Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• Цели расчетного задания
• Определение расчетных расходов горячей воды и теплоты
• Водоразборная арматура
• Расчет и построение графиков расхода теплоты
• Гидравлический расчет подающих теплопроводов
• Расчет циркуляционного трубопровода
• Выравнивание потерь давления (гидравлическая увязка)
• Подбор оборудования теплового пункта
• Список источников


Введение

Данное расчетное задание представляет собой расчёт системы горячего водоснабжения промышленного цеха и административно бытового комплекса предприятия по производству молочной продукции. Расчёт содержит 28 страницы, 2 иллюстрация и 4 таблиц. Графическая часть содержит планы этажей и аксонометрическую схему ГВС, всего листов формата А2 - 3. циркуляционный трубопровод давление вода



Цели расчетного задания

Основные цели расчетного задания: конструктивная разработка системы горячего водоснабжения; расстановка оборудования и арматуры; определение расчетных расходов горячей воды и теплоты, построение графиков расхода теплоты; гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов; подбор оборудования теплового пункта; рассчитывается вместимость бака-аккумулятора на основе интегрального графика.

Исходные данные для проектирования

Схема подключения потребителей к тепловым сетям определяет расчет системы горячего водоснабжения. По условию задана открытая система теплоснабжения. Это значит, что система горячего водоснабжения в своей конструкции имеет теплоноситель, который циркулирует в системе. Потребитель использует горячую воду, поступающую непосредственно из централизованной системы теплоснабжения. Требуемая температура горячей воды достигается путем смешивания сетевой и обратной воды из трубопровода. Минимальная температура воды в точке водоразбора при открытой системе горячего водоснабжения составляет .

Исходя из данного условия, проектируем циркуляционную систему: в таких системах, при отсутствии водоразбора, находящаяся в трубах вода не останавливается, а непрерывно перемещается в системе, чем обеспечивается заданная температура воды вблизи точек водоразбора [2].

Определение расчетных расходов горячей воды и теплоты

Горячая вода используется на душевые сетки, умывальники, мойки и биде. Мытье полов производственного цеха осуществляется с помощью поломоечных машин, работающих на холодной воде и чистящих средствах. На технологические нужды воды данного качества не используется.

Для расчета расхода воды санитарно-техническими приборами необходимо определить категорию работ, количество людей, работающих в одну смену, число ИТР.

Число ИТР составляет 10% от общего числа рабочих. На производстве молочной продукции работают 398 человек и работников ИТР - 40. При числе смен равном 3, максимальное количество работающих в дневную смену равно человек. Среди них 84 мужчины и 89 женщин.

Группа производственных процессов на ткацком производстве: Iб. По [3] расчетное число человек на один кран равно 10, на одну душевую сетку - 15 человек, а также на одно биде - 15 женщин. [3]

Таким образом, получаем 19 умывальников со смесителем в АБК.Исходя из условий комфорта, расположим 8 умывальников в обеденном зале, 2 умывальника в комнате отдыха, 2 умывальника в медицинском пункте, в женской и мужской уборных - соответственно 3 и 2 умывальника (так как 1 умывальник в тамбуре уборных обслуживает 40 мужчин/27 женщин в смену). [3]

В женской раздевалке находится 5 душевых сеток и 5 душевые сетки - в мужской. В помещениях личной гигиены женщин размещаем 5 биде. В кухне располагаем 3 мойки.

Водоразборная арматура

1) Умывальники со смесителем в АБК

Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при одинаковых водопотребителях в здании:

секундный расход горячей воды [см в СП 30.13330],

норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления административных зданий [см в СП 30.13330],

количество водоразборных приборов.

Вероятность использования санитарно-технических приборов для системы, в целом:

где часовой расход горячей воды прибором.

Максимальный секундный расход горячей воды:

где коэффициент, определяемый в зависимости от числа санитарно-технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой и вероятности их использования

при [см в СП 30.13330].

