứ hai nằm giữa pin thứ nhất và thứ hai. Trong phần thứ hai, mức tiêu thụ năng lượng là 9 kW với khả năng giảm.

Việc tính toán sức cản thủy lực được thực hiện trước khi các đường ống hồi lưu và cung cấp, điều này được thực hiện dễ dàng theo công thức:

G uch = (3,6 * Q uch) / (c * (t r-t o)),

trong đó Q uch là mức tải nhiệt của vị trí, (W). Tải nhiệt cho 1 đoạn là 10 kW;

с - (chỉ số nhiệt dung riêng đối với chất lỏng) hằng số bằng 4,2 kJ (kg * ° С);

t r là chế độ nhiệt độ của chất làm mát nóng;

t o - chế độ nhiệt độ của vật mang nhiệt lạnh.

Tính toán thủy của hệ thống hấp dẫn sưởi ấm: tốc độ vận chuyển chất làm mát

Tốc độ tối thiểu của chất làm mát là 0,2-0,26 m / s. Với việc giảm thông số, các khối khí dư thừa có thể được thoát ra khỏi chất lỏng, dẫn đến sự hình thành các khóa khí. Đây là lý do cho sự từ chối hoàn toàn hoặc một phần của hệ thống sưởi ấm. Ngưỡng trên của vận tốc nước làm mát là 0,6-1,5 m / s. Không đạt được tốc độ theo các thông số quy định có thể tạo ra tiếng ồn thủy lực. Trong thực tế, tốc độ tối ưu nằm trong khoảng từ 0,4 đến 0,7 m / s.

Để tính toán chính xác hơn, các thông số của vật liệu chế tạo ống được sử dụng, Ví dụ, đối với ống thép, vận tốc chất lỏng thay đổi trong khoảng 0,26-0,5 m / s. Khi sử dụng các sản phẩm polyme hoặc đồng, cho phép tăng tốc độ lên đến 0,26-0,7 m / s.

Tính toán sức cản của hệ thống trọng lực sưởi ấm: tổn thất áp suất

Tổng của tất cả các tổn thất do ma sát thủy lực và lực cản cục bộ được xác định bằng Pa:

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

• trong đó v là tốc độ của phương tiện được vận chuyển, m / s;
• p là khối lượng riêng của chất lỏng, kg / m³;
• R là tổn thất áp suất, Pa / m;
• l là chiều dài dùng để tính toán đường ống, m;
• E3 là tổng của tất cả các hệ số trở lực cục bộ trong phần được trang bị của các van đóng.

Mức độ cản thuỷ lực chung được xác định bằng tổng các lực cản của các mặt cắt tính toán.

Tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm trọng trường hai ống: lựa chọn nhánh chính

Nếu hệ thống thủy lực được đặc trưng bởi sự vận chuyển liên quan của chất làm mát, đối với hệ thống hai đường ống, bạn nên chọn vòng của bộ nâng tải tối đa thông qua các thiết bị gia nhiệt nằm bên dưới. Đối với các hệ thống được đặc trưng bởi chuyển động cụt của chất làm mát, cần phải chọn vòng của thiết bị gia nhiệt thấp hơn để tải nhiều nhất từ ​​các ống nâng ở xa nhất. Đối với các cấu trúc sưởi ấm theo phương ngang, các vòng được chọn thông qua các nhánh chịu tải nhiều nhất liên quan đến các tầng dưới.

Sưởi ấm bằng hai dòng

Đặc điểm nổi bật trong cấu tạo cấu tạo của hệ thống sưởi hai ống bao gồm hai nhánh ống.

Đầu tiên dẫn và dẫn trực tiếp nước đun trong nồi hơi qua tất cả các thiết bị, dụng cụ cần thiết.

Loại còn lại thu thập và loại bỏ nước đã được làm mát trong quá trình vận hành và gửi đến bộ tạo nhiệt.

Trong thiết kế hệ thống một đường ống, ngược lại với hệ thống hai đường ống, nước được dẫn qua tất cả các đường ống của các thiết bị gia nhiệt có cùng chỉ số nhiệt độ, sẽ bị mất đi đáng kể các đặc tính cần thiết cho quá trình gia nhiệt ổn định trên phương pháp tiếp cận. đến phần đóng của đường ống.

Chiều dài của đường ống và chi phí liên quan trực tiếp đến nó tăng gấp đôi khi chọn hệ thống sưởi hai đường ống, nhưng đây là một sắc thái tương đối không đáng kể so với nền tảng của những lợi thế rõ ràng.

Thứ nhất, đối với việc tạo và lắp đặt kết cấu hai đường ống của hệ thống sưởi ấm, các đường ống có giá trị đường kính lớn hoàn toàn không cần thiết và do đó, chướng ngại vật này hoặc trở ngại đó sẽ không được tạo ra, như trong trường hợp một mạch ống đơn.

Tất cả các chốt cần thiết, van và các chi tiết cấu trúc khác cũng có kích thước nhỏ hơn nhiều, do đó, sự khác biệt về chi phí sẽ rất khó nhận thấy.

Một trong những ưu điểm chính của hệ thống như vậy là nó có thể được gắn gần mỗi pin của bộ điều nhiệt và sẽ giảm đáng kể chi phí và tăng tính dễ sử dụng.

