Расчет теплопотребления
Министерство
образования Российской Федерации
Читинский
государственный университет
Энергетический
институт
Кафедра
Электроснабжение
Расчетно-графическая
работа
по
дисциплине:
Энергоснабжение
Выполнил: студент группы ЭПз-06-1
Лямин А,А.
Преподаватель: Долгов В.Н.
Чита 2011г.
Задание
1) Рассчитать теплопотребление
потребителей.
) Выбрать профиль теплосети.
) Произвести гидравлический расчёт
теплосети и начертить пьезометрический график.
) Определить параметры теплоизоляции
теплопроводов.
Вариант генплана 39, подвариант В,
город Омск:
-Квартальная котельная;
III - Машиностроительный завод:
. Кузнечный цех V=1500 м3 - 1 этаж
. Сборочный цех V=12100 м3 - 1 этаж
. Механический цех V=11000 м3 - 1 этаж
. Административный корпус 4000 м3 - 3
этажа
Содержание
1. Расчёт теплопотребления
.1 Расчет затрат тепла на отопление и
вентиляцию
.2 Расчет затрат тепла на горячее
водоснабжение
.3 Общие затраты тепла
.Гидравлический расчёт тепловых сетей
.1 Определение диаметра трубопровода
.2 Определение числа компенсаторов
.3 Определение потерь напора в
местных сопротивлениях
.4 Определение потерь напора по длине
трубопровода
. Выбор толщины теплоизоляции
теплопровода
Приложение 1
Список литературы
.
Расчёт теплопотребления
Климатические условия для данного варианта:
) Абсолютная минимальная температура за отопительный
период t = -49 °С,
) Расчетная температура для отопления tp.o.= -36 °С,
) Расчетная температура для вентиляции tp.B.= -24 °С,
) Скорость ветра за наиболее холодные три месяца w = 3,9 м/с.
Подсчет теплопотерь ведется по различным методикам в
зависимости от назначения здания.
.1 Расчет затрат тепла на отопления и вентиляцию
отопление трубопровод тепло напор
Определение затрат тепла на отопления осуществляется
по формуле:
Qo=(l
+μ)-X0-V.(tB-tpo), где
μ - коэффициент инфильтрации;
Хо - удельная тепловая характеристика здания на
отопления, Вт/м3-°С;
V - объём здания по наружному обмеру, м3;
tB - температура воздуха в помещении, °С (см.таб.6
метод.указаний);
tp.o - расчётная
наружная температура воздуха (для отопления), °С (таб.2 метод.указаний);
Коэффициент инфильтрации определяется из выражения: I
μ =в,
где
в - постоянная инфильтрации, сек/м (см.таб. 1 метод.указаний);
g - ускорение
свободного падения, м2/сек;
Н
- высота этажа здания, м;
w - расчётная
скорость ветра в холодный период года, м/сек (таб.2 метод.указаний);
хо=
-
удельная тепловая характеристика зданий при tpo = -39°С
(принимаем по таблице 3 методических указаний).
β - поправочный коэффициент для разных tpo ( по таблице
4 методических указаний).
Находим
коэффициент инфильтрации для каждого потребителя:
Кузнечный
цех:
Сборочный
цех:
Механический
цех:
Административный
корпус:
Кузнечный
цех:
,
Где
(см.табл.3 м.у), (см.табл.4
м.у)
Сборочный
цех:
,
Механический
цех:
,
Административный
корпус:
,
Расход
тепла на вентиляцию определяется из уравнения:
В=χВ.V.(tВ-tР.В.),
где
χВ - удельный расход тепла на вентиляцию зданий,
Вт/м3-°С (таб.5
метод.
указаний);
t Р.В. -
расчётная наружная температура воздуха (для вентиляции) (см.таб.2 метод.
указаний);
Кузнечный
цех:
Сборочный
цех:
Механический
цех:
Административный
корпус:
.2
Затраты тепла на горячее водоснабжение
Горячее
водоснабжение производственных цехов:
Для
производственных цехов горячее водоснабжение считается по формуле
, где
р
- число душевых в цехе (см.таб.8 метод.указаний);
m = k.V.10
-3 чел;
к
- коэффициент выбирается по таб.9 метод.указаний;
а
- норма расхода воды на человека, на процедуру а=40кг;
tГ.В. -
температура горячей воды tГ.В.=+38°C;
tX.B. -
температура холодной воды tX.B. =+5°С;
n - время
подогрева воды на горячее водоснабжения в подогревателях, сек. (таб.10 метод.указаний);
С
- теплоёмкость воды Дж/кг-°С;
Кузнечный
цех:
Сборочный
цех:
Механический
цех:
Административный
корпус:
.3
Общие затраты тепла
Общие
затраты тепла для каждого потребителя определяются по формуле:
=
Q0+QB+Q Г.В.
Кузнечный
цех:
Сборочный
цех:
Механический
цех:
Административный
корпус:
Общие
затраты тепла:
Q =105,56 +
851,52 + 774,109 + 187,887 = 1919,076 кВт
Гидравлический
расчёт тепловых сетей
Задачей
гидравлического расчёта является определение диаметров трубопроводов, потерь
давления и параметров теплоносителя у теплопотребителей.
В
расчётах принимаются: эквивалентная шероховатость труб кэ=0.0005 м и предельные
скорости воды по таб.14, метод.указаний
Для
расчёта составляется таблица расчётных расходов воды на каждом участке
разветвлённой сети, расстояния между абонентами и скелетная схема разводки
тепла. При выборе расчётных расходов воды необходимо иметь в виду потери воды в
сети.