Максимальный часовой расход горячей воды:



где коэффициент, определяемый в зависимости от числа санитарно-технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой и вероятности их использования

при 7,391.

2) Биде в АБК

секундный расход горячей воды,

норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления административных зданий,

где часовой расход горячей воды прибором.

при .

при 2,791.

3) Мойки со смесителем на кухне

секундный расход горячей воды,

норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления предприятий общественного питания,

где часовой расход горячей воды прибором.

при .

при 2,097.

4) Душевые сетки в АБК

Вероятность действия душевой сетки равна 1, так как в течение одного часа после окончания смены все души одновременно работают на 100%.

Максимальный часовой расход горячей воды:

где часовой расход горячей воды прибором.

5) Расход горячей воды на технологические нужны

Максимальный расход горячей воды в системе:

Рассчитаем диаметр вводной трубы:

(5)

где - скорость движения воды в трубопроводе.

Примем

По ГОСТ 3262-75 «Трубы стальные водогазопроводные» примем . Уточним скорость:

Максимальный часовой расход воды системой ГВС:

(6)

где - плотность воды при ;

- теплоемкость воды;

- температура горячей воды;

- температура холодной воды;

Принимаем в=0,2 для неизолированных водоразборных стояков. [1].

Средний часовой расход воды за сутки максимального водопотребления;

(7)

где - норма расхода горячей воды одним потребителем в сутки

наибольшего водопотребления [2];

- количество часов.

1) Умывальники со смесителем в АБК:

2) Биде в АБК

3) Мойки со смесителем на кухне:

4) Душевые сетки в АБК:

5) Суммарные технологические нужды

Расчет и построение графиков расхода теплоты

Для построения интегрального графика потребления и подачи теплоты по часам суток необходимо построить безразмерный график расхода горячей воды. При этом необходимо учитывать, что расход теплоты будет соответствовать 100% расхода воды по безразмерному графику [1]:

(8)

где - средний часовой расход воды за сутки максимального

водопотребления;

Таким образом:

График суточной неравномерности потребления и подачи тепловой энергии представлен на рисунке 1.

Интегральный график - рисунок 2.

Таблица 1. Потребление теплоты на ГВС по часам суток

Часы суток
0-1	88	1009,368961	2018,737921
1-2	88	1009,368961	3028,106882
2-3	88	1032,309164	4060,416047
3-4	90	1032,309164	5092,725211
4-5	90	1032,309164	6125,034375
5-6	90	1147,010183	7272,044558
6-7	100	1915,507005	9187,551563
7-8	167	1009,368961	10196,92052
8-9	88	1009,368961	11206,28948
9-10	88	1009,368961	12215,65845
10-11	88	1020,839063	13236,49751
11-12	89	1032,309164	14268,80667
12-13	90	1032,309164	15301,11584
13-14	90	1147,010183	16448,12602
14-15	100	1915,507005	18363,63302
15-16	167	1009,368961	19373,00198
16-17	88	1009,368961	20382,37095
17-18	88	1009,368961	21391,73991
18-19	88	1020,839063	22412,57897
19-20	89	1020,839063	23433,41803
20-21	89	1032,309164	24465,7272
21-22	90	1147,010183	25612,73738
22-23	100	1915,507005	27528,24438
23-24	167	27528,24438	1147,010183



Рисунок 1. График расхода воды по часам суток

Рисунок 2. Интегральный график потребления и подачи теплоты по часам суток

Найдем объем бака-аккумулятора:

(7)

где - максимальная разность между фактическим и равномерным

потреблением теплоты, выбирается из интегрального графика

потребления и подачи теплоты.

Из стандартного ряда типоразмеров выбираем бак-аккумулятор объемом 10 м3, диаметром 2840 мм, высотой 3350 мм.

Гидравлический расчет подающих теплопроводов

Цель расчета: определение диаметров трубопроводов и потерь давления в них, то есть пропускной способности трубопроводов.

