11 вар. Система горячего водоснабжения

Название	Система горячего водоснабжения
Дата	22.05.2023
Размер	208.33 Kb.
Формат файла
Имя файла	11 вар.docx
Тип	Контрольная работа #1149621
страница	5 из 5

1 2 3 4 5

6. Выбор водомера

Счетчик расхода воды в закрытых системах теплопотребления устанавливают на вводе трубопровода в здание до подогревателя ГВС с обязательным устройством обводного трубопровода с запорным устройством.

К установке на вводе трубопровода холодной воды в здание принимаем счетчик холодной воды крыльчатого типа ВСХ.

Gч=4,374 м3/ч, значит принимаем ВСХ 20 с диаметром dV=20 мм.

7 Расчет водоподогревателя

Оптимальное соотношение числа ходов для греющей Х1 и нагреваемой Х2 воды в теплообменнике:

Gнаг – расход нагреваемой воды, кг/ч;

Gгре – расход греющей воды, кг/ч;

Δpгре – потери давления по греющей воде, кПа;

Δpнаг – потери давления по нагреваемой воде, кПа;

tнагср – средняя температура нагреваемой воды, °С;

tгреср – средняя температура греющей воды, °С.

Для рассчитываемого теплообменника:

Gнагр = 4374 кг/ч, как определено в записки

Gгре = 5796,4 кг/ч, как определено в записки

Δpгре=40 кПа

Δpнаг=100 кПа

tнагср = 30 °С

tгреср = 50 °С

=0,6 < 2- симметричная компоновка теплообменника, т.е. число каналов для греющей воды равно числу каналов для нагреваемой воды.

Требуемое число каналов для нагреваемой воды:

Gнаг – расход нагреваемой воды, кг/ч;

Wопт – оптимальная скорость воды в теплообменнике, м/с;

fk – площадь поперечного сечения одного канала, м2;

ρ – плотность воды, кг/м3.

Для рассчитываемого теплообменника:

Gнаг = 4374 кг/ч, как определено записки

Wопт = 0,4 м/с

fk = 0,00245 м2 для пластины 0,6р

fk = 0,0011 м2 для пластины 0,3р

ρ = 1000 кг/м3

При пластинах 0,6р:

(принимается 1)
При пластинах 0,3р:

(принимается 3)

Общее живое сечение каналов в пакете теплообменника:

fгре = fнагр = mнаг· fk = 1 · 0,00245 = 0,00245 м2 (пластины 0,6р)

fгре = fнагр = mнаг· fk = 3 · 0,0011 = 0,0033 м2 (пластины 0,3р)

Фактическая скорость греющей воды:

Wгрефкт – фактическая скорость греющей воды, м/с;

Gгре – расход греющей воды, кг/ч;

fгре – общее живое сечение каналов в пакете по греющей воде, м2;

ρ – плотность воды, кг/м3.

Для рассчитываемого теплообменника:

Gгре = 5796,4 кг/ч, как определено в записки

fгре = 0,00245 м2 для пластины 0,6р

fгре = 0,0033 м2 для пластины 0,3р

ρ = 1000 кг/м3
Wгрефкт = 5796,4 : (3600 · 0,00245 · 1000) = 0,7 м/с (пластины 0,6р)

Wгрефкт = 5796,4 : (3600 · 0,0033 · 1000) = 0,5 м/с (пластины 0,3р)
5.Фактическая скорость нагреваемой воды:

Wнагфкт – фактическая скорость нагреваемой воды, м/с;

Gнаг – расход нагреваемой воды, кг/ч;

fнаг – общее живое сечение каналов в пакете по нагреваемой воде, м2;

ρ – плотность воды, кг/м3.

Для рассчитываемого теплообменника:

Gнаг = 4374 кг/ч, как определено в записки

fнаг = 0,00245 м2 для пластины 0,6р

fнаг = 0,0033 м2 для пластины 0,3р

ρ = 1000 кг/м3
Wнагфкт = 4374 : (3600 · 0,00245 · 1000) = 0,5 м/с (пластины 0,6р)

Wнагфкт = 4374 : (3600 · 0,0033 · 1000) = 0,4 м/с (пластины 0,3р)
6. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде:
α1 = 1,16 · A · (23000 + 283 · tгреср – 0,63 · (tгреср)2) · (Wгрефкт)0,73
α1 – коэффициент теплоотдачи от греющей воды на стенку пластины, Вт/(м2·°С);

A – коэффициент, зависящий от типа пластин;

tгреср – средняя температура греющей воды, °С;

Wгрефкт – фактическая скорость греющей воды, м/с.

