Задача 4. Гидрав ическийл расчет системы отопления

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 6
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Выполнить гидравлический расчет основного циркуляционного кольца вертикальной однотрубной проточной системы отопления с верхней разводкой для трехэтажного жилого здания, в качестве отопительных приборов используются конвекторы «Универсал».

Исходные данные. Схема системы отопления в аксонометрической проекции – рис.4. Геометрические размеры трубопроводов – табл. 18; значения располагаемого давления и тепловой нагрузки – табл.19.

 

Таблица 18 - Геометрические размеры трубопроводов

 

     

Последняя цифра шифра зачетной книжки

      
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
l, м 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2
h, м 2,9 3,0 3,1 3,1 3,0 2,9 2,8 2,8 2,9 3,0

 

Таблица 19 - Значения располагаемого давления и тепловой нагрузки

 

   

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки

    
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Р, кПа 4,0 4,5 5, 0 5,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 6,0
Q, Вт 650 700 750 800 850 650 700 750 800 850

 

Во всех вариантах в качестве теплоносителя используется вода с параметрами 95/70 oC. Таблица 20 содержит данные для гидравлического расчета, а коэффициенты местных сопротивлений () приведены в таблице 21.

 

 

 


Рисунок 4 - Схема системы отопления в аксонометрической проекции

 

Таблица 20 – Данные для гидравлического расчета систем отопления трубопроводов водяного отопления при перепадах температуры воды в системе 95-70 °С, 105-70 °С

 

R,

Па/м

 

Количество G, кг/ч (верхняя строка) и скорость движения воды, v, м/с (нижняя строка), проходящей по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным

условным проходом, d, мм
10 15 20 25 32 40 50

1

 

 4,1 10,0 34,0 82,0 147 199 403
0,009 0,015 0,027 0,04 0,041 0,043 0,052

2

 

 8,1 20,0 60,9 102 204 294 592
0,018 0,029 0,049 0,05 0,057 0,063 0,076

3

 

 12,2 30,0 69,7 118 256 368 739
0,028 0,044 0,056 0,058 0,071 0,079 0,095

4

 

 16,2 39,2 75,9 139 300 431 865
0,037 0,057 0,061 0,068 0,084 0,092 0,111

5

 

 20,3 43,3 80,3 158 339 486 974
0,046 0,046 0,064 0,077 0,095 0,104 0,125

6

 

 24,3 46,0 88,6 174 374 537 1076
0,056 0,067 0,071 0,085 0,105 0,115 0,138

7

 

 28,4 48,8 96,6 189 408 584 1169
0,064 0,071 0,077 0,093 0,114 0,125 0,150

8

 

 31,1 50,8 104 204 438 628 1256
0,071 0,074 0,083 0,100 0,122 0,135 0,161

9

 

 32,4 52,9 111 218 467 670 1338
0,074 0,077 0,089 0,107 0,130 0,143 0,171

10

 

 34,2 56,9 118 230 495 709 1416
0,078 0,080 0,094 0,113 0,138 0,152 0,181

12

 

 36,4 56,9 130 254 545 780 1558
0,083 0,083 0,104 0,125 0,152 0,167 0,200

14

 

 38,6 62,1 142 276 592 848 1691
0,088 0,091 0,113 0,135 0,165 0,182 0,217

16

 

 40,4 66,8 152 297 636 910 1815
0,092 0,098 0,122 0,146 0,178 0,195 0,233

18

 

 42,2 71,3 162 317 678 969 1932
0,096 0,104 0,130 0,155 0,189 0,208 0,248

20

 

 43,9 75,6 172 335 717 1025 2042
0,100 0,110 0,138 0,164 0,200 0,219 0,262

24

 

 45,5 83,4 189 369 789 1128 2246
0,103 0,122 0,152 0,181 0,220 0,241 0,288

28

 

 49,6 90,7 206 401 856 1224 2435
0,112 0,132 0,165 0,196 0,239 0,262 0,312

32

 

 53,4 97,6 221 430 919 1313 2611
0,121 0,142 0,177 0,211 0,257 0,281 0,335

36

 