Аксонометрическая схема представлена в приложении (1 лист А2).

Расчетный участок - часть трубопровода, на котором на меняется расход воды, материал трубопровода и его диаметр.

Расчет производится табличным методом:

· вначале заполняют графы 1-3, причем количество водоразборных приборов на расчетном участке принимают как количество приборов, снабжаемых горячей водой;

· ориентируясь на оптимальные скорости движения воды в трубах, по определяют условный проход трубопроводов и удельные потери напора в них;

· по формуле определяют потери давления (в Паскалях) на каждом участке трубопровода;

(8)

где - коэффициент гидравлического трения, определяемый по формуле(9);

- длина расчетного участка;

- диаметр трубопровода расчетного участка;

- скорость воды на расчетном участке;

(9)

где - эквивалентная шероховатость труб (для стали );

- критерий Рейнольдса, определяемый по формуле (10);

(10)

где - кинематическая вязкость воды при температуре ;

· по формуле (14) определяют потери напора (в метрах)на каждом участке трубопровода;

(11)

Результаты гидравлического расчета подающих трубопроводов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты гидравлического расчета подающих трубопроводов

№ уч.
1	0.6	1	0.2	0.272	0.512	0.512	25	1.044	61896.02	0.0419	0.536	0.056	0.056
2	0.6	2	0.2	0.544	0.707	0.707	25	1.441	85469.7	0.0418	1.017	0.106	0.162
3	0.6	3	0.2	0.816	0.879	0.879	32	1.094	83017.88	0.0394	0.432	0.045	0.207
4	0.785	1	0.09	0.048	0.27	0.122	15	0.688	24480.36	0.0480	0.580	0.061	0.061
5	0.785	2	0.09	0.096	0.338	0.152	15	0.861	30645.78	0.0478	0.906	0.094	0.094
6	0.785	3	0.09	0.144	0.392	0.176	15	0.999	35541.85	0.0477	1.216	0.127	0.127
7	0.5	4	0.09	0.192	0.441	0.198	15	1.124	39984.59	0.0476	0.979	0.102	0.102
8	2.7	7	-	-	-	1.077	32	1.340	101760.7	0.0393	2.912	0.304	0.511
Участки 4', 5', 6', 7' аналогично участкам 4, 5, 6, 7
9	0.692	11	-	-	-	1.161	32	1.445	109665.8	0.0393	0.866	0.090	0.601
10	0.786	12	0.09	0.432	0.633	1.164	40	0.927	87936.62	0.0373	0.308	0.032	0.633
11	8.665	13	0.09	0.48	0.665	1.178	40	0.938	89024.64	0.0373	3.478	0.363	0.996
12	0.786	14	0.09	0.528	0.698	1.193	40	0.950	90146.66	0.0373	0.323	0.034	1.029
13	4.37	15	0.09	0.576	0.73	1.208	40	0.961	91234.67	0.0373	1.842	0.192	1.222
14	0.9	1	0.14	-	-	0.140	15	0.793	28207.82	0.0478	0.881	0.092	0.092
15	0.9	2	0.14	-	-	0.280	20	0.892	42311.73	0.0444	0.777	0.081	0.081
16	0.9	3	0.14	-	-	0.420	25	0.856	50774.08	0.0420	0.542	0.057	0.057
17	0.9	4	0.14	-	-	0.560	25	1.141	67698.77	0.0419	0.960	0.100	0.100



