Расчет теплопотребления

Министерство образования Российской Федерации Читинский государственный университет Энергетический институт Кафедра Электроснабжение Расчетно-графическая работа по дисциплине:

Энергоснабжение Выполнил: студент группы ЭПз-06−1

Лямин А, А.

Преподаватель: Долгов В.Н.

Чита 2011 г.

Задание

1) Рассчитать теплопотребление потребителей.

2) Выбрать профиль теплосети.

3) Произвести гидравлический расчёт теплосети и начертить пьезометрический график.

4) Определить параметры теплоизоляции теплопроводов.

Вариант генплана 39, подвариант В, город Омск:

0-Квартальная котельная;

III — Машиностроительный завод:

1. Кузнечный цех V=1500 м3 — 1 этаж

2. Сборочный цех V=12 100 м3 — 1 этаж

3. Механический цех V=11 000 м3 — 1 этаж

3. Административный корпус 4000 м3 — 3 этажа Содержание

1. Расчёт теплопотребления

1.1 Расчет затрат тепла на отопление и вентиляцию

1.2 Расчет затрат тепла на горячее водоснабжение

1.3 Общие затраты тепла

2.Гидравлический расчёт тепловых сетей

2.1 Определение диаметра трубопровода

2.2 Определение числа компенсаторов

2.3 Определение потерь напора в местных сопротивлениях

2.4 Определение потерь напора по длине трубопровода

3. Выбор толщины теплоизоляции теплопровода Приложение 1

1. Расчёт теплопотребления Климатические условия для данного варианта:

1) Абсолютная минимальная температура за отопительный период t = -49 °С,

2) Расчетная температура для отопления tp.o.= -36 °С,

3) Расчетная температура для вентиляции tp.B.= -24 °С,

4) Скорость ветра за наиболее холодные три месяца w = 3,9 м/с.

Подсчет теплопотерь ведется по различным методикам в зависимости от назначения здания.

1.1 Расчет затрат тепла на отопления и вентиляцию отопление трубопровод тепло напор Определение затрат тепла на отопления осуществляется по формуле:

Qo=(l +м)-X0-V.(tB-tpo), где м — коэффициент инфильтрации;

Хо — удельная тепловая характеристика здания на отопления, Вт/м3-°С;

V — объём здания по наружному обмеру, м3;

tB — температура воздуха в помещении, °С (см. таб.6 метод. указаний);

tp.o — расчётная наружная температура воздуха (для отопления), °С (таб.2 метод. указаний);

Коэффициент инфильтрации определяется из выражения: I

м =в, где в — постоянная инфильтрации, сек/м (см. таб. 1 метод. указаний);

g — ускорение свободного падения, м2/сек;

Н — высота этажа здания, м;

w — расчётная скорость ветра в холодный период года, м/сек (таб.2 метод. указаний);

хо=

— удельная тепловая характеристика зданий при tpo = -39°С (принимаем по таблице 3 методических указаний).

в — поправочный коэффициент для разных tpo (по таблице 4 методических указаний).

Находим коэффициент инфильтрации для каждого потребителя:

Кузнечный цех:

Сборочный цех:

Механический цех:

Административный корпус:

Найдем затраты тепла на отопление:

Кузнечный цех:

Где (см. табл.3 м. у), (см. табл.4 м. у) Сборочный цех:

Механический цех:

Административный корпус:

Расход тепла на вентиляцию определяется из уравнения:

QВ=чВ.V.(tВ-tР.В.),

где чВ — удельный расход тепла на вентиляцию зданий, Вт/м3-°С (таб.5

метод. указаний);

t Р.В. — расчётная наружная температура воздуха (для вентиляции) (см. таб.2 метод. указаний);

Кузнечный цех:

Сборочный цех:

Механический цех:

Административный корпус:

1.2 Затраты тепла на горячее водоснабжение Горячее водоснабжение производственных цехов:

Для производственных цехов горячее водоснабжение считается по формуле

где р — число душевых в цехе (см. таб.8 метод. указаний);

m = k.V.10 -3 чел;

к — коэффициент выбирается по таб.9 метод. указаний;

а — норма расхода воды на человека, на процедуру а=40кг;

tГ.В. — температура горячей воды tГ.В.=+38°C;

tX.B. — температура холодной воды tX.B. =+5°С;

n — время подогрева воды на горячее водоснабжения в подогревателях, сек. (таб.10 метод. указаний);

С — теплоёмкость воды Дж/кг-°С;

Кузнечный цех:

Сборочный цех:

Механический цех:

Административный корпус:

1.3 Общие затраты тепла Общие затраты тепла для каждого потребителя определяются по формуле:

Q = Q0+QB+Q Г. В.

Кузнечный цех:

Сборочный цех:

Механический цех:

Административный корпус:

Общие затраты тепла:

Q =105,56 + 851,52 + 774,109 + 187,887 = 1919,076 кВт

2 Гидравлический расчёт тепловых сетей Задачей гидравлического расчёта является определение диаметров трубопроводов, потерь давления и параметров теплоносителя у теплопотребителей.