Ngoài ra, sự phân chia mỏng của đường cung cấp và đường trở lại cũng không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của bên trong ngôi nhà; hơn nữa, chúng có thể chỉ đơn giản được giấu sau tấm ốp hoặc trong chính bức tường.

Sau khi tháo rời tất cả các ưu điểm và sắc thái của cả hai hệ thống sưởi trên giá, chủ sở hữu, theo quy luật, vẫn thích chọn hệ thống hai ống. Tuy nhiên, cần phải chọn một trong một số tùy chọn cho các hệ thống như vậy, theo ý kiến ​​của chính chủ sở hữu, sẽ là chức năng và hợp lý nhất để sử dụng.

Như trong thực tế, lực cản thủy lực của hệ thống sưởi ấm được xem xét.

Thông thường, các kỹ sư phải tính toán hệ thống sưởi ấm cho các cơ sở lớn. Họ có một số lượng lớn các thiết bị sưởi ấm và nhiều đường ống dài hàng trăm mét, nhưng bạn vẫn cần phải đếm. Thật vậy, nếu không có GH, sẽ không thể chọn đúng máy bơm tuần hoàn. Ngoài ra, GR cho phép bạn xác định xem tất cả điều này có hoạt động ngay cả trước khi cài đặt hay không.

Để đơn giản hóa cuộc sống, các nhà thiết kế đã phát triển các phương pháp số và phần mềm khác nhau để xác định lực cản thủy lực. Hãy bắt đầu từ thủ công sang tự động.

Các công thức tính toán lực cản thủy lực gần đúng.

Công thức gần đúng sau được sử dụng để xác định tổn thất ma sát cụ thể trong đường ống:

R = 5104 v1,9 / d1,32 Pa / m;

Ở đây, sự phụ thuộc gần như bậc hai vào tốc độ chuyển động của chất lỏng trong đường ống vẫn còn. Công thức này hợp lệ cho tốc độ 0,1-1,25 m / s.

Nếu bạn biết tốc độ dòng chảy của chất làm mát, thì có một công thức gần đúng để xác định đường kính trong của ống:

d = 0,75√G mm;

Sau khi nhận được kết quả, bạn phải sử dụng bảng sau để có được đường kính danh nghĩa:

Công sức nhất sẽ là tính toán các điện trở cục bộ trong các phụ kiện, van và các thiết bị gia nhiệt. Trước đó tôi đã đề cập đến các hệ số trở lực cục bộ ξ, sự lựa chọn của chúng được thực hiện theo các bảng tham chiếu. Nếu mọi thứ rõ ràng với các góc cua và van chặn, thì việc lựa chọn KMS cho tees sẽ biến thành một cuộc phiêu lưu toàn bộ. Để làm rõ hơn những gì tôi đang nói, hãy xem bức ảnh sau:

Hình ảnh cho thấy chúng ta có 4 loại tees, mỗi loại sẽ có CCM kháng cục bộ riêng. Khó khăn ở đây sẽ nằm ở việc lựa chọn chính xác hướng của dòng nước làm mát. Đối với những người thực sự cần nó, tôi sẽ đưa ra đây một bảng với các công thức từ cuốn sách của O.D. Samarina "Tính toán thủy lực của hệ thống kỹ thuật":

Các công thức này có thể được chuyển sang MathCAD hoặc bất kỳ chương trình nào khác và tính toán CMC với sai số lên đến 10%. Các công thức này có thể áp dụng cho vận tốc dòng nước làm mát từ 0,1 đến 1,25 m / s và cho các đường ống có đường kính danh nghĩa lên đến 50 mm. Các công thức như vậy khá thích hợp để sưởi ấm các ngôi nhà nhỏ và nhà riêng. Bây giờ chúng ta hãy xem xét một số giải pháp phần mềm.

Các chương trình tính toán sức cản thủy lực trong hệ thống sưởi.

Bây giờ trên Internet, bạn có thể tìm thấy nhiều chương trình khác nhau để tính toán sưởi ấm, trả phí và miễn phí. Rõ ràng là các chương trình trả phí có nhiều chức năng mạnh mẽ hơn các chương trình miễn phí và cho phép bạn giải quyết nhiều nhiệm vụ hơn. Thật hợp lý khi có được những chương trình như vậy dành cho các kỹ sư thiết kế chuyên nghiệp. Đối với những người cư sĩ muốn tính toán độc lập hệ thống sưởi ấm trong nhà của mình, các chương trình miễn phí sẽ là đủ. Dưới đây là danh sách các sản phẩm phần mềm phổ biến nhất:

• Valtec.PRG là một chương trình miễn phí để tính toán hệ thống sưởi và cung cấp nước. Có khả năng tính toán sàn ấm và thậm chí cả tường ấm
• HERZ là một gia đình toàn bộ của các chương trình. Chúng có thể được sử dụng để tính toán cả hệ thống sưởi ấm một đường ống và hai đường ống. Chương trình có một trình bày đồ họa thuận tiện và khả năng chia thành các sơ đồ tầng. Có khả năng tính toán tổn thất nhiệt
• Stream là một sự phát triển trong nước, là một hệ thống CAD tích hợp có thể thiết kế các mạng kỹ thuật ở bất kỳ mức độ phức tạp nào. Không giống như những chương trình trước, Stream là một chương trình trả phí. Vì vậy, một người đàn ông bình thường trên đường phố khó có thể sử dụng nó. Nó được dành cho các chuyên gia.

