Онлайн расчет дроссельной шайбы - Строительство домов и бань
1 160 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Онлайн расчет дроссельной шайбы

Каким из существующих приемов провести расчет шайбы на систему отопления

Наладка теплосетей ложится в основу любых организаций, эксплуатирующих системы отопления. Эту операцию невозможно выполнить без дроссельной шайбы.

Регулируемая шайба дроссельная

Что же представляет собой этот прибор? Он круглый, плоский, с отверстием в центре. Его функция – сдерживание избыточного давления воды в трубопроводе.

Дроссельная шайба

Ранее деталь использовалась в тепловых сетях, но с появлением автоматических регуляторов это устройство стало отходить на второй план.

Шаг первый. Расчеты

Для того, чтобы осуществлять регулировку давления, необходимо определить диаметр отверстия, от которого зависит степень прохождения жидкости по системе.

Каждая тепловая система индивидуальна, одинаковых систем быть не может. Для начала работ, связанных с регулированием тепловых систем, необходимо провести расчеты.

Существует несколько видов расчета давления:

  • Метод пользуется наименьшей популярностью, так как очень трудоемок и занимает много времени. Проводить его необходимо без вычислительных приборов.

Формула расчета диаметра отверстия

Для этого вооружитесь специальной литературой, пройдите по всему трубопроводу, останавливаясь на отдельных участках с целью проведения расчетов. Если будут найдены ошибки в вычислениях, поменяйте параметры и произведите расчет диаметра снова. Только так удастся определить примерное состояние сети.

  • При помощи новейших медиа-технологий можно получить очень быстрые расчет нерегулируемой дроссельной шайбы на отопление. Но и у этого метода есть свои минусы. Во-первых, затраты на приборы очень значительны. Во-вторых, после покупки потребуется некоторое время, чтобы изучить технику. Но если оба пункта будут выполнены, то рассчитать систему можно буквально в течение нескольких минут.
  • Третий способ является менее затратным и в плане финансов, и по времени. Для этого требуется найти фирму, занимающуюся такими вопросами, предоставить ее специалистам доступ к программам и право провести расчет шайбы самостоятельно.

Шаг второй. Готовность

Данный этап предусматривает проверку на предмет готовности системы для регулировки. Чтобы реализовать этот этап, нужно установить дроссельное устройство. Для этого прибегают к нескольким видам монтажа.

Первый способ является больше проверочным, чтобы выявить степень готовности системы.

Бывает так, что после проведенных расчетов компания усомнилась в правильности показаний, и поэтому в местах, где возникает неуверенность точности параметров, устанавливаются шайбы. Но в результате проверки производится округление диаметра отверстия шайбы в пользу сверла, которое имеет больший диаметр.

Интересно! Если полагаться на мнение профессионалов, то они утверждают, что этот метод малоэффективен.

Монтаж шайб

Существует второй способ. Согласно проведенным расчетам, на первом этапе необходимо сделать шайбы с точным диаметром отверстий. Затем приступаем к установке. Монтировать придется большое количество дроссельных элементов. Необходимо постараться не пропустить ни одной шайбы, ведь от этого зависит, как будет проведена наладка тепловой сети. Но тут не обойтись без погрешностей. Они будут равны примерно плюс-минус 20-25%.

Третий способ предусматривает установку регулируемых дроссельных приборов. В голове появляется вопрос: для чего нужно проводить расчеты, если прибор можно отрегулировать напор в узле управления? Регулировочные винты не безразмерные и имеют свои диапазоны. Они бывают 5,5 до 18 мм. Проведение расчетов определяет попадание диаметра отверстия устройства в регулируемый диапазон. Если же дроссельная шайба для системы отопления имеет большой диапазон регулировки, то не стоит беспокоиться о попадании в размеры отверстия. Для проведения быстрой и качественной наладки проводится установка максимального количества шайб.

Дефекты в системе

Застраховать себя от случайных ошибок никто не может. Иногда возникают такие ситуации: при запуске отопительной системы обнаруживается, что у некоторых потребителей по факту расход тепла гораздо больше, чем по произведенным расчетам.

Решением в сложившейся ситуации будет определение устройств, используемых при наладке. Дальнейшие действия зависят от типа дроссельного прибора. Если установлена нерегулируемая модель, то поступить нужно следующим образом:

  1. Выявляем проблемы.
  2. Выполняем пересчет.
  3. Снимаем регулировочные шайбы и меняем диаметр отверстия.
  4. Собираем все назад и проводим повторный расчет.

После проведения таких операций число проблемных потребителей снижается.

Времени на выполнение еще одной регулировки уже нет по причине введения в эксплуатацию системы отопления. Если провести еще раз регулирование дроссельных шайб, то это может сказаться на качестве обслуживания во время отопительного сезона.

Наладка с регулируемыми шайбами

Наладка регулируемого оборудования занимает не более двух дней. Этот способ намного эффективнее предыдущего варианта. Процесс состоит из следующих действий:

  1. За максимально короткое время необходимо отрегулировать устанавливаемые устройства. Сколько времени займет наладка устройства, зависит от загруженности отопительной сети и ее инерционности.
  2. Наладка оборудования может проводиться без отключения потребителя от источника тепла. Отрегулировать требуется все объекты, не совпадающие по показателям с расчетными данными.
  3. После наладочных работ требуется провести опломбирование приборов, которые были подвержены регулировке, и указать расчетные значения.

Так выглядит установленная дроссельная шайба

Согласно многолетним наблюдением, можно прийти к выводу, что качество работ по наладке дроссельных шайб можно получить лишь в случае с регулируемыми приборами.