Для рассчитываемого теплообменника:

A = 0,492 (пластины 0,6р)

A = 0,368 (пластины 0,3р)

Wгрефкт = 0,7 м/с (пластины 0,6р),

Wгрефкт = 0,5 м/с (пластины 0,3р),

tгреср = 50 °С,

α1 = 15649 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р)

α1 = 9156 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р)

7. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде:

водоснабжение подогреватель гидравлический трубопровод

α2 = 1,16 · A · (23000 + 283 · tнагср – 0,63 · (tнагср)2) · (Wнагфкт)0,73
α2 – коэффициент тепловосприятия нагреваемой воды от стенки пластины, Вт/(м2·°С);

A – коэффициент, зависящий от типа пластин, принимаемый по Приложению 6;

tнагср – средняя температура нагреваемой воды, °С;

Wнагфкт – фактическая скорость нагреваемой воды, м/с.

Для рассчитываемого теплообменника:

A = 0,492 (пластины 0,6р)

A = 0,368 (пластины 0,3р)

Wнагфкт = 0,5 м/с (пластины 0,6р),

Wнагфкт = 0,4 м/с (пластины 0,3р),

tнагср = 30 °С,

α2 = 10640 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р)

α2 = 6762 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р)

8. Коэффициент теплопередачи теплообменника:

k – коэффициент теплопередачи теплообменника, Вт/(м2·°С);

β – коэффициент, учитывающий уменьшение теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости о качества воды принимается равным 0,7 ÷ 0,85;

α1 – коэффициент теплоотдачи от греющей воды на стенку пластины, Вт/(м2·°С);

α2 – коэффициент тепловосприятия нагреваемой воды от стенки пластины, Вт/(м2·°С);

δпл- толщина пластины, м;

λпл– коэффициент теплопроводности материала пластины, Вт/м·°С.

Для рассчитываемого теплообменника:

β = 0,8

α1 = 15649 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р)

α2 = 10640 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р)

α1 = 9156 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р)

α2 = 6762 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р)

σст = 0,001 м

λст = 16 Вт/м·°С

k = 3630 Вт/(м2·°С) (пластины 0,6р)

k = 2503,1 Вт/(м2·°С) (пластины 0,3р)

9. Требуемая площадь поверхности нагрева теплообменника:

Fтр – требуемая площадь поверхности нагрева, м2;

Qгв – максимальная тепловая нагрузка СГВ здания, Вт;

k – коэффициент теплопередачи теплообменника, Вт/(м2·°С);

Δtср – среднелогарифмический температурный напор теплообменника, °С.

Δtср – среднелогарифмический температурный напор теплообменника, °С.

τ1’ – температура греющей воды на входе в теплообменник, °С;

τ3’ – температура греющей воды на выходе из теплообменника, °С;

tx – температур нагреваемой воды на входе в теплообменник, °С;

tг – температур нагреваемой воды на выходе из теплообменника, °С.

Для расчета принимаем:

τ1’ = 70 °С

τ3’ = 30 °С

tx = 5 °С

tг = 60 °С

= 16,3 °С

= 4,6 м2 (пластины 0,6р)

= 6,6 м2 (пластины 0,3р)
10. Количество ходов в теплообменнике:
X = (Fтр + fпл) : (2 · m · fпл)
Х – число ходов;

Fтр – требуемая площадь поверхности нагрева, м2;

fпл – площадь нагрева одной пластины, м2;

m – число каналов.

Для рассчитываемого теплообменника:

При пластинах 0,6р:

Fтр = 4,6 м2, как определено в записки;

fпл = 0,6 м2;

m = 1, как определено в записки

При пластинах 0,3р:

Fтр = 6,6 м2, как определено в записки;

fпл = 0,3 м2;

m = 3, как определено в записки
X = (4,6 + 0,6) : (2 · 1 · 0,6) = 4,3 ≈ 5 (для пластин 0,6р)

X = (6,6 + 0,3) : (2 · 3 · 0,3) = 3,8 ≈ 4 (для пластин 0,3р)
11. Действительная поверхность нагрева:
F = (2 · m · X – 1) · fпл

F = (2 · 1 · 5 – 1) · 0,6 = 5,4 м2 (при пластинах 0,6р)

F = (2 · 3 · 4 – 1) · 0,3 = 6,9 м2 (при пластинах 0,3р)
12.Количество пластин в теплообменнике:
n = F : fпл

n = 5,4 : 0,6 = 11 (пластин 0,6р)

n = 6,9: 0,3 = 23 (пластина 0,3р)
13. Потери давления в теплообменнике:
pтер = φ · Б · (33 – 0,08 · tср) · (Wфкт) 1,75 · Х
pтер – теряемое давление, кПа;

φ – коэффициент, учитывающий образование накипи, для нагреваемой воды принимается равным 1,5 ÷ 2,0, а для греющей равным 1;

Б – коэффициент, зависящий от типа пластины;

tср – средняя температура воды, °С;

Wфкт – фактическая скорость воды, м/с;

Х – число ходов.