Для
закрытых систем расход воды считается по формуле:
где
kp -
коэффициент, учитывающий утечки воды из сети кр= 1.005;
t1 - температура
в прямом трубопроводе °С;
t2 - температура
в обратном трубопроводе °С;
Для
данного участка теплосети:
кг/с
Ззадавшись
оптимальной скоростью воды по табл.14 метод.указаний определим расчётный
диаметр труб для каждого участка скелетной схемы.
ωопт - оптимальная скорость течения воды (по таблице 14
метрод.указаний);
принимаем
ωопт =1,0 м/с
Dp= мм
По
табл.15 подбираем трубу с диаметром D наиболее близким к Dp.
D = 100 мм
(подбираем больший диаметр чтобы избежать больших потерь напора по длине). Определяем
истинную скорость воды:
.2
Определение числа компенсаторов
Для
компенсации термических удлинений трубопровода из-за их нагрева изготовляются
компенсирующие устройства, имеющие в основном П-образную форму. Количество
компенсаторов определяется исходя из расстояния между мертвыми опорами
(см.таб.16) или наличием поворотов и ответвлений.
Для
каждого участка рассчитывается возможное удлинение трубопровода по формуле:
Δl = 0.012*(t1 - 5)*l, где
-
длина участка между неподвижными опорами, м;
Δ1 - возможное удлинение, мм;
мм
Конструкция
компенсатора и их компенсирующая способность приведены в приложении в табл.17
метод.указаний.
Вылет
компенсатора зависит от его типа, диаметра трубы.
Компенсирующая
способность:
К
= Δl /DH
Выбираем
стальной компенсатор: тип I, компенсирующая способность 1,38, вылет компенсатора h=24*DH =
24*108*0.001=2,6м .
При
установке П-образных компенсаторов длина трубопровода увеличивается на величину
=
2*h*nK, где
-
вылет (плечо) компенсатора, м;
nк - число
компенсаторов, установленных на участке ;
.3
Определение потерь напора в местных сопротивлениях
Местные
потери напора обусловлены так называемыми местными гидравлическими
сопротивлениями, т.е. местными изменениями формы и размеров потока. Для
трубопровода это повороты, изгибы труб, задвижки, изменения диаметра трубы. В
общем, виде потери в местных сопротивлений определяют по формуле:
значение
коэффициента сопротивления ,
приведено в таб.18 метод. указаний.
Для
каждого участка определяются количество задвижек, которые должны
устанавливаться на трубопроводе перед каждым ответвлением, в начале и конце
ответвления, а также не реже чем через каждые 1000 м с перемычкой между
подающей и обратной линиями. Получаем 4 задвижки. Число компенсаторов
к
= L/l, где
-
длина участка= 2890/108 = 27 компенсаторов.
lк=2*2,6*27=151,2
м.
Далее
определяют суммарные потери напора в местных сопротивлениях для каждого участка
трубопровода.
Па
.4
Определение потерь напора по длине трубопровода
Потери
на трение или по длине - это потери, которые в чистом виде возникают в прямых
трубах постоянного сечения, т.е. при равномерном течении, и возрастают
пропорционально лине трубы. Этот вид потерь обусловлен внутренним трением, а
потому он имеет место не только в шероховатых, но и в гладких трубах.
Потери
по длине определяют по формуле:
, где
ℓ
- длина трубы;
d - внутренний
диаметр трубы;
λ- коэффициент сопротивления, определяется по формуле;
где кэ - эквивалентная шероховатость;
где
υ
- коэффициент климатической вязкости
воды;
Па
Определим
суммарные потери давления в теплопроводе и по полученным данным строим
пьезометрический график (см.Приложения).
ΔРΣ
= ΔРтр+ ΔРМ = 202823,692 + 13721,636 = 216545,328 Па =21,654 м
вод ст.
3.
Выбор толщины теплоизоляции теплопровода
Термическое
сопротивление поверхности трубопровода определяется по формуле:
где
αH - коэффициент теплоотдачи от поверхности
изолированного трубопровода, Вт/м2-с;
dH - наружный
диаметр изоляции;
Коэффициент
теплоотдачи от поверхности изоляции на открытом воздухе
определяется
из выражения:
αH =11,6 + 7
Термическое
сопротивление теплоизоляции определяется уравнением:
где
- коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м·°С
(см.табл.21 метод.указаний);
dн - наружный
диаметр трубы;
Полное
термическое сопротивление единицы длины трубы:
тогда,
где
-
температура теплоносителя;
tр.в. -
расчётная температура для вентиляции;
α=11,6+7* =
25,424.
По
таблице 21 определяем величину коэффициента изоляции для стекловаты:
Далее
составляем логарифмическое уравнение и методом последовательных приближений
находим dИ.
Получаем:
dИ = 262 мм, тогда толщина изоляции:
мм
Список используемой литературы
1. Методические указания к курсовой
работе, В.Н.Долгов.
2. Справочная книжка энергетика.-4-е
изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-440с., ил.
3. Баскаков,А.П. Теплотехника: Учебник
для вузов/А.П. Баскаков, Б.В.Берег, О.К.Витт и др.; Под ред.
А.П.Баскакова.-М.:Энергоиздат,1982.-264с.