№ уч.
18	0.7	5	0.14	-	-	0.700	25	1.427	84623.46	0.0418	1.164	0.121	0.121
19	8.685	20	-	-	-	2.787	50	1.420	168430.9	0.0351	6.013	0.627	1.849
20	0.786	1	0.09	0.048	0.27	0.122	15	0.688	24480.36	0.0480	0.581	0.061	0.061
21	5.693	2	0.09	0.096	0.338	0.152	15	0.861	30645.78	0.0478	6.571	0.685	0.746
22	0.786	3	0.09	0.144	0.392	0.176	15	0.999	35541.85	0.0477	1.218	0.127	0.873
23	4.23	4	0.09	0.192	0.441	0.198	15	1.124	39984.59	0.0476	8.280	0.864	1.736
24	0.51	1	0.09	0.048	0.27	0.122	15	0.688	24480.36	0.0480	0.377	0.039	0.039
25	1.165	3	0.09	0.144	0.392	0.176	15	0.999	35541.85	0.0477	1.805	0.188	0.188
26	0.1	1	0.05	0.167	0.418	0.105	15	0.592	21055.12	0.0481	0.055	0.006	0.006
27	1.267	4	-	-	-	0.281	20	0.895	42447.73	0.0444	1.101	0.115	0.115
28	1.247	6	0.05	0.501	0.678	0.346	20	1.102	52270.1	0.0443	1.638	0.171	0.171
29	0.5	8	0.05	0.835	0.959	0.416	20	1.325	62885.81	0.0442	0.949	0.099	0.099
30	3.105	12	-	-	-	0.681	32	0.847	64294	0.0395	1.345	0.140	1.876
Участки 14', 15', 16', 17' аналогично участкам 14, 15, 16, 17
31	5.621	17	-	-	-	1.381	40	1.099	104324.9	0.0373	3.092	0.322	2.199
32	3.375	1	-	-	-	3.330	65	1.004	154833	0.0330	0.845	0.088	0.088
33	10	-	-	-	-	6.264	80	1.247	236630.2	0.0313	2.970	0.310	4.445

Суммарные потери напора на трение в системе:

Суммарные потери давления на трение в системе:

Потери напора на местные сопротивления принимаем 20% от суммарных потерь напора на трение.

Суммарные потери напора в системе:

Суммарные потери давления в системе:

Расчет циркуляционного трубопровода

Для производственного здания циркуляционный расход находится как 10% от расчетного расхода подающего трубопровода:

.(12)

Диаметр циркуляционного трубопровода будем подбирать в соответствии с допустимыми скоростями воды:

(13)



При расчете необходимо учесть, что минимальный диаметр трубопровода.

После подбора диаметров следует уточнить скорость воды в трубе:

(14)

Количество воды, которое теоретически должно циркулировать в системе ГВС при отсутствии водоразбора, зависит от потерь теплоты подающими трубопроводами и допустимого остывания воды при ее движении от теплового пункта до наиболее удаленной водоразборной точки.

Результаты расчет циркуляционного трубопровода представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты расчета циркуляционного трубопровода

№ уч.
34	1.8	0.0879	10	1.120	0.053	0.606	0.606
35	2.7	0.108	15	0.610	0.048	0.164	0.770
36	0.692	0.116	15	0.657	0.048	0.049	0.819
37	0.786	0.116	15	0.659	0.048	0.056	0.874
38	8.665	0.118	15	0.667	0.048	0.629	1.503
39	0.786	0.119	15	0.675	0.048	0.058	1.561
40	4.37	0.121	15	0.684	0.048	0.333	1.894
41	4.3	0.070	10	0.892	0.053	0.921	0.921
42	8.685	0.279	20	0.887	0.044	0.774	2.669
43	11.495	0.020	10	0.253	0.055	0.205	0.205
44	4.689	0.042	10	0.530	0.053	0.358	3.027
45	3.105	0.068	10	0.867	0.053	0.629	3.656
46	4.3	0.070	10	0.892	0.053	0.921	0.921
47	5.621	0.138	15	0.782	0.048	0.558	4.215
48	3.375	0.333	25	0.679	0.042	0.134	4.348
49	10	0.626	32	0.779	0.040	0.383	4.731



Суммарный циркуляционный расход равен:

что составляет 10 % от максимального расхода воды.

Суммарные потери напора в циркуляционном трубопроводе:

Выравнивание потерь давления (гидравлическая увязка)

Определим невязку по формуле:

(15)

где и - основной и дополнительный параллельно подключенные

контуры циркуляции.