Có một số giải pháp khác. Chủ yếu là từ các nhà sản xuất ống và phụ kiện. Các nhà sản xuất trau dồi các chương trình tính toán cho vật liệu của họ và do đó, ở một mức độ nào đó, buộc họ phải mua vật liệu của họ. Đây là một mưu đồ tiếp thị như vậy và không có gì sai với nó.

Phân loại đường ống dẫn khí đốt

Đường ống dẫn khí hiện đại là một hệ thống tổng thể các công trình phức hợp được thiết kế để vận chuyển nhiên liệu dễ cháy từ nơi sản xuất đến người tiêu dùng. Do đó, theo mục đích dự định của họ, chúng là:

• Thân cây - để vận chuyển trên một quãng đường dài từ các điểm khai thác đến các điểm đến.
• Địa phương - để thu gom, phân phối và cung cấp khí đốt cho các đối tượng định cư và doanh nghiệp.

Các trạm máy nén đang được xây dựng dọc theo các tuyến đường chính, cần thiết để duy trì áp suất làm việc trong đường ống và cung cấp khí đến các điểm chỉ định cho người tiêu dùng với khối lượng cần thiết, đã được tính toán trước. Trong đó, khí được tinh chế, làm khô, nén và làm mát, sau đó được đưa trở lại đường ống dẫn khí dưới một áp suất nhất định cần thiết cho một đoạn nhiên liệu nhất định.

Các đường ống dẫn khí đốt địa phương nằm trong các khu định cư được phân loại:

• Theo loại khí - hydrocacbon tự nhiên, hóa lỏng, hỗn hợp, v.v. có thể được vận chuyển.
• Theo áp suất - ở các phần khác nhau của khí có áp suất thấp, trung bình và cao.
• Theo vị trí - ngoài trời (đường phố) và trong nhà, trên mặt đất và dưới lòng đất.

Tính toán thủy lực của hệ thống sưởi 2 ống

• Tính toán thủy lực của hệ thống sưởi, có tính đến đường ống
• Một ví dụ về tính toán thủy lực cho hệ thống sưởi ấm trọng trường hai ống

Tại sao bạn cần tính toán thủy lực của hệ thống sưởi hai đường ống Mỗi công trình là riêng lẻ. Về vấn đề này, việc gia nhiệt với việc xác định lượng nhiệt sẽ là riêng lẻ. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng tính toán thủy lực, trong khi chương trình và bảng tính toán có thể tạo điều kiện thuận lợi cho công việc.

Việc tính toán hệ thống sưởi ấm cho ngôi nhà bắt đầu bằng việc lựa chọn nhiên liệu, dựa trên nhu cầu và đặc điểm của cơ sở hạ tầng của khu vực có ngôi nhà.

Mục đích của tính toán thủy lực, chương trình và bảng của nó trên mạng, như sau:

• xác định số lượng thiết bị sưởi ấm cần thiết;
• tính toán đường kính và số lượng đường ống;
• xác định khả năng mất nhiệt.

Tất cả các tính toán phải được thực hiện theo sơ đồ sưởi ấm với tất cả các phần tử có trong hệ thống. Một sơ đồ và bảng tương tự phải được biên dịch trước đó. Để thực hiện một phép tính thủy lực, bạn sẽ cần một chương trình, một bảng axonometric và các công thức.

Hệ thống sưởi hai ống của một ngôi nhà riêng với hệ thống dây điện thấp hơn.

Một vòng tải nhiều hơn của đường ống được lấy làm đối tượng thiết kế, sau đó mặt cắt ngang cần thiết của đường ống, tổn thất áp suất có thể có của toàn bộ mạch sưởi và diện tích bề mặt tối ưu của bộ tản nhiệt được xác định.

Thực hiện phép tính như vậy, trong đó bảng và chương trình được sử dụng, có thể tạo ra một bức tranh rõ ràng với sự phân bố của tất cả các điện trở tồn tại trong mạch sưởi ấm và cũng cho phép bạn có được các thông số chính xác về chế độ nhiệt độ, lượng nước tiêu thụ trong mỗi phần của sưởi ấm.

Do đó, việc tính toán thủy lực sẽ xây dựng phương án sưởi ấm tối ưu nhất cho chính ngôi nhà của bạn. Đừng chỉ dựa vào trực giác của bạn. Bảng và chương trình tính toán sẽ đơn giản hóa quá trình.

Các mặt hàng bạn cần:

Tính toán thủy lực là gì và tại sao nó lại cần thiết?

Tính toán thủy lực (sau đây gọi là GR) là một thuật toán toán học, kết quả là chúng ta thu được đường kính ống yêu cầu trong hệ thống này (có nghĩa là đường kính trong). Ngoài ra, sẽ rõ ràng chúng ta cần sử dụng máy bơm tuần hoàn nào - đầu và tốc độ dòng chảy của máy bơm được xác định. Tất cả những điều này sẽ làm cho hệ thống sưởi ấm tối ưu về mặt kinh tế. Nó được tạo ra trên cơ sở các định luật thủy lực - một phần vật lý đặc biệt dành cho chuyển động và cân bằng trong chất lỏng.