Конструкция устройства

Существует 3 вида дроссельной шайбы:

  1. Первая модель представлена корпусом, на который устанавливается диск, имеющий сквозные отверстия. При регулировании необходимо вращать шток, а сам элемент, напоминающий по форме усеченную сферу, производит поворот подвижного диска с имеющимися в нем отверстиями. Минус устройства — заклинивание при регулировке подвижного диска. Поэтому прибор считается ненадежным. В нем установлено много элементов, поэтому производить его тяжело.
  2. Следующее устройство состоит из набора дроссельных деталей. Их отличие в отбортовке данных элементов. Это преимущество дает возможность самоуплотняться при установке. Чтобы отрегулировать расход, требуется установить определенное количество шайб и зажать гайкой. Монтаж устройства производится в трубопроводе. Во время отопительного сезона без разгерметизации системы отрегулировать расход будет невозможно.
  3. Третий вид состоит из металлического диска с овальным отверстием в центре устройства. Параллельно друг другу и диаметрально сквозному отверстию расположены два регулировочных болта, которые выходят за пределы корпуса диска. При помощи болтов производится регулировка диаметра отверстия. За счет этого удается добиться необходимого диаметра и отрегулировать расход.

После монтажа, штоки необходимо опломбировать. Чтобы отрегулировать систему, необходимо иметь специальные ключи. Болты производятся из цветных металлов, что отражается на их повышенном износе в случае появления в жидкости песчаных частиц, ржавчины или каких-то других примесей. Ими можно отрегулировать лишь жидкости.

Назначение устройства

Регулируемая дроссельная шайба предназначена для наладки теплоснабжения. Она может изменить параметры теплосети без выполнения разгерметизации системы.

Регулируемая конструкция

Если проводить сравнения с другими аналогичными устройствами, то шайба очень напоминает по своим характеристикам и применению клапан балансировочный MSV-F2. Отличие в том, что шайбу нельзя применять в качестве запорной арматуры.

После установки удается снизить расход в 1,5-3 раза. За счет этой особенности необходимо меньшее количество насосов. Это в свою очередь экономит электрическую энергию, топливо и другие ресурсы. Изготовление дроссельной шайбы производится согласно составленным чертежам.

Онлайн расчет дроссельной шайбы

Узнай стоимость ремонта

Ремонтные работы?

Почему клиенты выбирают нас?

Отопление и Ремонт

У нас самые выгодные цены!

На открытой вкладке мы постараемся найти и подобрать для вашей квартиры необходимые части системы. Любой узел однозначно важен. Исходя из этого подбор каждой части системы нужно делать правильно. Монтаж обогревания коттеджа насчитывает важные устройства. Монтаж обогревания насчитывает, развоздушки, коллекторы, систему соединения, трубы, крепежи, батареи котел, бак для расширения терморегуляторы, увеличивающие давление насосы.

Расчёт дроссельной шайбы выполняется для определения диаметра отверстия диафрагмы, которая на расчётном расходе воды обеспечит заданное снижение давления.

Дроссельная шайба (диафрагма) — предназначена для дросселирования избыточного напора в системах с постоянным гидравлическим режимом и широко применялась в тепловых сетях для гидравлической балансировки, но с появлением обязательных требований по оборудованию тепловых пунктов автоматическими регуляторами, дроссельные диафрагмы утратили свою актуальность.

Это объясняется тем, что с изменением расхода воды перепад на шайбе изменяется по квадратичному закону, то есть увеличение расхода в 2 раза влечёт за собой рост перепада на диафрагме в 2² = 4 раза. а сокращение расхода в 3 раза понизит дросселируемое давление на шайбе в 3² = 9 раз .

В современных системах теплоснабжения с изменяющимся расходом применяют автоматические регуляторы перепада давления . которые способны обеспечить стабильный гидравлический режим независимо от колебаний давления в тепловых сетях и работы регулирующего клапана, а также не допустить превышения договорного расхода теплоносителя.

Современным аналогом для систем с постоянным гидравлическим режимом является балансировочный клапан . сопротивление которого может изменяться ручной регулировкой, а заданная настройка опломбирована.

Несмотря на это, дроссельные диафрагмы всё ещё применяют из условий снижения капитальных затрат или по консервативным требованиям чиновников старой закалки в теплоснабжающих организациях.

Расчёт диаметра отверстия дроссельной шайбы

  • G – объёмный расход воды, м³/ч;
  • dP – падение давления на диафрагме, м.вод.ст.

Для расчета диаметра отверстия дроссельной шайбы в ИТП приводится следующая формула:

Вопрос – что понимать под H?

— Или это располагаемый напор H1 перед дроссельной шайбой, тогда получается шайба «съест» весь избыточный напор, уравняв давление прямой и обратки и не будет условий для циркуляции.

— Или это напор с учетом вычета потерь напора во внутренней системе отопления дома (Н2), т.е (H1 – H3), где H3 – потери напора в доме?

Проверил свои сомнения на программе гидравлического расчета теплосети, скачанной недавно из этого же форума, в ней закладывается Н1.

-Или третье, вопрос претендует на звание идиотского?

Рисунок в приложении

Прикрепленные файлы

Шайбирование тепловых сетей производится с целью распределить потоки теплоносителя между потребителями в соответствии с их потребностями. Без регулирования горячая вода от источника тепла большей частью поступает в здания, находящиеся вблизи котельной. Оставшийся небольшой объем воды направляется на периферию. Удаленным зданиям тепла не хватает, они мерзнут, тогда как в близлежащих зданиях наблюдается перетоп. Люди, открывая форточки, буквально отапливают улицу.

