Гидравлический расчет системы водяного охлаждения промышленного предприятия.

Таблица 5

Длина трубопроводов

Таблица 6

Данные к расчету насосной линии

Таблица 7

Глава 1. Гидравлический расчет группы

теплообменных аппаратов

Гидравлический расчет проводится в той группе, для которой в задании не дана общая потеря напора hw. Задача гидравлического расчета сводится к определению общей потери напора hw при параллельном соединении трех трубопроводов и определению расхода воды в каждой ветви трубопровода Q1Т, Q2Т и Q3Т.

1.1. Аналитический способ решения

Q6Т = Qобщ = 124м3/ч = 0,344444(м3/с)

Q1общ = Q1Т + Q2Т + Q3Т

Нам известно, что во всех параллельных соединениях

hw1Т = hw2Т = hw3Т = hw

Qобщ = K1Т ×+ K2Т × + K3Т ×

hw =

25

где KiТ – подбираем по таблице в зависимости от диаметра трубопровода

25

d1т = 100 мм

d2т = 150мм

d3т = 75 мм

K1Т = 53,72/с = 0,05372 м3/с

K2Т = 158,40 м/с = 0,15840 м3/с

K3Т = 24,94м/с = 0,02494 м3/с

25

hw = =0.42862 (м)

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГРУППЫ

ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Гидравлический расчет проводится в той группе, для которой в задание дана общая потеря напора hw . Пред­полагается, что теплообменный аппарат представляет собой систему трубопроводов-змеевиков, соединенных параллельно (см. рис. 2) В качестве исходных величин для гидравличес­кого расчета заданы длины змеевиков l1T; l2T; l3T и их диаметры d1T; d2T; d3T. Задача гидравли­ческого расчета сводится к определению общей потери напора hw при параллельном соединении трех трубопроводов и опре­делению расхода воды в каждой ветви трубопровода Q1T; Q2T и Q3T. Общий расход  воды в теплообменном аппа­рате задан. Такая задача может быть решена двумя способами: аналитическим и графическим с применением ЭЦВМ.

Аналитический способ решения

Полный расход воды, проходящей по трем параллельно соединенным

                                                                                                        hw

Рисунок – 2. Схема теплообменного аппарата, состоящего из трех параллельно соединенных трубопроводов.

Расходы воды в каждом змеевике теплообменного аппарата определяется по формуле:

Q1Т = K1Т ×

Q1Т = K1Т × = 0,05372× = 0,02951 (м3/с)

Q2Т = K2Т × = 0,15840× = 0,0132778 (м3/с)

Q3Т = K3Т × = 0,02494× = 0,002356 (м3/с)

Q1общ = Q1Т + Q2Т + Q3Т =0,02951 +0,0132778 +0,002356 = 0,0451438(м3/с)

Сравним Qобщ и Q1общ. Разница этих значений не должна превышать 4%:

× 100% = × 100% = 86,89%

Из полученного результата видно, что разница значений Qобщ и Q1общ  меньше 10%.

1.2. Графический способ решения

Задаем изменения потерь напора некоторой постоянной величины с шагом ∆hwТ = const.

Если  ∆hwТ = 1 , тогда h1 = 0 + ∆hwТ = 1.

Q1 = K1Т × = 0,05372 × = 0,006082 (м3/с)

Q2 = K2Т × = 0,15840 × = 0,002596 (м3/с)

Q3 = K3Т × = 0,02494 × = 0,00359977 (м3/с)

= 0,01227777(м3/с)

Примем h2 = hj-1 +∆hwТ=2, тогда

Q1 = K1Т × = 0,05372× =0,008602084 (м3/с)

Q2 = K2Т × = 0,15840× =0,0286817243 (м3/с)

Q3 = K3Т × = 0,02494× =0,050908561 (м3/с)

= 0,0881923643(м3/с)

Пусть  h3 = hj-1 + ∆hwТ=3 тогда

Q1 = K1Т × = 0,05372 × = 0,01053535(м3/с)

Q2 = K2Т × = 0,15840× = 0,035127794 (м3/с)

Q3 = K3Т × = 0,02494 × = 0,0152725685 (м3/с)

=0,060935712 (м3/с)

              h4 = hj-1 + ∆hwТ=4 тогда

Q1 = K1Т × = 0,05372 × =0,0121651(м3/с)

Q2 = K2Т × = 0,15840× = 0,0405562(м3/с)

Q3 = K3Т × = 0,02494 × = 0,071995(м3/с)

= 0,1247163(м3/с)

h5 = hj-1 + ∆hwТ=5 тогда

Q1 = K1Т × = 0,05372 × = 0,013601(м3/с)

Q2 = K2Т × = 0,15840× = 0,0453(м3/с)

Q3 = K3Т × = 0,02494 × = 0,0804935(м3/с)

=0,1393945 (м3/с)

График зависимости потери напора

от расхода воды. hw = φ(Q).