 56,9 104 236 458 978 1396 2777
0,129 0,152 0,189 0,225 0,273 0,299 0,356

Окончание таблицы 20

R,

Па/м

 

Количество G, кг/ч (верхняя строка) и скорость движения воды, v, м/с (нижняя строка), проходящей по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным

условным проходом, d, мм
10 15 20 25 32 40 50

40

 

 60,3 110 249 484 1033 1476 2934
0,137 0,161 0,200 0,237 0,289 0,316 0,376

50

 

 67,9 124 280 544 1160 1656 3920
0,154 0,181 0,224 0,267 0,324 0,355 0,422

60

 

 74,9 136 308 599 1276 1821 3617
0,170 0,199 0,247 0,294 0,356 0,390 0,463

70

 

 81,4 148 335 649 1383 1973 3917
0,185 0,217 0,268 0,318 0,386 0,423 0,502

80

 

 87,5 159 359 696 1482 2115 4197
0,198 0,223 0,288 0,341 0,414 0,453 0,538

90

 

 93,1 169 382 741 1576 2248 4460
0,211 0,248 0,306 0,363 0,440 0,481 0,571

100

 

 98,0 179 404 783 1664 2374 4708
0,223 0,262 0,324 0,384 0,465 0,508 0,603

120

 

 108 197 444 860 1827 2606 5168
0,246 0,288 0,356 0,421 0,510 0,558 0,662

140

 

 117 213 481 931 1979 2822 5593
0,267 0,312 0,385 0,457 0,553 0,604 0,717

 

Таблица 21 - Коэффициенты местных сопротивлений для гидравлического расчета системы отопления

Наименование местного сопротивления    Наименование местного сопротивления    Наименование местного сопротивления   
Конвекторы "Универсал" Проходной   3 Тройники: на проходе     1

Вентиль d = 15 мм d = 20 мм

d = 25-32 мм d = 40 мм d = 50 мм

 

16

10

9

8

7
Конвекторы "Универсал" Концевой 5,4 поворотный на ответвление   1,5
Отвод d = 15 мм d = 20 мм d = 25-32 мм d = 40 мм d = 50 мм   0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 на разделение потока   3 тройник поворотный   3
Задвижка 0,5 на противотоке 3 Кран проходной d = 15 мм d = 20-32 мм   4 2

Пример расчета

По таблицам 18 и 19 определяем исходные данные: l=2,3 м, h=2,9 м,

Р=4,0 кПа, Q=650 Вт. Используя рисунок 4, а также для определения значения скорости, v, м/с, и удельных потерь давления на трение R, Па/м (табл.20), заполняем таблицу 22. Предварительно определяем RСРУД , Па/м, по формуле

(21):

R СР УД  37Па/м.

Таблица 22 - Гидравлический расчет системы отопления

 

Номер участк а Q, Вт G, кг/ч l, м d, мм V, м/c R, Па/м R·l, Па Р ДИН , Па  Z, Па (R·l)+ Z, Па
1 45500 1565 10,7 40 0,336 45 482 55 0,8 44 526
2 26000 894 5,9 32 0,250 31 183 30 3 90 273
3 13000 447 6,9 25 0,220 36 249 23 12 276 525
4 9100 313 4,6 20 0,252 63 290 31 1 31 321
5 5200 179 4,6 20 0,143 22 101 10 2,5 25 126
Стояк 1 5200 179 12,5 20 0,143 22 275 10 25,6 256 531
6 5200 179 4,6 20 0,143 22 101 10 1 10 111
7 9100 313 4,6 25 0,153 18 83 11 1 11 94
8 13000 447 6,9 25 0,220 36 249 23 12 276 525
9 26000 894 6,9 32 0,249 30 207 30 3 90 297
10 45500 1565 1,5 32 0,430 89 134 90 0,8 72 206
 

69,7

  100% 11,6% , условие 5-10% не выполняется,

выполняем перерасчет участка 7.

 

 3535
7 9100 313 4,6 20 0,252 63 290 31 1 31 321
 

 

  100%  5,95% , условие 5-10% выполняется.