Читать еще:  Как закрепить проводку на стене

Чтобы этого не происходило, на ответвлениях тепловых сетей к зданиям устанавливаются ограничительные шайбы с калиброванным отверстием меньшего сечения, чем трубопровод. Благодаря этому появляется возможность увеличить объем теплоносителя для удаленных зданий.

Расчет шайб (размера отверстий) производится для каждого дома в зависимости от требуемого количества тепла. Положительный результат от шайбирования тепловых сетей может быть получен только в случае 100 % охвата всех зданий, присоединенных к тепловой сети. Параллельно с шайбированием необходимо привести в соответствие работу насосов в котельной с гидравлическим сопротивлением тепловой сети и.

Эффект от установки шайб

После установки шайб расход теплоносителя по трубопроводам тепловой сети снижается в 1,5-3 раза. Соответственно и количество работающих насосов в котельной также уменьшается. Отсюда возникает экономия топлива, электроэнергии, химреагентов для подпиточной воды. Появляется возможность повысить температуру воды на выходе из котельной. Подробнее о наладке наружных тепловых сетей и составе работ см…..Здесь надо дать ссылку на раздел сайта «Наладка тепловых сетей»

Шайбирование необходимо не только для регулирования наружных тепловых сетей, но и для системы отопления внутри зданий. Стояки системы отопления, находящиеся дальше от теплопункта, расположенного в доме, получают горячей воды меньше, здесь в квартирах холодно. В квартирах, расположенных близко к теплопункту, жарко, так как теплоносителя к ним поступает больше. Распределение расходов теплоносителя по стоякам в соответствии с требуемым количеством тепла осуществляется также с помощью расчета шайб и их установки на стояках.

Этапы шайбирования системы отопления

  • Гидравлический расчет системы отопления, расчет шайб
  • Разработка рекомендаций по улучшению работы теплопункта, системы отопления
  • Установка регулирующих шайб на стояках (эту работу может проводить заказчик самостоятельно)
  • Проверка выполнения рекомендованных мероприятий
  • Анализ нового установившегося режима после шайбирования системы отопления
  • Корректировка размера шайб в местах, где не достигнут требуемый результат (расчетным путем)
  • Демонтаж шайб, требующих корректировки, установка новых шайб

На внутренних системах отопления шайбы можно устанавливать и зимой и летом. Проверять их работу – только в отопительный сезон.

Затраты на шайбирование

Затраты на шайбирование невысоки – это стоимость самих шайб и их монтажа на стояках. Стоимость работ по регулированию внутренних систем отопления зависит от тепловой мощности здания (количества стояков).

Минимальная цена — 40 тыс. руб. при тепловой мощности системы отопления до 0,5 Гкал/ч. Цена регулирования системы отопления многосекционного дома может доходить до 150 тыс. рублей. Удорожание работы возникает, когда отсутствует проектная документация. В этом случае приходится делать натурную съемку системы отопления и ее обмеры (диаметры, длины трубопроводов, места размещения арматуры).

Удешевление работ возможно в случае, если монтаж шайб принимает на себя заказчик под шеф-контролем исполнителя.

Заказ услуги

Закажите расчет и установку шайб системы отопления в ООО «Центр проектирования и энергосбережения» по тел.:

Исходные данные возьмем из примера гидравлического расчета и разместим их в таблицу

При расчете шайб нужно учитывать следующее:

  1. При работе с элеватором располагаемый напор перед вводом в здание должен быть не менее 15 м.вод. ст.

где αсм- коэф. смешения элеватора, т.е. отношение расхода подмешиваемой воды Gпод=Gот-Gc к расходу сетевой воды поступающей из тепловой сети Gc

hр- величина расчетных гидравлических потерь в местной системе отопления, 1-2 м.вод.ст.

2. При подключении системы отопления здания по без элеваторной схеме, располагаемый напор должен быть не ниже 6 м. вод. ст.

3. При расчетах шайб величина расчетных гидравлических потерь в местной системе отопления принимается в пределах 1-2 м. вод. ст.

4. При расчетах шайб на бойлер величина расчетных гидравлических потерь в бойлере принимается в пределах 2 м. вод. ст.

5.Шайба должна гасить максимальный напор до 40 м. вод. ст.

6. Диаметр шайбы должен быть больше диаметра сопла элеватора.

7.На сопло элеватора оставляем 40 метров располагаемого напора.

Например для участка 2 подключенного через элеватор, располагаемый напор в конце участка составил 62, 5 м. вод ст. Значит оставляем 40 метров напора на сопло и расчет сопла производим на эти 40 метров, оставшийся перепад распределяем так- 22,5-1=21,5 м на шайбу перед элеватором и 1 метр вод. ст. оставляем на гидравлические потери в местной системе отопления.

Для участка 5. Нр=50,5 –оставляем 40 м.вод. ст. на сопло элеватора; 50,5-40-1= 9,5 м.вод. ст. на шайбу отопления; 50,5-2 =48,5 м.вод. ст. на шайбу ГВС, (так как бойлер подключается перед элеватором).

Расчет диаметра отверстия дроссельной диафрагмы (шайбы) определяют по формуле:

dш=10*(G 2 /Hр) 0,25. где G расчетный расход воды через дроссельную диафрагму т/ч, Нр-напор, дросселируемый диафрагмой, м. вод. ст.

Расчет диаметра сопла элеватора

dсопл=9,6*(G 2 /Hр) 0,25. где G расчетный расход воды через сопло т/ч, Нр-напор, дросселируемый в сопле, м. вод. ст.