Các phương trình cơ bản để tính toán thủy lực của một đường ống dẫn khí

Để tính toán chuyển động của khí qua các đường ống, các giá trị của đường kính ống, tiêu hao nhiên liệu và tổn thất đầu được lấy. Nó được tính toán tùy thuộc vào bản chất của chuyển động. Với laminar - các phép tính được thực hiện toán học nghiêm ngặt theo công thức:

Р1 - Р2 = ∆Р = (32 * μ * ω * L) / D2 kg / m2 (20), trong đó:

• ∆Р - kgm2, tổn thất đầu do ma sát;
• ω - m / giây, tốc độ nhiên liệu;
• D - m, đường kính ống dẫn;
• L - m, chiều dài đường ống;
• μ - kg giây / m2, độ nhớt của chất lỏng.

Trong chuyển động hỗn loạn, không thể áp dụng các tính toán toán học chính xác do tính chất hỗn loạn của chuyển động. Do đó, các hệ số xác định bằng thực nghiệm được sử dụng.

Tính theo công thức:

Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21), trong đó:

• Р1 и Р2 - áp suất đầu và cuối đường ống, kg / m2;
• λ - hệ số trở lực không thứ nguyên;
• ω - m / giây, vận tốc khí trung bình trên đoạn ống;
• ρ - kg / m3, khối lượng riêng của nhiên liệu;
• D - m, đường kính ống;
• g - m / giây, gia tốc trọng trường.

Video: Cơ bản về tính toán thủy lực đường ống dẫn khí

Lựa chọn câu hỏi

• Mikhail, Lipetsk - Dùng lưỡi cắt kim loại nào?
• Ivan, Moscow - GOST của thép tấm cuộn là bao nhiêu?
• Maxim, Tver - Giá đỡ nào để lưu trữ kim loại cuộn tốt hơn?
• Vladimir, Novosibirsk - Xử lý kim loại bằng sóng siêu âm mà không sử dụng các chất mài mòn có nghĩa là gì?
• Valery, Moscow - Làm thế nào để rèn một con dao từ ổ trục bằng chính đôi tay của bạn?
• Stanislav, Voronezh - Thiết bị nào được sử dụng để sản xuất ống dẫn khí bằng thép mạ kẽm?

Cân bằng thủy lực

Việc cân bằng giảm áp suất trong hệ thống sưởi được thực hiện bằng các van điều khiển và đóng ngắt.

Cân bằng thủy lực của hệ thống dựa trên:

• tải trọng thiết kế (tốc độ dòng chảy của chất làm mát);
• dữ liệu điện trở động từ các nhà sản xuất ống;
• số lượng điện trở cục bộ trong khu vực được xem xét;
• đặc tính kỹ thuật của phụ tùng.

Các đặc tính cài đặt - giảm áp suất, siết chặt, công suất dòng chảy - được thiết lập cho mỗi van. Theo họ, hệ số của lưu lượng chất làm mát vào mỗi riser được xác định, và sau đó vào mỗi thiết bị.

Tổn thất áp suất tỷ lệ thuận với bình phương của tốc độ dòng nước làm mát và được đo bằng kg / h, trong đó

S là tích của áp suất riêng động, tính bằng Pa / (kg / h), và hệ số giảm đối với các điện trở cục bộ của mặt cắt (ξpr).

Hệ số giảm ξпр là tổng của tất cả các điện trở của hệ thống cục bộ.

Tại sao cần tính toán đường ống dẫn khí

Xuyên suốt tất cả các phần của đường ống dẫn khí, các tính toán được thực hiện để xác định những nơi có khả năng xuất hiện điện trở trong đường ống, làm thay đổi tốc độ phân phối nhiên liệu.

Nếu tất cả các tính toán được thực hiện một cách chính xác, thì thiết bị phù hợp nhất có thể được lựa chọn và có thể tạo ra một thiết kế toàn bộ hệ thống khí tiết kiệm và hiệu quả.

Điều này sẽ giúp bạn tiết kiệm khỏi các chỉ số không cần thiết, được đánh giá quá cao trong quá trình vận hành và chi phí xây dựng, có thể là trong quá trình lập kế hoạch và lắp đặt hệ thống mà không tính toán thủy lực của đường ống dẫn khí.

Có cơ hội tốt hơn để lựa chọn kích thước mong muốn trong vật liệu mặt cắt và đường ống để cung cấp nhiên liệu xanh hiệu quả, nhanh chóng và ổn định hơn đến các điểm quy hoạch của hệ thống đường ống dẫn khí.

Chế độ vận hành tối ưu của toàn bộ đường ống dẫn khí được đảm bảo.

Các chủ đầu tư nhận được lợi ích tài chính trong khi tiết kiệm mua thiết bị kỹ thuật và vật liệu xây dựng.

Tính toán chính xác của đường ống dẫn khí được thực hiện, có tính đến mức tiêu thụ nhiên liệu tối đa trong thời gian tiêu thụ khối lượng lớn. Tất cả các nhu cầu công nghiệp, thành phố, hộ gia đình cá nhân đều được tính đến.

Tổng quan về chương trình

Để thuận tiện cho việc tính toán, các chương trình tính toán thủy lực nghiệp dư và chuyên nghiệp được sử dụng.

Phổ biến nhất là Excel.

Bạn có thể sử dụng tính toán trực tuyến trong Excel Online, CombiMix 1.0 hoặc máy tính tính toán thủy lực trực tuyến. Chương trình tĩnh được chọn có tính đến các yêu cầu của dự án.