В рассчитываемом теплообменнике для нагреваемой воды:

Wнагфкт = 0,5 м/с (пластины 0,6р),

Wнагфкт = 0,4 м/с (пластины 0,3р),

Б = 3 (для пластин 0,6р)

Б = 4,5 (для пластин 0,3р)

φ = 1,5

tнагср = 30 °С

Х = 5 (пластины 0,6р),

Х = 4 (пластины 0,3р),
pтер0,6р = 1,5·3·(33 – 0,08·30) · 0,5 1,75 · 5 = 204,7 кПа

pтер0,3р = 1,5·4,5·(33 – 0,08·30) · 0,4 1,75 · 4 = 166,2 кПа
Для греющей воды:

Wгрефкт = 0,7 м/с (пластины 0,6р),

Wгрефкт = 0,5 м/с (пластины 0,3р),

Б = 3 (для пластин 0,6р)

Б = 4,5 (для пластин 0,3р)

φ = 1

tгрср = 50 °С

Х = 5 (пластины 0,6р),

Х=4 (пластины 0,3р),
pтер0,6р = 1·3·(33 – 0,08·50) · 0,71,75 · 5 = 234,7 кПа

pтер0,3р = 1·4,5·(33 – 0,08·50) · 0,51,75 ·4 = 153,3 кПа
В результате выбираем теплообменник типа 0,3р толщиной 0,8 мм, изготовленными из стали 12Х18Н10Т на консольной раме, с уплотнительными прокладками из теплостойкой резины марки 395. С компоновкой

для аппарата 0,3р.

8 Расчет потерь давления в тепловом узле

Потери давления в тепловом узле складываются из потерь давления в подогревателе и сужающемся устройстве

Потери в сужающемся устройстве

Нсч- потери давления в счетчике, принимаются по диаграмме 70МПа=7м; Нф- потери давления в фильтре, принимаются по диаграмме, 3м;

Нl- потери давления по длине сужающегося устройства;

Нк- потери давления на сжатии потока (конфузор),м;

Нg- потери давления на расширении потока (диффузор),м

Потери давления по длине сужающегося устройства определяются по формуле:
Нl=λ∙L∙V2/2∙g∙d

V- скорость теплоносителя, м/с;

λ- коэффициент гидравлического сопротивления трению;

L- длина сужающегося устройства, м;

d- диаметр сужающегося устройства, м

Скорость теплоносителя, м/с, определяется по формуле:
V=Gч/S
Gч- количество теплоносителя, м3/ч

S- площадь поперечного сечения трубы, м2
S=π∙d2/4=3,14∙0,022/4=0,314∙10-3 м2

V=1,215∙10-3/0,314∙10-3=3,9 м/с

λ=0,3146∙Re-0,25
Re- число Рейнольдса

Число Рейнольдса определяется по формуле:
Re= V∙d/γ
γ=0,004 см2/с – кинематическая вязкость воды
Re=3,9∙20/0,004=19500

λ=0,3146∙19500-0,25=0,027
Тогда Нl будут равны:
Нl= 0,027∙0,5∙3,92/2∙10∙0,02=0,513 м

Потери давления на сжатие потока:
Нк=ςк∙V2/2∙g
ςк- коэффициент местного сопротивления, выбирается по номограмме для переходного конуса 12,50, ςк= 0,36
Нк=0,36∙3,92/2∙10=0,27 м
Потери давления на расширении потока:
Нд=ςд∙V2/2∙g
ςк- коэффициент местного сопротивления, выбирается по номограмме для переходного конуса 12,50, ςд= 0,23
Нд=0,23∙3,92/2∙10=0,17 м
Подставляя все полученные значения в формулу потерь давления в сужающемся устройстве:

Потери давления в тепловом узле:

9 Подбор циркуляционных насосов

Производительность циркуляционного насоса рассчитывается по формуле

Gцн=( Gс+ Gц)∙0,15+ Gц
Gц- циркуляционный расход, кг/с;

Gс- секундный расход, кг/с
Gцн=(1,259+0,149)∙0,15+0,149=0,36 кг/с
Подбираем насос ЦВЦ 16,0-6,7, с подачей 0,8-25 кг/с, напором 7,7-4 м, мощностью электродвигателя 0,35-0,845 Вт и общим КПД 41 %.

Устанавливается два нососа, один из которых резервный.

Список используемых источников

Мансуров Р.Ш., Гребнев Д.В. Система горячего водоснабжения жилого дома. Методические указания по написанию курсовых работ. – Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2006.
СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.
СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов.
Козин В.Е. Теплоснабжение. Учебное пособие для студентов вузов.- М.: Высшя школа, 1980.-408 с.
Хрусталев Б.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование.- М.: АСВ, 2008.- 784с.

1 2 3 4 5