В загружаемом файле таблица сопел и шайб на участках.xls формулы УЖЕ вбиты в ячейки

Онлайн расчет дроссельной шайбы

Увязку стояков производим по формуле:

На тех стояках, где увязка потерь давления на стояках больше 15%, то на данных стояках предусматриваем установку диафрагмы (дроссельной шайбы) по формуле (5.6):

, мм (5.6)

где Gст– расход теплоносителя в стояке №5 (таблица 4.3);

рш – требуемые потери давления в шайбе, Па.

6 Подбор оборудования теплового узла

Системы отопления зданий следует присоединять к тепловым сетям:

— через элеватор при необходимости снижения температуры воды в системе отопления и располагаемом напоре перед элеватором, достаточном для его работы;

6.1 Тепловой пункт системы отопления с зависимым присоединением, с водоструйным элеватором и пофасадным регулированием

Основное оборудование теплового узла

прибор учета тепла;

6.2 Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора

Водоструйные элеваторы предназначены для понижения температуры перегретой воды, поступающей из тепловой сети в систему отопления, до необходимой температуры путем ее смешивания с водой, прошедшей систему отопления. Элеватор состоит из сопла, камеры всасывания, камеры смешения и диффузора.

В практике проектирования применяется водоструйный элеватор марки 40с106к ТУ26-07-1255-82, выполненный из углеродистой стали с температурой теплоносителя до 150°С (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1. Схема водоструйного элеватора

Таблица 6.1 — Конструктивные характеристики различных типоразмеров элеватора 40с10бк

Диаметр сопла dс, мм

Определение номера элеватора, диаметра сопла и камеры смешения осуществляется расчетом в следующем порядке.

Определяется расход воды в системе отопления по формуле, т/ч:

(6.1)

где — полные теплопотери здания, Вт;

с — удельная теплоемкость воды, равная с = 4,187 кДж/(кг °С);

tг, tо — параметры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, °С.

(т/ч)

Вычисляется коэффициент смешения:

(6.2)

где 1 =150°С – параметры теплоносителя в подающем трубопроводе в тепловой сети.

Определяется расчетный диаметр камеры смешения элеватора, мм, по формуле:

(6.3)

где =1,285 кПа — тре6уемое давление, развиваемое элеватором, принимаемое равным потерям давления в главном циркуляционном кольце.

Вычисляется расчетный диаметр сопла, мм, по формуле:

(6.4)

=3 мм

Определяется давление, необходимое для работы элеватора, 10кПа, по формуле:

(6.5)

кПа

Находится давление перед элеваторным узлом, 10кПа, с учетом гидравлических потерь в регуляторе давления по формуле:

(6.6)

кПа

После определения расчетного диаметра камеры смешивания dk, мм, по таблице 6.1 выбирается номер элеватора с ближайшим наибольшим диаметром dk (dk=15 мм).

Принят элеватор 40с10бк №1, dk=15 мм.

Данный расчёт выполняется для определения диаметра шайбы, которая обеспечит заданное снижение давления при расчётном расходе воды. Дополнительно, можно указать минимальный диаметр дросселирующего устройства.

Рисунок 198. Расчёт дроссельной шайбы

Определяемые параметры

Для проведения расчёта задаёмся или предварительно рассчитываем (определяем с помощью других систем номограмм) следующие значения:

k — показатель адиабаты;

Re — число Рейнольдса;

T — температура газа, К;

R — газовая постоянная, кг/м*кг.

При проведении расчёта задаёмся или определяем:

G — расход газа, г/с;

d — диаметр дроссельного отверстия, мм;

F — площадь проходного сечения дроссельного канала, мм 2 ;

P0 — давление перед дроссельной шайбой;

P1/P0 — отношение давлений до и после дроссельной шайбы;

e — коэффициент расхода;

На вспомогательном графике определения коэффициента расхода на входе в дроссельное отверстие (еin)

F1/F0 — отношение площади отверстия дроссельной шайбы к площади проходного сечения канала перед дроссельной шайбой.

На вспомогательном графике определения коэффициента расхода на выходе из дроссельного отверстия (еout)

F1/F0 — отношение площади отверстия дроссельной шайбы к площади проходного сечения канала после дроссельной шайбы.

Формулы

Расход газа для докритического режима течения:

G = e · F · P0 · [(2 · g/(R · T)) · (k/(k-1)) · ((P1/P0) 2/k — (P1/P0) (k+1)/k ] 0,5

Расход газа для надкритического режима течения:

G = e · F · P0 · [(2 · g/(R · T)) · (k/(k+1)) · (2/(k+1)) 2/(k-1) ] 0,5

Критический перепад давления (при котором происходит переход от докритического течения к надкритическому) определяется по формуле:

Для построения системы номограмм данные формулы для нахождения расхода газа были разбиты на следующие комплексы:

C-ex A = e · [2 · g/(R · T) ] 0,5

Для докритического режима — C-ex B = [(k/(k-1)) · ((P1/P0) 2/k — (P1/P0) (k+1)/k ] 0,5

Для надкритического режима — C-ex B = [(k/(k+1)) · (2/(k+1)) 2/(k-1) ] 0,5

Показатель адиабаты вычисляем по формуле k = (Cv + R) / Cv = 1 + (R/Cv) или выбираем по таблице

Число степеней свободы

Схема работы с системой номограмм

Для выбора требуемых параметров используем следующую систему номограмм:

Основная система номограмм состоит из четырёх номограмм. Номограммы 1 и 2 имеют дополнительные системы номограмм, состоящие из трёх номограмм. Для первой номограммы — это определение коэффициента расхода е (ось Y), представляющего собой сумму коэффициентов расхода на входе и выходе дроссельной шайбы, которые в свою очередь зависят от отношения площадей и числа Рейнольдса (10 4 ). Также для первого графика используется дополнительная номограмма для определения произведения RT (газовой постоянной на температуру газа в К).