 3762
 

Расчет ответвления

  
Стояк 2 3900 134 12,5 20 0,106 13 163 5 28,9 145 308
 

  100%  60% 15%,условие не выполняется,

на стояке 2 устраиваем шайбу

0,25

 1342 d Ш  3,54   8,8мм,

 (768308) 

к установке принимаем шайбу диаметром 9,0 мм.

  

 

Для определения коэффициентов местных сопротивлений на участках используем рисунок 4, таблицу 21 и принятый диаметр. Заполняем таблицу 23.

Таблица 23 - Коэффициенты местных сопротивлений

 

Номер участка Наименование местного сопротивления    Номер участка Наименование местного сопротивления   

1

 

 

 задвижка 0,5

8

 

 вентиль d=25мм 9

отвод d=50мм

 

 0,3

тройник на

противотоке

 

3

 
0,8

2

 

тройник на разделение потока

3

 

 12

9

 

тройник на противотоке

3

 

3

 

тройник на разделение потока

3

 

10

 

 

 отвод d=50мм 0,3

вентиль d=25мм

 9

задвижка

 

 0,5
12 0,8
4 тройник на проходе 1

стояк 2

 

тройник поворотный на ответвление

1,5

 

5

 тройник на проходе 1

воздухосборник

 1,5
2,5

стояк 1

 

 отвод d=20мм 9х0,6 отвод d=20мм 7х0,6
кран проходной d=20мм 2х2 кран проходной d=20мм 2х2

конвектор концевой

 

 3х5,4 конвектор концевой 3х5,4
25,6

тройник

поворотный

 

3

 
6 тройник на проходе 1
7 тройник на проходе 1 28,9

 

 

Задача 5. Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции Выполнить аэродинамический расчет системы естественной вентиляции. Исходные данные. Схема системы естественной вентиляции в аксонометрической проекции – рис.5. Количество удаляемого воздуха – табл.

24, геометрические размеры воздушных каналов – табл.25.

 

Таблица 24 - Количество удаляемого воздуха

 

 

 

    

Последняя цифра шифра зачетной книжки

    
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
L1, м3/ч 90 85 75 90 75 85 90 75 85 90
L2, м3/ч 90 85 75 90 75 85 90 75 85 85
L3, м3/ч 90 85 75 90 75 85 90 75 85 75
L4, м3/ч 50 60 65 60 50 65 65 60 50 65
L5, м3/ч 50 60 65 60 50 65 65 60 50 60
L6, м3/ч 50 60 65 60 50 65 65 60 50 50

 

 

 

 

 


 

Рисунок 5 - Схема системы естественной вентиляции в аксонометрической проекции

 

 

Таблица 25 - Геометрические размеры воздушных каналов

Размеры, м

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки

    
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
l1 1,0 1,5 2,0 2,5 2,5 2,0 1,5 1,0 1,5 2,0
l2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
l3 2,0 2,5 2,0 2,5 2,0 2,5 2,0 2,5 2,0 2,5
l4 4,0 4,5 5,0 5,0 4,5 4,0 4,0 4,5 5,0 5,0
l5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
h1 6,5 6,4 6,3 6,4 6,7 6,5 6,4 6,3 6,4 6,7
h2 3,5 3,5 3,5 3,6 3,8 3,5 3,5 3,5 3,6 3,8
h3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Во всех вариантах вертикальные каналы выполнены из шлакобетона, сборный короб из шлакогипса, устье вытяжной шахты из листовой стали, а температура внутреннего воздуха равна 20 0С. Размеры жалюзийных решеток приведены в таблице 26, размеры прямоугольных каналов приведены в таблице 27, таблица 28 содержит коэффициенты учитывающие шероховатость материалов, а таблица 29 данные для аэродинамического расчета.