В расчётах принимаются: эквивалентная шероховатость труб кэ=0.0005 м и предельные скорости воды по таб.14, метод. указаний Для расчёта составляется таблица расчётных расходов воды на каждом участке разветвлённой сети, расстояния между абонентами и скелетная схема разводки тепла. При выборе расчётных расходов воды необходимо иметь в виду потери воды в сети.

Для закрытых систем расход воды считается по формуле:

где

kp — коэффициент, учитывающий утечки воды из сети кр= 1.005;

t1 — температура в прямом трубопроводе °С;

t2 — температура в обратном трубопроводе °С;

Для данного участка теплосети:

кг/с

2.1 Определение диаметра трубопровода Ззадавшись оптимальной скоростью воды по табл.14 метод. указаний определим расчётный диаметр труб для каждого участка скелетной схемы.

щопт — оптимальная скорость течения воды (по таблице 14 метрод. указаний);

принимаем щопт =1,0 м/с

Dp= мм По табл.15 подбираем трубу с диаметром D наиболее близким к Dp.

D = 100 мм (подбираем больший диаметр чтобы избежать больших потерь напора по длине). Определяем истинную скорость воды:

2.2 Определение числа компенсаторов Для компенсации термических удлинений трубопровода из-за их нагрева изготовляются компенсирующие устройства, имеющие в основном П-образную форму. Количество компенсаторов определяется исходя из расстояния между мертвыми опорами (см. таб.16) или наличием поворотов и ответвлений.

Для каждого участка рассчитывается возможное удлинение трубопровода по формуле:

Дl = 0.012*(t1 — 5)*l, где

1 — длина участка между неподвижными опорами, м;

Д1 — возможное удлинение, мм;

мм Конструкция компенсатора и их компенсирующая способность приведены в приложении в табл.17 метод.указаний.

Вылет компенсатора зависит от его типа, диаметра трубы.

Компенсирующая способность:

К = Дl /DH

Выбираем стальной компенсатор: тип I, компенсирующая способность 1,38, вылет компенсатора h=24*DH = 24*108*0.001=2,6 м .

При установке П-образных компенсаторов длина трубопровода увеличивается на величину

lK = 2*h*nK, где

h — вылет (плечо) компенсатора, м;

nк — число компенсаторов, установленных на участке ;

2.3 Определение потерь напора в местных сопротивлениях Местные потери напора обусловлены так называемыми местными гидравлическими сопротивлениями, т. е. местными изменениями формы и размеров потока. Для трубопровода это повороты, изгибы труб, задвижки, изменения диаметра трубы. В общем, виде потери в местных сопротивлений определяют по формуле:

значение коэффициента сопротивления, приведено в таб.18 метод. указаний.

Для каждого участка определяются количество задвижек, которые должны устанавливаться на трубопроводе перед каждым ответвлением, в начале и конце ответвления, а также не реже чем через каждые 1000 м с перемычкой между подающей и обратной линиями. Получаем 4 задвижки. Число компенсаторов

nк = L/l, где

L — длина участка

N = 2890/108 = 27 компенсаторов.

lк=2*2,6*27=151,2 м.

Далее определяют суммарные потери напора в местных сопротивлениях для каждого участка трубопровода.

Па

2.4 Определение потерь напора по длине трубопровода Потери на трение или по длине — это потери, которые в чистом виде возникают в прямых трубах постоянного сечения, т. е. при равномерном течении, и возрастают пропорционально лине трубы. Этот вид потерь обусловлен внутренним трением, а потому он имеет место не только в шероховатых, но и в гладких трубах.

Потери по длине определяют по формуле:

где

? — длина трубы;

d — внутренний диаметр трубы;

лкоэффициент сопротивления, определяется по формуле;

где кэ — эквивалентная шероховатость;

где х — коэффициент климатической вязкости воды;

Па Определим суммарные потери давления в теплопроводе и по полученным данным строим пьезометрический график (см.Приложения).

ДРУ = ДРтр+ ДРМ = 202 823,692 + 13 721,636 = 216 545,328 Па =21,654 м вод ст.

3. Выбор толщины теплоизоляции теплопровода Термическое сопротивление поверхности трубопровода определяется по формуле:

где бH — коэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного трубопровода, Вт/м2-с;

dH — наружный диаметр изоляции;

Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции на открытом воздухе определяется из выражения:

бH =11,6 + 7

Термическое сопротивление теплоизоляции определяется уравнением:

где — коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м· °С (см. табл.21 метод. указаний);

dн — наружный диаметр трубы;

Полное термическое сопротивление единицы длины трубы:

тогда,

где

tT — температура теплоносителя;

tр.в. — расчётная температура для вентиляции;

Затем, определив по табл. 20 метод. указаний нормативное значение q методом последовательных приближений находим dИ.

б=11,6+7* = 25,424.

По таблице 21 определяем величину коэффициента изоляции для стекловаты:

Далее составляем логарифмическое уравнение и методом последовательных приближений находим dИ.

Получаем: dИ = 262 мм, тогда толщина изоляции:

мм Список используемой литературы Методические указания к курсовой работе, В. Н. Долгов.

Справочная книжка энергетика.-4-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-440с., ил.

Баскаков, А. П. Теплотехника: Учебник для вузов/А.П. Баскаков, Б. В. Берег, О. К. Витт и др.; Под ред. А. П. Баскакова.-М.:Энергоиздат, 1982.-264с.