Читать еще:  Прожектора уличные дальнего действия

Для второй номограммы дополнительная система номограмм применяется для определения комплекса C-ex B. Данный комплекс рассчитывается по разным формулам для докритического и надкритического режима течения. Зная значение коэффициента адиабаты k, по нижнему графику дополнительной системы номограмм определяем критический перепад давления для данной шайбы. Если выбранный нами перепад давления на шайбе меньше [P1/P0]cr, значит течение надкритическое и комплекс C-ex B определяется по правому вспомогательному графику и зависит только от k. Если выбранный нами перепад больше [P1/P0]cr, то течение докритическое и C-ex B определяется по левой номограмме и зависит уже от k и P1/P0.

Для всех вариантов общими являются следующие диапазоны параметров:

d = 0,2 . 1,9 мм P0 = 0,4 . 35 кгс/см 2 Т = 200 . 2500К

e = 2. 14 RTx10 -3 =0.2. 7.5 G = 0 . 400 g/s

e = 2. 14 RTx10 -3 =0.2. 7.5 G = 0 . 90 g/s

e = 1. 9 RTx10 -3 =0.2. 15 G = 0 . 90 g/s

e = 1. 9 RTx10 -3 =0.2. 17 G = 0.01 . 50 g/s

e = 0.5. 6.5 RTx10 -3 =0.2. 17 G = 0 . 45 g/s

e = 0.5. 4.1 RTx10 -3 =0.6. 18 G = 0.005 . 25 g/s

e = 0.5. 2.5 RTx10 -3 =0.6. 17 G = 0 . 23 g/s

e = 0.2. 1.8 RTx10 -3 =0.4. 17 G = 0 . 14 g/s

e = 0.1. 1.3 RTx10 -3 =0.2. 18 G = 0 . 9 g/s

e = 0.1. 0.5 RTx10 -3 =0.4. 17 G = 0.01 . 4.5 g/s

Тема раздела: расчет дроссельной шайбы.

Е.З.Рабинович «Гидравлика», ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ», Москва, 1963

Web-сайт «ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ» Контактная информация (e-mail): nomogramka@gmail.com

Copyright © 2005-2017 г. Все права защищены.

Регулируемая дроссельная шайба — эффективное решение для проведения качественной наладки тепловой сети

Г.В. Сорокин, инженер, В.В. Юрепин, заместитель главного энергетика,
ОАО «ВолгоградНефтеМаш», г. Волгоград

Особенности наладки тепловой сети

Одна из задач любой организации, занимающейся эксплуатацией систем теплоснабжения, является проведение наладки тепловой сети. Наладка любой тепловой сети состоит из следующих основных этапов, которые, в свою очередь, имеют свои особенности.

Этап 1. Разработка мероприятий по регулировке теплопотребляющих систем.

На практике не существует двух одинаковых систем теплоснабжения, но есть общие закономерности. Как правило, в 90% случаев для проведения первого этапа достаточно выполнить гидравлический расчет тепловой сети.

Сегодня доступны на выбор разные варианты проведения гидравлического расчета.

1. Вручную без вычислительной техники при использовании соответствующей справочной литературы шаг за шагом по участкам выполнить расчеты. В случае неудовлетворительных результатов расчета поменять параметры и опять пересчитать. И так методом последовательных приближений, наконец-то, получить теоретическое состояние тепловой сети на данный момент времени. Главные недостатки этого варианта — он очень трудоемкий и длительный.

2. Приобрести дорогостоящую программу для ЭВМ, которая может сосчитать абсолютно любые характеристики сети. Потратить определенное время на ее изучение. Ввести всевозможные параметры тепловой сети и за несколько минут получить результаты расчетов.

3. Обратиться к организациям, оказывающим услуги по проведению гидравлического расчета тепловых сетей через Интернет (сайт) или предоставляя доступ за отдельную плату к собственным программам для расчета необходимых параметров (что оказывается значительно дешевле, по сравнению с вариантом 2).

В принципе, все равно, как будет сделан этап 1, т.к. он сам по себе в отдельности не решает поставленной цели наладки тепловой сети. При этом точный расчет возможен только при условии введения достоверных входных параметров тепловой сети, основными из которых являются: длины участков; внутренние диаметры труб; шероховатость всех труб; тепловые нагрузки всех потребителей; все местные сопротивления; теплопотери по всем участкам.

Какой бы вариант расчета не был бы выбран, все равно точность расчета будет ±20-25%. А этого недостаточно, чтобы все заработало с первого раза. Поэтому лучше выбрать третий вариант проведения расчета — с наименьшими затратами времени и средств. А последствия некоторых упрощений, принятых при расчете, попытаться исправить на следующих этапах.

Этап 2. Определение готовности к регулировке теплопотребляющих систем.

При реализации данного этапа существует несколько вариантов установки дроссельных шайб.

1. Не очень доверяя проведенным расчетам, кое-где установить дроссельные шайбы. При этом диаметры отверстий будут округлены до имеющихся в распоряжении сверл в большую сторону. Если Вы пойдете по такому пути, считайте что Вы «похоронили» наладку теплосети. Лучше вообще не устанавливать эти шайбы.

2. Строго следуя рекомендациям этапа 1, изготовить дроссельные устройства с расчетными диаметрами отверстий. Затем «с боем» их все установить. Почему «с боем»? Потому что, как правило, те, кто непосредственно ставит дроссельные устройства, не понимают, зачем надо установить такое большое количество дроссельных шайб, считая, что установив штук 100 шайб, десяток можно и пропустить. В этом случае шанс успешно провести наладку тепловой сети достаточно высок. Отклонения согласно расчетам будут в пределах ±20-25%.