Khó khăn chính khi làm việc với các chương trình như vậy là thiếu kiến ​​thức về những điều cơ bản về thủy lực. Trong một số chúng, không có giải mã công thức, các tính năng phân nhánh của đường ống và tính toán điện trở trong các mạch phức tạp không được xem xét.

• HERZ C.O. 3.5 - tính toán sử dụng phương pháp tổn thất áp suất tuyến tính cụ thể.
• DanfossCO và OvertopCO - có thể đếm các hệ thống tuần hoàn tự nhiên.
• "Dòng chảy" (Potok) - cho phép bạn áp dụng phương pháp tính toán với sự chênh lệch nhiệt độ thay đổi (trượt) trên các bậc thang.

Cần phải làm rõ các thông số để nhập dữ liệu về nhiệt độ - tính bằng Kelvin / độ C.

Tính thể tích của nước và dung tích của bình giãn nở

Thể tích của bình giãn nở phải bằng 1/10 tổng thể tích của chất lỏng
Để tính toán các đặc tính hoạt động của bình giãn nở, điều này bắt buộc đối với bất kỳ hệ thống sưởi ấm kiểu kín nào, bạn sẽ cần phải xử lý hiện tượng tăng thể tích chất lỏng trong đó. Chỉ số này được đánh giá có tính đến những thay đổi trong các đặc tính hoạt động cơ bản, bao gồm cả sự dao động về nhiệt độ của nó. Trong trường hợp này, nó thay đổi trong một phạm vi rất rộng - từ phòng +20 độ và lên đến các giá trị hoạt động trong khoảng 50-80 độ.

Bạn sẽ có thể tính được thể tích của bình giãn nở mà không gặp những vấn đề không cần thiết nếu bạn sử dụng một ước tính sơ bộ đã được chứng minh trong thực tế. Dựa trên kinh nghiệm vận hành thiết bị, theo đó thể tích của bình giãn nở xấp xỉ 1/10 tổng lượng chất làm mát lưu thông trong hệ thống.

Trong trường hợp này, tất cả các yếu tố của nó đều được tính đến, bao gồm cả bộ tản nhiệt làm nóng (pin), cũng như áo nước của bộ nồi hơi.Để xác định giá trị chính xác của chỉ số mong muốn, bạn sẽ cần lấy hộ chiếu của thiết bị đang sử dụng và tìm trong đó các mục liên quan đến dung lượng của pin và bình làm việc của lò hơi

Sau khi xác định chúng, không khó để tìm ra dung dịch làm mát dư thừa trong hệ thống. Đối với điều này, diện tích mặt cắt ngang của ống polypropylene được tính toán đầu tiên, sau đó giá trị kết quả được nhân với chiều dài của đường ống. Sau khi tổng hợp cho tất cả các nhánh của hệ thống sưởi, các số của bộ tản nhiệt và lò hơi lấy từ hộ chiếu sẽ được thêm vào chúng. Một phần mười sau đó được tính từ tổng số.

Tính toán các thông số của chất làm mát

Lượng chất làm mát trong 1 m ống, tùy thuộc vào đường kính
Tính toán chất làm mát được giảm xuống để xác định các chỉ số sau:

• tốc độ chuyển động của các khối nước qua đường ống với các thông số xác định;
• nhiệt độ trung bình của chúng;
• tiêu thụ phương tiện liên quan đến yêu cầu hiệu suất của thiết bị sưởi ấm.

Các công thức đã biết để tính toán các thông số của chất làm mát (có tính đến thủy lực) khá phức tạp và bất tiện trong sử dụng thực tế. Máy tính trực tuyến sử dụng phương pháp đơn giản hóa cho phép bạn nhận được kết quả với sai số chấp nhận được cho phương pháp này.

Tuy nhiên, trước khi bắt đầu lắp đặt, điều quan trọng là phải lo lắng về việc mua một máy bơm có các chỉ số không thấp hơn chỉ số được tính toán. Chỉ trong trường hợp này, mới có thể tin tưởng rằng các yêu cầu đối với hệ thống theo tiêu chí này được đáp ứng đầy đủ và hệ thống có khả năng sưởi ấm phòng đến nhiệt độ dễ chịu.

Tính toán thủy lực của một đường ống composite đơn giản

,

Các tính toán của đường ống đơn giản được rút gọn thành ba nhiệm vụ điển hình: xác định đầu (hoặc áp suất), tốc độ dòng chảy và đường kính của đường ống. Hơn nữa, phương pháp giải các bài toán này cho một đường ống đơn giản có mặt cắt ngang không đổi được xem xét.

Vấn đề 1

... Cho trước: kích thước của đường ống và

sự thô ráp của những bức tường của nó

, đặc tính chất lỏng

, tốc độ dòng chất lỏng Q.
Xác định phần đầu cần thiết H (một trong những giá trị tạo nên phần đầu).