Невязка должна составлять 5-10%.

В случае, если следует поставить диафрагму на циркуляционный участок с меньшими H для выравнивания потерь напора.

Диаметр диафрагмы вычисляется по формуле:

(16)

где ;

(17)



Увязка 1

Пусть основной контур включает подающие участки 1-19 и циркуляционные участки 34-42. Тогда для него

Дополнительный контур включает подающие участки 20-31, и циркуляционныеучастки 43-47. Тогда для него

Невязка:

Невязка превышает 10%, следовательно, установим на дополнительный контур диафрагму.

Диаметр диафрагмы:

Примем диаметр диафрагмы равный 8 мм.

Потери напора через диафрагму:

Значит, в дополнительном контуре станут потери напора:

Снова проверим невязку:

Следовательно, диафрагма подобрана верно.

Расчет других увязок представлен в таблице 7.

Таблица 4. Результаты расчета гидравлических увязок

Гидравлическая увязка	1	2	3	4
Основные участки	20-31 и 43-47	1-13 и 34-40	20-23 и 43	20-30 и 43-45
Доп. участки	32 и 48	14-18 и 41	24-29 и 44	14'-18' и 46
qц, м3/час	1,2	0,252	0,072	0,225
Hосн, м	2,528	1,894	0,205	0,629
Hдоп, м	0,134	0,921	0,358	0,921
Д, %	94,7	51,37	42,73	31,7
Hизб, м	2,394	0,973	0,189	0,292
Диаметр диафрагмы, мм	9,95	5,71	4,59	7,29
Принятый диаметр, мм	10	6	4,6	7,3
H'изб, м	2,348	0,8	0,189	0,3
H'доп, м	2,482	1,721	0,394	0,929
Д', %	1,82	9,13	9,13	0,86

Подбор оборудования теплового пункта

Давления в тепловой сети:

В открытых системах теплоснабжения для подачи воды к наиболее высокорасположенным и наиболее удаленным от начала системы водоразборным приборам необходимо иметь соответствующий напор в обратном трубопроводе в точке отбора смешиваемой воды [2].

Требуемое значение этого напора находят по формуле (23) [1]:

(23)

-потери напора в счётчике расхода;

- суммарные потери на трение;

- потери на местные сопротивления (20% от )

свободный напор у водоразборного приборов;

геометрическая высота подъема воды от теплового пункта до самого верхнего водоразборного прибора;

Счетчик расходы воды устанавливается на подающем теплопроводе. По расходу воды выбираем турбинный счетчик с диаметром условного прохода с максимальным расходом воды до и гидравлическим сопротивлением [5, табл. 5.1] .

Необходимое значение напора:

Имеющееся значение напора:

,

Напор на вводе трубопроводабольше требуемого, следовательно, установка повысительно-циркуляционного насоса нетребуется.



Список источников

1. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование/ Под ред. проф. Б. М. Хрусталева. - М.: Изд-во АСВ, 2008. - 784 с., 183 ил.

2. Теплоснабжение: Учебник для вузов/ А. А. Ионин, Б. М. Хлыбов и др; Под ред. А. А. Ионина. - М.: Стройиздат, 1982. - 336 с.

3. СП 44.13330.2011 Административные и бытовые здания. Актуализированная редакция СНиП 2.09.04-87. - М.,2011. - 34 с.

4. Справочник проектировщика. Отопление, водопровод, канализация/ Под ред. И. Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1975. 4.1.-415 с.

5. Строительные нормы и правила. СНиП 2.04.01.-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986.

6. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 1-я/ Под ред. Р. В. Щекина. - Киев: Будiвельник, 1976. - 416 с.

7. Наладка систем централизованного теплоснабжения: Справ.пособие/ И. М. Сорокин, А. И. Кузнецов. - М.: Стройиздат, 1979.

Размещено на Allbest.ru

...