3. Установить регулируемые дроссельные устройства (аналог балансировочного вентиля, только гораздо дешевле) желательно у большинства потребителей. Может возникнуть вопрос: зачем надо было проводить расчет, если дроссельное устройство регулируемое? Потому что дроссельное устройство регулируется в определенных пределах (например, гидравлический диаметр меняется от 5,5 до 18 мм), поэтому при расчете Вы определяете: попадает ли расчетный диаметр отверстия в указанный диапазон регулировки или нет. Имея достаточно большой диапазон регулировки дроссельных устройств, можно не переживать по поводу точности проведенного расчета. Для того, чтобы быстро и качественно провести наладку тепловой сети, необходимо установить максимально возможное количество регулируемых дроссельных устройств.

Этап 3. Регулировка теплопотребляющих систем.

После запуска системы отопления, проведенные измерения параметров, например, показывают, что у 40% потребителей фактический расход теплоносителя значительно отличается от расчетного. Возникает извечный вопрос: что делать?

1. Если при наладке теплосети использовались только нерегулируемые дроссельные устройства, то последовательность действий следующая. Пересчитать проблемные места. Снять установленные в них шайбы, изменить диаметр отверстий, снова установить шайбы. Повторно провести измерения параметров, результаты измерения которых, скорее всего, покажут, что уже около 20% потребителей «не отрегулированы». При этом времени на третью установку, к сожалению, нет, т.к. отопительный сезон давно уже идет. Кроме этого, сложно объяснить людям, почему сначала диаметр отверстия шайбы был, к примеру, 6,5 мм, затем Вы сделали его 8,1 мм, а теперь хотите поставить на 7,3 мм. Приходится оставлять все, как есть, до конца отопительного периода, так и не доведя до конца регулировку, уговаривая себя или заказчика, что все хорошо и лучше просто невозможно было сделать.

2. Если при наладке использовались регулируемые дроссельные устройства, то ничего не надо пересчитывать. В течение некоторого времени (зависит от нагрузки и инерционности отопительной системы потребителя) на каждом объекте, где фактический расход не совпадает с расчетным, не отключая его от отопительной нагрузки, произвести регулировку дроссельного устройства, добиваясь необходимых параметров температуры и расхода. После чего регулируемые дроссельные устройства пломбируются и фиксируются их параметры установки. В этом случае наладка тепловой сети может быть завершена в течение нескольких дней.

На практике реальнее всего провести качественную наладку тепловой сети только с применением регулируемых дроссельных устройств.

В целом, для того чтобы качественно выполнить наладку тепловой сети с минимальными затратами сил и средств:

■ достаточно сделать приближенный гидравлический расчет, не пытаясь усложнять этап 1, т.к. точность расчета все равно будет невелика;

■ необходимо использовать регулируемые дроссельные устройства как можно в большем количестве (по возможности), с помощью которых можно нивелировать точность расчета и реально наладить тепловую сеть.

Регулируемая дроссельная шайба (рис. 1) представляет собой стальной диск толщиной 14 мм, в центре которого сквозное овальное отверстие. Также имеются два диаметрально расположенных штока, выходящих на боковую поверхность диска через уплотнения. Штоки совместно частично перекрывают овальное отверстие. Они имеют возможность радиально перемещаться внутри диска. При перемещении штоков изменяется площадь проходного сечения овального отверстия: при полностью закрытом штоками отверстии проходное сечение аналогично круглому отверстию диаметром 5,5 мм, а при полностью открытом — диаметром 18 мм (как было указано выше). Шайба устанавливается между фланцами. Имеется возможность ограничения перемещения штоков путем опломбирования. Данный тип дроссельных шайб снабжен ключом для регулировки проходного сечения.

Любое предприятие, на котором имеются токарный и фрезерный станки, может самостоятельно изготовить такие регулируемые дроссельные шайбы (в случае нашего предприятия, шайбы были изготовлены из имеющихся неликвидов — прим. авт.).

Назначение. Регулируемая дроссельная шайба предназначена для наладки без разгерметизации систем теплоснабжения зданий и сооружений с целью обеспечения в них расчетного расхода теплоносителя. Шайба позволяет менять и фиксировать свою пропускную способность.

По своему назначению регулируемая дроссельная шайба аналогична ручному балансировочному клапану MSV-F2 за исключением возможности использования в качестве запорной арматуры.

Немного экспериментов. Представим себе регулируемую дроссельную шайбу в виде набора обычных дроссельных шайб. То есть при полностью введенных штоках эта шайба будет иметь минимальное отверстие, в промежуточных положениях штоков — шайбы с различными отверстиями больше минимального, а при полностью выведенных штоках — шайба с максимальным диаметром отверстия (приведенным). Осталось определить эти диаметры.

Проведем серию измерений расхода и перепада давлений на регулируемой дроссельной шайбе при перемещении штоков с шагом 5 мм. При полностью введенных штоках габаритный размер A=160 мм, а при полностью выведенных A=190 мм (рис. 2).

При перемещении штоков проходное сечение будет менять свою форму, как показано на рис. 3.

При введенных штоках теплоноситель проходит по двум щелевым каналам, а при полностью выведенных — через овальное отверстие.

Читать еще:  Средний диаметр резьбы гост

Затем подставляя серию замеров в формулу DπP=10.(G 2 /ΔH) 0,25 (где G — измеренный расход через дроссельное устройство, т/ч; ΔΗ — перепад давлений, м), получаем значения приведенных диаметров D^ (мм). В результате, мы получили соответствие пропускной способности регулируемой дроссельной шайбы при различных положениях штоков пропускной способности обычных дроссельных шайб (табл. 1).