Phán quyết

... Phương trình Bernoulli được biên soạn cho dòng chảy của một hệ thống thủy lực nhất định. Các phần kiểm soát được chỉ định. Mặt phẳng tham chiếu được chọn
Z(0.0)
, các điều kiện ban đầu được phân tích. Phương trình Bernoulli được biên soạn có tính đến các điều kiện ban đầu. Từ phương trình Bernoulli, chúng ta thu được công thức thiết kế kiểu ٭. Phương trình được giải theo H. Số Reynolds Re được xác định và chế độ chuyển động được thiết lập. Giá trị được tìm thấy

tùy thuộc vào chế độ lái xe. H và giá trị mong muốn được tính toán.
Mục tiêu 2.

Cho trước: kích thước của đường ống và

, sự thô ráp của những bức tường của nó

, đặc tính chất lỏng

, đầu N. Xác định tốc độ dòng chảy Q.
Phán quyết.

Phương trình Bernoulli được biên soạn có tính đến các khuyến nghị được đưa ra trước đó. Phương trình được giải theo giá trị tìm kiếm Q. Công thức kết quả chứa một hệ số chưa biết

tùy thuộc vào Re. Vị trí trực tiếp

Trong các điều kiện của bài toán này, rất khó, vì đối với một Q chưa biết, Re không thể được thiết lập trước. Do đó, lời giải tiếp theo của bài toán được thực hiện bằng phương pháp xấp xỉ liên tiếp.

1. xấp xỉ: Re → ∞

, Chúng tôi xác định

2 xấp xỉ:

, chúng ta tìm thấy
λII(ReII,ΔHở)
và xác định

Tìm lỗi tương đối

... Nếu một

, sau đó giải pháp kết thúc (đối với các vấn đề giáo dục

). Nếu không, lời giải được đáp ứng trong xấp xỉ thứ ba.

Mục tiêu 3.

Cho trước: kích thước của đường ống (trừ đường kính d), độ nhám của thành ống

, đặc tính chất lỏng

, đầu Н, tốc độ dòng chảy Q. Xác định đường kính của đường ống.
Phán quyết

... Khi giải quyết vấn đề này, khó khăn nảy sinh với việc xác định trực tiếp giá trị

tương tự như vấn đề của loại thứ hai. Do đó, nên đưa ra quyết định bằng phương pháp phân tích đồ thị. Một số đường kính được chỉ định

.Cho tất cả mọi người

giá trị tương ứng của đầu H được tìm thấy ở tốc độ dòng chảy Q cho trước (bài toán của loại đầu tiên được giải n lần). Dựa trên kết quả của các phép tính, một biểu đồ được xây dựng

... Đường kính yêu cầu d được xác định theo đồ thị, ứng với giá trị cho trước của áp suất H.

Bố cục ngang và dọc

Hệ thống sưởi ấm như vậy được chia thành các sơ đồ ngang và dọc theo vị trí của đường ống kết nối tất cả các thiết bị và thiết bị thành một tổng thể.

Mạch gia nhiệt thẳng đứng khác với các mạch khác ở chỗ trong trường hợp này tất cả các thiết bị cần thiết đều được kết nối với một ống nâng thẳng đứng.

Mặc dù việc tổng hợp của nó cuối cùng sẽ đắt hơn một chút, nhưng hoạt động ổn định sẽ không bị cản trở bởi tình trạng trì trệ không khí và tắc đường. Giải pháp này phù hợp nhất cho các chủ sở hữu căn hộ trong một tòa nhà có nhiều tầng, vì tất cả các tầng riêng lẻ được kết nối riêng biệt.

Hệ thống sưởi hai ống với mạch ngang là lựa chọn hoàn hảo cho tòa nhà dân dụng một tầng có chiều dài tương đối, trong đó việc kết nối tất cả các ngăn tản nhiệt có sẵn với một đường ống ngang sẽ dễ dàng và hợp lý hơn.

Cả hai loại mạch hệ thống sưởi đều tự hào có độ ổn định nhiệt độ và thủy lực tuyệt vời, chỉ trong tình huống đầu tiên, trong mọi trường hợp, cần phải hiệu chỉnh các ống nâng nằm theo chiều dọc và ở các vòng thứ hai - theo chiều ngang.

Các loại hệ thống sưởi

Các nhiệm vụ kỹ thuật thuộc loại này rất phức tạp do có rất nhiều hệ thống sưởi ấm, cả về quy mô và cấu hình. Có một số loại thay đổi nhiệt độ, mỗi loại có luật riêng:

1. Hệ thống hai ống cụt - phiên bản phổ biến nhất của thiết bị, rất thích hợp để tổ chức cả mạch sưởi trung tâm và riêng lẻ.

Hệ thống sưởi hai ống cụt

2. Hệ thống một ống hoặc "Leningradka" Đây được coi là cách tốt nhất để xây dựng các tổ hợp sưởi ấm dân dụng với công suất nhiệt lên đến 30–35 kW.

Hệ thống sưởi một đường ống với tuần hoàn cưỡng bức: 1 - lò hơi gia nhiệt; 2 - nhóm bảo mật; 3 - bộ tản nhiệt gia nhiệt; 4 - Cần trục Mayevsky; 5 - thùng giãn nở; 6 - bơm tuần hoàn; 7 - cống

3. Hệ thống ống đôi kiểu đi qua - kiểu tách rời các mạch gia nhiệt sử dụng nhiều vật liệu nhất, được phân biệt bằng độ ổn định hoạt động cao nhất được biết đến và chất lượng phân phối của chất làm mát.