Таблица 26 - Размеры жалюзийных решеток

Размеры сторон, мм Площадь живого сечения, м2 Размеры сторон, мм Площадь живого сечения, м2
100 х 100 0,0087 200 х 200 0,0231
150 х 150 0,0130 200 х 250 0,0289
150 х 200 0,0173 200 х 300 0,0346
150 х 250 0,0217 250 х 250 0,0361
150 х 300 0,0260 200 х 350 0,0405

Таблица 27 - Размеры прямоугольных каналов

Размеры сторон, мм Площадь сечения воздуховода, м2 Размеры сторон, мм Площадь сечения воздуховода, м2
100 х 150 0,015 200 х 250 0,05
150 х 150 0,0255 200 х 300 0,06
150 х 200 0,03 200 х 400 0,08
150 х 250 0,0375 250 х 250 0,0625
200 х 200 0,04 250 х 400 0,1

 

Таблица 28 - Поправочные коэффициенты  на потери давления на трение, учитывающие шероховатость материалов воздуховодов

v, м/с Шлакогипсовые плиты Шлакобетонные плиты
0,2 1,04 1,06
0,4 1,08 1,11
1 1,19 1,23
2 1,25 1,35
3 1,32 1,43

Таблица 29 - Расчет круглых стальных воздуховодов

 

 

v2r/2, Па

 

 

 

v, м/с

 

 

Количество проходящего воздуха, м3/ч (верхняя строка) и потери давления на трение, Па/м (нижняя строка)

внутренний диаметр воздуховода, мм
110 140 160 225 315 400 500

 

0,054

 

0,3

 10,2 16,8 21,7 10,0 24,0 136 212
0,02 0,02 0,01 0,01 0,006 0,005 0,004

 

0,096

 

0,4

 13,7 22,1 28,9 57,2 112 181 283
0,04 0,03 0,02 0,02 0,01 0,08 0,006

 

0,150

 

0,5

 17,1 27,7 36,2 71,5 140 226 353
0,06 0,04 0,04 0,02 0,02 0,01 0,009

 

0,215

 

0,6

 20,5 33,2 43,4 85,8 168 271 424
0,08 0,06 0,05 0,03 0,02 0,01 0,01

 

0,294

 

0,7

 23,9 38,8 50,6 100 196 317 401
0,1 0,08 0,06 0,04 0,03 0,02 0,02

 

0,382

 

0,8

 27,3 44 57,9 114 224 362 458
0,13 0,1 0,08 0,05 0,04 0,03 0,02

 

0,490

 

0,9

 30,8 49,8 65,1 129 252 407 515
0,16 0,12 0,1 0,07 0,04 0,03 0,03

 

0,600

 

1,0

 34,2 56,4 72,3 143 280 452 707
0,19 0,14 0,12 0,08 0,05 0,04 0,03

 

0,860

 

1,2

 41 66,5 86,8 172 376 543 848
0,26 0,2 0,17 0,11 0,07 0,05 0,04

 

1,177

 

1,4

 47,9 77,5 101 200 393 633 989
0,34 0,26 0,22 0,14 0,09 0,07 0,05

 

1,540

 

1,6

 54,7 88,6 116 229 449 723 1130
0,44 0,32 0,27 0,18 0,12 0,07 0,07

 

1,940

 

1,8

 61,5 99,7 130 268 505 814 1272
0,54 0,4 0,34 0,23 0,15 0,11 0,08

 

2,400

 

2,0

 68,4 111 145 286 561 904 1413
0,65 0,48 0,41 0,24 0,15 0,11 0,09

 

Коэффициенты местных сопротивлений () для тройников приведены в таблице 30. Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции приведен в таблице 31.

 

Коэффициенты местных сопротивлений для аэродинамического расчета

1. Тройник под углом 90° на вытяжке воздуха

f0, v0, L0

 

Таблица 30 - Коэффициенты местных сопротивлений для тройников

Примечание: верхняя строка - 0, нижняя строка - n.