Таблица 1. Результаты экспериментов по определению диаметра отверстия (приведенного) шайбы.

Данная регулируемая дроссельная шайба при изменении габаритного размера от 160 до 190 мм, который измеряем кронциркулем, аналогична простым шайбам в диапазоне отверстий от 5,5 мм до 18 мм.

На рис. 4 приведена номограмма настройки регулируемой дроссельной шайбы.

Сравнение. В табл. 2 приведены сравнительные характеристики простой дроссельной шайбы, регулируемой дроссельной шайбы и балансировочного клапана типа MSV-F2.

Таблица 2. Сравнительные характеристики простой дроссельной шайбы, регулируемой дроссельной шайбы и балансировочного клапана типа MSV-F2.

Никто не оспаривает преимуществ балансировочных клапанов. Если бы они еще стоили раза в три-четыре меньше. Но из-за высоких цен многие организации вынуждены проводить наладку тепловых сетей по старинке с использованием простых шайб.

Регулируемую дроссельную шайбу можно рассматривать как бюджетный вариант при наладке тепловых сетей. Мы получаем практически те же возможности, что и при использовании балансировочных клапанов в совокупности с простотой монтажа обычной дроссельной шайбы.

Пример использования. С 2009 по 2011 гг. ОАО «ВолгоградНефтеМаш» провело наладку тепловой сети.

Первый этап был выполнен с использованием интернет-сервиса «Гидравлический расчет тепловой сети» (www.tesey.listkom.ru).

На втором этапе было установлено более 300 простых дроссельных шайб и более 200 регулируемых.

При проведении третьего этапа наладочных работ были выявлены отклонения расчетных и фактических расходов теплоносителя. В основном отклонения были из-за неправильного определения отопительных характеристик калориферов. Благодаря использованию регулируемых дроссельных шайб, удалось в короткие сроки провести наладку систем отопления. За отопительный период 2010-2011 гг. ни одна регулируемая дроссельная шайба не засорилась и не протекла по уплотнениям.

Расчет дроссельной шайбы

Шайбы, монтируемые в трубных магистралях для перевозки жидкости, занимают важное место в равномерном распределении носителя тепла.

В водопроводной системе они считаются регулятором водорасхода, а в схеме теплоснабжения их ставят с целью фиксирования необходимой мощности радиаторов отопления. Говоря по другому они считаются балансировочным регулятором жидкостного расхода.

Назначение и приспособление регулировочных шайб

Схема теплосети представляет трудную конструкцию, которая состоит из котла, крепежей труб, магистралей, батарей, распределителя носителя тепла, циркуляционных помп и бака расширительного. Дроссельная шайба в системе обогревания необходима для одного и того же распределения водяного горячего потока, двигающегося по трубам. Без нее тепловой носитель от котла либо прочего источника теплоснабжения делится неодинаково. Говоря по другому горячая вода больше поступает в помещения, которые находятся вблизи теплогенерирующей установке, а ее остаток достается дальним комнатам.

Дроссельная шайба, монтируемая в отопительной системе на ответвлениях трубопровода, собой представляет железную деталь с выбранным отверстием, меньшим от трубного диаметра. За счёт подобных регулировочных компонентов выходит прекрасно обогревать помещения с самым меньшим расходом энергоносителя.

За счёт наличия шайб в водопроводе обогревания строения общий расход носителя тепла в отопительной системе уменьшается в 1,5 – 3 раза, из чего необходимо отметить такие плюсы:

  • Экономится электроэнергия, которая нужна для работы циркулярных насосов;
  • Уменьшается топливный расход, нужный на водонагрев до необходимой температуры в водопроводе;
  • Увеличивается температура носителя тепла на выходе теплового источника.

Установка дроссельных шайб в отопительной системе просит некоторых знаний и способностей. Вследствии этого подобную работу должны исполнять мастера профессионалы.

Установка дроссельной шайбы

В действительности процесс шайбирования отопительного трубопровода делается не спеша.

  • Исследование на предмет одного и того же температурного распределения системы для обогрева, начиная от источника и завершая удалённой точкой обогревания;
  • Составляется схема с указыванием диаметров труб, арматуры запорной и длин;
  • Получение температурных данных отдельно по каждому помещению;
  • Анализ минусов работы двухтрубной сети обогревания.
  • Выполняется расчет дроссельных заслонок с отверстиями;
  • Разрабатывается метод улучшения работы системы для обогрева;
  • Ставятся дроссельные детали на отводах трубопровода – устанавливаются в местах установки задвижек на вводе к потребителю или в крепёжные соединения в виде резьбы труб.
  • Проверка собранной обогревательной схемы
  • Обследование показателей улучшений как только случилась установка шайб;
  • Замена шайб в местах, где нет необходимого показателя – делается замена на заслонки с небольшим или большим диаметром в зависимости от температуры на определенном участке магистрали;

Из установленного способа инновационного и технического процесса очень важное – это способность точно посчитать диаметр шайб. Чтобы это сделать нужно пользоваться числами, полученными из расчетов, которые должны подходить к справочным данным.

Как выполняется расчет дроссельной шайбы

Диаметры дырок дроссельного элемента рассчитываются по формуле:

Когда делается расчет, по предоставленной формуле требуется в виду иметь:

• H- дросселируемый напор (м вод. Ст.);

• G –расход тепло несущей жидкости (т/час).

Необходимо помнить, что перед монтажем дроссельных диафрагм следует внимательно вымыть отопительную систему. Чтобы система не забывалась мусором, требуется устанавливать шайбы не меньше 3 мм. Также нужно в виду иметь, что снос шайб в системах, присутствующих под давлением запрещен.