Hệ thống sưởi ấm liên kết hai đường ống (vòng lặp Tichelman)

4. Bố cục chùm về nhiều khía cạnh, nó tương tự như đi xe hai ống, nhưng đồng thời tất cả các điều khiển của hệ thống được đưa về một điểm - đến cụm ống góp.

Mạch gia nhiệt bức xạ: 1 - nồi hơi; 2 - thùng giãn nở; 3 - ống góp cấp liệu; 4 - bộ tản nhiệt gia nhiệt; 5 - ống góp trở về; 6 - bơm tuần hoàn

Trước khi chuyển sang phần áp dụng của các tính toán, có một số lưu ý quan trọng cần thực hiện. Trước hết, bạn cần biết rằng chìa khóa để tính toán chất lượng cao nằm ở việc hiểu các nguyên tắc hoạt động của hệ thống chất lỏng ở mức độ trực quan. Nếu không có điều này, việc xem xét từng giải pháp riêng lẻ sẽ trở thành sự đan xen của các phép tính toán học phức tạp. Thứ hai là thực tế không thể trình bày nhiều hơn các khái niệm cơ bản trong khuôn khổ của một bài đánh giá; để có giải thích chi tiết hơn, tốt hơn nên tham khảo các tài liệu như vậy về tính toán hệ thống sưởi ấm:

• V. Pyrkov “Điều chỉnh thủy lực của hệ thống sưởi và làm mát. Lý thuyết và Thực hành "Tái bản lần thứ 2, 2010
• R. Jaushovets “Thủy lực - trái tim của việc đun nước”.
• Sách hướng dẫn về thủy lực trong phòng nồi hơi của De Dietrich.
• A. Savelyev “Sưởi ấm ở nhà. Tính toán và lắp đặt hệ thống ”.

Xác định tổn thất áp suất trong đường ống

Khả năng chịu tổn thất áp suất trong mạch mà chất làm mát lưu thông qua đó được xác định là tổng giá trị của chúng đối với tất cả các thành phần riêng lẻ. Sau này bao gồm:

• tổn hao trong mạch sơ cấp, ký hiệu là ∆Plk;
• chi phí cục bộ của chất mang nhiệt (∆Plm);
• giảm áp suất trong các khu vực đặc biệt được gọi là "máy phát nhiệt" dưới ký hiệu ∆Ptg;
• tổn thất bên trong hệ thống trao đổi nhiệt tích hợp ∆Pto.

Sau khi cộng các giá trị này, ta thu được chỉ số mong muốn, đặc trưng cho tổng lực cản thủy lực của hệ ∆Pco.

Ngoài phương pháp tổng quát này, còn có các phương pháp khác để xác định tổn thất đầu trong ống polypropylene. Một trong số đó dựa trên sự so sánh của hai chỉ số gắn với điểm đầu và điểm cuối của đường ống. Trong trường hợp này, tổn thất áp suất có thể được tính bằng cách đơn giản trừ đi các giá trị ban đầu và cuối cùng của nó, được xác định bởi hai đồng hồ đo áp suất.

Một lựa chọn khác để tính toán chỉ số mong muốn dựa trên việc sử dụng một công thức phức tạp hơn có tính đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của dòng nhiệt. Tỷ lệ sau đây chủ yếu tính đến sự mất mát của đầu chất lỏng do chiều dài của đường ống.

• h - tổn thất đầu chất lỏng, trong trường hợp đang nghiên cứu được đo bằng mét.
• λ - hệ số cản thủy lực (hoặc ma sát), xác định bằng các phương pháp tính toán khác.
• L là tổng chiều dài của đường ống phục vụ, được đo bằng mét.
• D là kích thước tiêu chuẩn bên trong của đường ống, xác định thể tích của dòng nước làm mát.
• V là tốc độ dòng chất lỏng, được đo bằng đơn vị tiêu chuẩn (mét trên giây).
• Ký hiệu g là gia tốc trọng trường, bằng 9,81 m / s2.

Tổn thất áp suất xảy ra do ma sát của chất lỏng với bề mặt bên trong của đường ống

Tổn thất do hệ số ma sát thủy lực cao gây ra rất được quan tâm. Nó phụ thuộc vào độ nhám của các bề mặt bên trong ống. Các tỷ lệ được sử dụng trong trường hợp này chỉ có giá trị đối với các phôi ống tròn tiêu chuẩn. Công thức cuối cùng để tìm chúng trông giống như sau:

• V là tốc độ chuyển động của các khối nước, tính bằng mét / giây.
• D là đường kính trong xác định không gian trống cho chuyển động của chất làm mát.
• Hệ số ở mẫu số cho biết độ nhớt động học của chất lỏng.

Chỉ số cuối cùng đề cập đến các giá trị không đổi và được tìm thấy trong các bảng đặc biệt, được xuất bản với số lượng lớn trên Internet.

Tính toán thủy lực của hệ thống đun nước

Chất làm mát lưu thông qua hệ thống dưới áp suất không phải là một giá trị cố định. Nó giảm do sự hiện diện của lực ma sát của nước với thành ống, lực cản trên các phụ tùng và phụ kiện của đường ống. Chủ nhà cũng thực hiện phần việc của mình bằng cách điều chỉnh sự phân bố nhiệt cho các phòng riêng lẻ.

Áp suất tăng nếu nhiệt độ làm nóng của chất làm mát tăng và ngược lại - giảm xuống khi nó giảm.