2. Отвод 90°  = 1,2

3. Вытяжная шахта  = 1,3

4. Жалюзийная решетка  = 1,2

 

 

 

Таблица 31 - Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции

 


Номер участка L, м3/ч l, м аb,мм dЭ, мм F, м2 V, м/с R, Па/м ·R·l, Па Р ДИН, Па    Z, Па (·R·l)+ +Z, Па
     

Расчет при L4=50м3/ч Р Р = 9,81(l4+h3)(5-int)=9,81(4,0+0,5)(1,27-1,21)=2,65Па

    
ж.р. 50 - 150х200 - 0,0173 0,803 - - - 0,390 1,2   0,468 0,468
1 50 1,0 150х200 171 0,03 0,46 0,06 1,16 0,07 0,128 2,1   0,269 0,339
2 150 2,0 200х300 243 0,06 0,69 0,04 1,16 0,09 0,288 1,2   0,346 0,436
3 420 4,0 250х400 308 0,1 1,17 0,07 1,0 0,28 0,828 1,3   1,076 1,356
     

 

    2,599
     

  100% 1,92%<10% условие выполняется

    
     

Расчет при L5=50м3/ч Р Р =9,81(l4+h2)(5-int)=9,81(4,0+3,5)(1,27-1,21)=4,42Па

    
ж.р. 50 - 150х150 - 0,0130 1,068 - - - 0,690 1,2   0,828 0,828
4 50 4,0 150х150 150 0,0255 0,55 0,05 1,14 0,228 0,183 2,3   0,421 0,649
5 100 1,0 150х200 171 0,03 0,93 0,1 1,17 0,117 0,523 1,1   0,575 0,692
2 150 2,0 200х300 243 0,06 0,69 0,04 1,16 0,09 0,288 1,2   0,346 0,436
3 420 4,0 250х400 308 0,1 1,17 0,07 1,0 0,28 0,828 1,3   1,076 1,356
     

 

    3,961
     

  100% 17,3% <10% условие не выполняется,

выполняем пересчет участка 5

    
5 100 1,0 150х150 150 0,0255 1,09 0,15 1,2 0,180 0,719 1,1   0,791 0,971
     

 

    4,24
     

  100%  6,8% <10% условие выполняется.

Аналогично производится расчет остальных узлов.

    

 

 

38 -

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: ФГУП ЦНС, 2004 - 71 с.

2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. / ГОССТРОЙ РОССИИ. –

М.: ФГУП ЦНС, 2004 - 28 с.

3. СНиП 23-01-99* Строительная климатология. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: ФГУП ЦНС, 2003 - 70 с.

4. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: МНТКС, 1999 - 12 с.

5. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности «Пром. и граждан.

стр-во» / К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко. - Изд. 5-е. М.: Бастет. 2007. – 480с.

6. Богословский В.Н. Внутренние санитарно-технические устройства: В 3 ч. Ч. 1: Отопление / В.Н. Богословский [и др.]: под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и доп. – Курган: Интеграл, 2008. – 344с. – (Справочник проектировщика).

7. Хрусталев Б.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие / Б.М. Хрусталев [и др.]: ред. Б.М. Хрусталев. – 3-е изд., испр. и доп. – М: Изд-во АСВ. 2010. – 783с.

8. Росс Д. Проектирование систем ОВК высотных общественных многофункциональных зданий [Текст] / Дональд Росс. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2004. – 166с. – Перевод изд.: HVAC Design Guide for Tall Commercial Buildings / Donald E. Ross. Atlanta, 2004. – 5000 экз.

9. Инженерные сети систем теплоснабжения и вентиляции: метод. указания к контрольной работе для студентов специальности 290300 – «Промышленное и гражданское строительство» / сост.: И.Б. Оленев, А.И. Авласевич, В.С. Курносов. – Красноярск: КрасГАСА, 2003. – 36с.

 

- 39 -

СОДЕРЖАНИЕ

Общие положения 3

Теплотехнический расчет 3

Расчет теплопотерь 5

Расчет отопительных приборов 9

Гидравлический расчет системы отопления 11

Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции 13

Задача 1 16

Задача 2 19

Задача 3 23

Задача 4 27

Задача 5 32

Список использованных источников 38

 

ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ СИСТЕМ

ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

Методические указания к контрольной работе для студентов направления подготовки 270100 – «Строительство» всех специальностей

 

Составители: Алексей Сергеевич Климов

Игорь Борисович Оленев

Александр Иванович Авласевич

 

Корректура:

 

Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Усл. печ.л. 2,2. Тираж 100 экз. Заказ №

Отпечатано на ризографе Инженерно-строительного ин-та СФУ 660041. Красноярск, пр. Свободный, 82.