Глава 2. Гидравлический расчет системы трубопроводов водяного охлаждения

Гидравлический расчет системы трубопроводов выполняется по участкам питающего и сбросного трубопроводов. Целью этого расчета является определение диаметров труб, потерь напора в них, а также становление необходимого напора охлаждающей воды вводе в питающий трубопровод.

2.1. Определение расходов по участкам питающих и сбросных трубопроводов.

Qаб = Q1 = 123 м3/ч

Qбв =Qаб + Q2 = 123 + 118 = 241 (м3/ч)

Qвг =Qбв + Q3 = 263 + 148 = 389 (м3/ч)

Qеж = Q6 = 123 м3/ч

Qде =Qеж + Q5 = 123 + 187 = 310(м3/ч)

Qгд =Qде + Q4 = 310 + 167 = 477 (м3/ч)

2.2. Определение диаметров по участкам питающих и сбросных трубопроводов

d = Зададим допускаемую скорость движения воды в трубопроводе (питающем и сбросном) в пределах Vдоп = 1,5 ÷ 2,0 м/с:

Vдоп = 1,80 м/с = 6480 м/ч

Проверим размерность:

[d] = = = м

а) Диаметры питающих трубопроводов:

dаб = = = 0,148 (м)

Полученный результат (как и все последующие) округлим до ближайшего (обычно большего) значения по ГОСТу. Для округленных значений диаметров из той же таблицы выписываем значения расходной характеристики (для С = 80).

Таким образом, dаб ≈200 мм

Kаб = 341,1 л/с = 0,3411 м3/с = 1227,96 м3/ч

dбв = = = 0,226(м) ≈ 200 мм

Kбв = 341,1 л/с = 0,3411 м3/с = 1227,96 м3/ч

dвг = = = 0,284(м) ≈ 300 мм

Kвг = 1,006 × 103 л/с = 1,006 м3/с = 3621,6 м3/ч

dеж = = = 0,190(м) ≈ 200 мм

Kеж = 341,1 л/с = 0,3411 м3/с = 1227,96 м3/ч

dде = = = 0,315(м) ≈ 350 мм

Kде = 1,517 × 103 л/с = 1,517 м3/с = 5461,2 м3/ч

dгд = = = 0,395 (м) ≈ 400 мм

Kгд = 2,166 × 103 л/с = 2,166 м3/с = 7797,6 м3/ч

б) Диаметры сбросных трубопроводов

di = , где Vдоп = 1,5 – 2,0 м/с

d1 = = = 0,156 (м) ≈ 175 мм

K1 = 238,9(л/с) = 0,2389(л/с) = 860,04 м3/ч

d2 = = = 0,164 (м) ≈ 175 мм

K2 = 238,9(л/с) = 0,2389(л/с) = 860,04 м3/ч

d3 = = = 0,171 (м) ≈ 175 мм

K3 = 238,9(л/с) = 0,2389(л/с) = 860,04 м3/ч

d4 = = = 0,237 (м) ≈ 200 мм

K6 = 1227,96 м3/ч

d5 = = = 0,251 (м) ≈ 250 мм

K5 = 618,5 л/с = 0,6185 м3/с = 2226,6 м3/ч

d6 = = = 0,190 (м) ≈ 200 мм

K6 = 1227,96 м3/ч

2.3. Определение длин участкам питающих и сбросных трубопроводов

25

l1 = 53 м

l2 = 37 м

l3 = 42 м

l4 = 70 м

l5 = 48 м

l6 = 60 м

lаб = 87 м

lбв = 59 м

lгд = 57 м

lде = 65 м

lеж = 143 м

lвг = 72 м

25

где lвг определяется из схемы системы водяного охлаждения промышленного предприятия.

2.4. Определение потерь напора по участкам питающих и сбросных трубопроводов