Để tránh làm mất cân bằng hệ thống sưởi, cần tạo điều kiện cung cấp càng nhiều chất làm mát cho mỗi bộ tản nhiệt càng tốt để duy trì nhiệt độ cài đặt và bổ sung lượng nhiệt thất thoát không thể tránh khỏi.

Mục đích chính của tính toán thủy lực là để phù hợp với chi phí mạng ước tính với chi phí vận hành hoặc thực tế.

Ở giai đoạn thiết kế này, những điều sau được xác định:

• đường kính của ống và thông lượng của chúng;
• tổn thất áp suất cục bộ trong các phần riêng lẻ của hệ thống sưởi;
• yêu cầu cân bằng thủy lực;
• tổn thất áp suất trên toàn hệ thống (chung);
• tốc độ dòng chảy tối ưu của chất làm mát.

Để sản xuất một tính toán thủy lực, cần phải chuẩn bị một số:

1. Thu thập dữ liệu cơ sở và sắp xếp chúng.
2. Chọn một phương pháp tính toán.

Trước hết, nhà thiết kế nghiên cứu các thông số kỹ thuật nhiệt của cơ sở và thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt. Kết quả là anh ta có thông tin về lượng nhiệt cần thiết cho mỗi phòng. Sau đó, các thiết bị sưởi ấm và nguồn nhiệt được chọn.

Biểu diễn sơ đồ của hệ thống sưởi ấm trong nhà riêng

Ở giai đoạn phát triển, một quyết định được đưa ra về loại hệ thống sưởi ấm và các tính năng của hệ thống cân bằng, đường ống và phụ kiện được lựa chọn. Sau khi hoàn thành, một sơ đồ nối dây axonometric được vẽ lên, sơ đồ mặt bằng được phát triển chỉ ra:

• bộ tản nhiệt điện;
• tiêu thụ chất làm mát;
• vị trí của thiết bị sưởi ấm, v.v.

Tất cả các phần của hệ thống, các điểm nút được đánh dấu, tính toán và chiều dài của các vòng được áp dụng cho bản vẽ.

Tính toán thủy lực của ống dẫn nhiệt

Thủy lực được tính toán một cách thành thạo cho phép phân phối chính xác đường kính ống trong toàn hệ thống

Tính toán thủy lực của hệ thống sưởi thường phụ thuộc vào việc lựa chọn đường kính của các đường ống được đặt trong các phần riêng biệt của mạng lưới. Khi tiến hành, các yếu tố sau đây phải được tính đến:

• giá trị của áp suất và sự khác biệt của nó trong đường ống ở một tốc độ lưu thông nhất định của chất làm mát;
• chi phí ước tính của nó;
• kích thước điển hình của các sản phẩm ống được sử dụng.

Khi tính toán các thông số đầu tiên, điều quan trọng là phải tính đến công suất của thiết bị bơm. Nó phải đủ để vượt qua sức cản thủy lực của các mạch gia nhiệt. Trong trường hợp này, tổng chiều dài của ống polypropylene có tầm quan trọng quyết định, khi tăng tổng lực cản thủy lực của toàn bộ hệ thống.

Dựa trên kết quả tính toán, các chỉ số được xác định là cần thiết cho việc lắp đặt hệ thống sưởi tiếp theo và đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn hiện hành.

Trong trường hợp này, tổng chiều dài của ống polypropylene có tầm quan trọng quyết định, khi tăng tổng lực cản thủy lực của toàn bộ hệ thống. Dựa trên kết quả tính toán, các chỉ số cần thiết cho việc lắp đặt hệ thống sưởi tiếp theo và đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn hiện hành được xác định.

Tính toán thủy lực là gì

Đây là giai đoạn thứ ba trong quá trình tạo ra một mạng lưới sưởi ấm. Nó là một hệ thống tính toán cho phép bạn xác định:

Theo dữ liệu thu được, việc lựa chọn máy bơm được thực hiện.

Đối với nhà ở theo mùa, trong trường hợp không có điện, một hệ thống sưởi ấm với sự lưu thông tự nhiên của chất làm mát là phù hợp (liên kết để xem xét).

Nhiệm vụ phức tạp - giảm thiểu chi phí:

1. vốn - lắp đặt các đường ống có đường kính và chất lượng tối ưu;
2. hoạt động:
3. sự phụ thuộc của năng lượng tiêu thụ vào lực cản thủy lực của hệ thống;
4. độ ổn định và độ tin cậy;
5. không ồn ào.

Thay thế chế độ sưởi ấm tập trung bằng một chế độ riêng lẻ sẽ đơn giản hóa phương pháp tính toán

Đối với chế độ ngoại tuyến, có 4 phương pháp có thể áp dụng tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm:

1. tổn thất riêng (tiêu chuẩn tính toán đường kính ống);
2. theo độ dài giảm xuống một tương đương;
3. theo các đặc điểm của độ dẫn điện và điện trở;
4. so sánh các áp suất động.

Hai phương pháp đầu tiên được sử dụng với sự giảm nhiệt độ không đổi trong mạng.

Hai cách cuối cùng sẽ giúp phân phối nước nóng qua các vòng của hệ thống nếu sự chênh lệch nhiệt độ trong mạng không còn tương ứng với sự khác biệt trong các ống nâng / nhánh.