Установление размера шайб надо делать для всех помещений. Достаточно велика результативность достигается, когда они будут установлены на всех контурах и по всем комнатам. Параллельно с установкой данных компонентов необходимо выверить функционирование циркуляционных помп и их соответствие требуемым нормативам.

Шайбирование сети обогревания даст возможность разделить горячую воду по всем помещениям в зависимости от их потребностей. Именно так можно подогреть самые далекие точки до необходимой температуры без добавочного повышения мощности теплового источника.

Расчёт параметров течения газа через дроссельную шайбу (L

Определяемые параметры

Для проведения расчёта задаёмся или предварительно рассчитываем (определяем с помощью других систем номограмм) следующие значения:

k — показатель адиабаты;

Re — число Рейнольдса;

T — температура газа, К;

R — газовая постоянная, кг/м*кг.

При проведении расчёта задаёмся или определяем:

G — расход газа, г/с;

d — диаметр дроссельного отверстия, мм;

F — площадь проходного сечения дроссельного канала, мм 2 ;

P0 — давление перед дроссельной шайбой;

P1/P0 — отношение давлений до и после дроссельной шайбы;

e — коэффициент расхода;

На вспомогательном графике определения коэффициента расхода на входе в дроссельное отверстие (еin)

F1/F0 — отношение площади отверстия дроссельной шайбы к площади проходного сечения канала перед дроссельной шайбой.

На вспомогательном графике определения коэффициента расхода на выходе из дроссельного отверстия (еout)

F1/F0 — отношение площади отверстия дроссельной шайбы к площади проходного сечения канала после дроссельной шайбы.

Формулы

Расход газа для докритического режима течения:

G = e · F · P0 · [(2 · g/(R · T)) · (k/(k-1)) · ((P1/P0) 2/k — (P1/P0) (k+1)/k ] 0,5

Расход газа для надкритического режима течения:

G = e · F · P0 · [(2 · g/(R · T)) · (k/(k+1)) · (2/(k+1)) 2/(k-1) ] 0,5

Критический перепад давления (при котором происходит переход от докритического течения к надкритическому) определяется по формуле:

Для построения системы номограмм данные формулы для нахождения расхода газа были разбиты на следующие комплексы:

C-ex A = e · [2 · g/(R · T) ] 0,5

Для докритического режима — C-ex B = [(k/(k-1)) · ((P1/P0) 2/k — (P1/P0) (k+1)/k ] 0,5

Для надкритического режима — C-ex B = [(k/(k+1)) · (2/(k+1)) 2/(k-1) ] 0,5

Показатель адиабаты вычисляем по формуле k = (Cv + R) / Cv = 1 + (R/Cv) или выбираем по таблице

Число степеней свободы

Показатель адиабаты

Гелий

Аргон

Окись углерода

Кислород

Водород

Водяной пар

Углекислый газ

Аммиак

Метан

Схема работы с системой номограмм

Для выбора требуемых параметров используем следующую систему номограмм:

Основная система номограмм состоит из четырёх номограмм. Номограммы 1 и 2 имеют дополнительные системы номограмм, состоящие из трёх номограмм. Для первой номограммы — это определение коэффициента расхода е (ось Y), представляющего собой сумму коэффициентов расхода на входе и выходе дроссельной шайбы, которые в свою очередь зависят от отношения площадей и числа Рейнольдса (10 4 ). Также для первого графика используется дополнительная номограмма для определения произведения RT (газовой постоянной на температуру газа в К).

Для второй номограммы дополнительная система номограмм применяется для определения комплекса C-ex B. Данный комплекс рассчитывается по разным формулам для докритического и надкритического режима течения. Зная значение коэффициента адиабаты k, по нижнему графику дополнительной системы номограмм определяем критический перепад давления для данной шайбы. Если выбранный нами перепад давления на шайбе меньше [P1/P0]cr, значит течение надкритическое и комплекс C-ex B определяется по правому вспомогательному графику и зависит только от k. Если выбранный нами перепад больше [P1/P0]cr, то течение докритическое и C-ex B определяется по левой номограмме и зависит уже от k и P1/P0.

Для всех вариантов общими являются следующие диапазоны параметров:

d = 0,2 . 1,9 мм P0 = 0,4 . 35 кгс/см 2 Т = 200 . 2500К

e = 2. 14 RTx10 -3 =0.2. 7.5 G = 0 . 400 g/s

e = 2. 14 RTx10 -3 =0.2. 7.5 G = 0 . 90 g/s

e = 1. 9 RTx10 -3 =0.2. 15 G = 0 . 90 g/s

e = 1. 9 RTx10 -3 =0.2. 17 G = 0.01 . 50 g/s

e = 0.5. 6.5 RTx10 -3 =0.2. 17 G = 0 . 45 g/s

e = 0.5. 4.1 RTx10 -3 =0.6. 18 G = 0.005 . 25 g/s

e = 0.5. 2.5 RTx10 -3 =0.6. 17 G = 0 . 23 g/s

e = 0.2. 1.8 RTx10 -3 =0.4. 17 G = 0 . 14 g/s

e = 0.1. 1.3 RTx10 -3 =0.2. 18 G = 0 . 9 g/s

e = 0.1. 0.5 RTx10 -3 =0.4. 17 G = 0.01 . 4.5 g/s

Тема раздела: расчет дроссельной шайбы.

Е.З.Рабинович «Гидравлика», ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ», Москва, 1963

Web-сайт «ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ» Контактная информация (e-mail): nomogramka@gmail.com

Copyright © 2005-2017 г. Все права защищены.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector