ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

Очень важным для нормальной работы систем отопления является расчет трубопроводов. Этот расчет заключается в выявлении диаметров трубопроводов, необходимых для перемещения определенных количеств (расходов) теплоносителя в зависимости от располагаемого или действующего давления.

Принципиально методика расчета трубопроводов систем отопления не зависит от вида теплоносителя. Во всех случаях основой для расчета служат формулы гидравлики. Учитывается, что движение среды (воды, пара, воздуха) по трубопроводам (или каналам) сопровождается потерями располагаемого давления на преодоление гидравлических сопротивлений: трения и местных сопротивлений.

Потери давления на трение. Потерю давления на преодоление сопротивлений трения определяют в кг/м2 по формуле

Коэффициент трения Я не является величиной постоянной для трубы данного диаметра. Можно считать, что величина Я зависит от движения жидкости и шероховатости стенок трубы.

Из гидравлики известно, что возможны два режима движения жидкости: ламинарное и турбулентное. Связующей ламинарного и лентного движения является так называемая переходная режиме жидкость движется равномерными сечению трубы. При турбулентном режиме в части сечения у стенок трубы сохраняется ламинарный режим движения, в ядре сечения — беспорядочное продольное к поперечное перемещение., частиц жидкости; при этом имеющаяся шероховатость стенок тру-У бы может перекрываться, не перекрываться и перекрываться не полностью пограничным слоем жидкости.

В случае перекрывания шероховатости ламинарным пограничным слоем ядро потока будет двигаться как бы только по пограничному слою, и шероховатость трубы в этом случае на сопротивлению движения жидкости не будет оказывать влияние. Труба при таком режиме движения называется гидравлических гладкой, а само движение жидкости — ламинарным. Во втором случае, когда толщина пограничного слоя меньше высоты выступов шероховатости, ядро потока как бы зацепляется за выступы шероховатости. Труба при данном режиме движения жидкости называется гидравлических шероховатой, а движение жидкости — турбулентным. В третьем случае, когда покрывается пограничным ламинарным слоем только часть выступов шероховатости, на характер движения жидкости выступы шероховатости оказывают частичное влияние. Таким движением жидкости характеризуется переходный режим.

Толщина пограничного слоя в основном зависит от скорости движения жидкости. При увеличении скорости режим движения жидкости из ламинарного переходит в турбулентный; соответствен- г но с увеличением скорости толщина пограничного слоя уменьшается и гладкие трубы становятся гидравлически шероховатыми.

Сопротивление трения зависит от режима движения жидкости. Режим движения жидкости зависит от того значения, которое для данного потока имеет критерий Рейнольдса Re.

Коэффициент трения жидкости о стенки К определяется экспериментальным путем. Коэффициент трения при ламинарном движении определяется формулой в общем виде

При переходном движении жидкости коэффициент трения в общем виде определяется зависимостью

Из формул видно, что при ламинарном движении жидкости гидравлическое’ сопротивление трубопровода зависит исключительно от скорости движении; при турбулентном движении— от шероховатости трубопровода; при переходном режиме движения жидкости— от скорости и шероховатости (величины выступов шероховатостей). Следовательно, определению потерь давления на трение должно предшествовать выявление характера движения жидкости в трубопроводе.

На практике для определения потери давления на трение пользуются специальными таблицами [5]. Эти таблицы составлены для двух температурных перепадов теплоносителя: 95—70° С и 130— 70° С, что соответствует объемной массе теплоносителя-воды у = = 983,248 и у = 977,81 ’кг/.м3.

Потери давления в местных сопротивлениях. Местными называются сопротивления, которые возникают при изменении направления и скорости движения жидкости. Эти изменения в движении жидкости происходят в отводах, фасонных частях, регулировочно-запорной арматуре.

Давление, необходимое для определения местных сопротивлений, определяется по формуле

Значение коэффициентов местного сопротивления в трубопроводах дано в приложении. Исследования показали, что значение

Значения местных сопротивлений тройников и крестовин при поворотах, слиянии и делении потоков, а также тройников и крестовин на проходе, при слиянии и делении потоков приведены в таблицах [5].

Общая потеря давления на каком-либо участке трубопровода с неизменным расходом теплоносителя выражает ний (IV. 1) и (IV.2), т. е.

По уравнению (IV.5) можно определять поте ном участке расчетного циркуляционного во всем циркуляционном кольце, состояние участков, определяют по формуле

Дроздов В. Ф. Отопление и вентиляция. Отопление. Учебник для строит, вузов. М., «Высш. школа», 1976