Изчисляване на диаметъра на тръбите за топъл под

Изчисляване на диаметъра на тръбите за "топъл под"

С подходящо качество на балансиране на инсталацията, диаметърът на тръбопровода не е толкова важен, що се отнася до осигуряването на задоволителна работа на системата "топъл под". Но цената на тази система зависи от избора на диаметъра на тръбопровода. Проектантът трябва да разполага с аналитичен метод за избор на диаметър на полиетиленов тръбопровод, поставен в "топъл под".

Таблица. 1. Характеристики на съпротивление 1 ч полиетиленова тръба

Таблица. 2. Препоръчителни стойности на дебита на охлаждащата течност и съответната скорост в тръбите (от състоянието "без да се превишава" скоростта от 1 m / s в тръбните фитинги)

Фиг. 1. Диаграма на специфичните загуби на налягане за полиетиленови тръби

Диаметърът на тръбопровода, за да бъдат поставени в "топли подове", без изчисляване Обикновено се прилага, последвана от проверка на хидравличното съпротивление на бобината. Често, във всички стаи на един апартамент или жилище употреба къща тръби със същия диаметър, независимо от размера на изчислените топлинни загуби и желания дебит на охлаждащата течност, като се предполага, че е необходимо скоростта на потока на охлаждащата течност ще бъде предоставена, съответстваща на корекцията на балансиращия вентил, който идва обикновено в пакет с други аксесоари "топло етаж".

Въпреки триумфа на цифровата технология, която се проявява днес във всички области на техниката, хидравлични изчисления на тръбопроводи основава още на графичните строежите или таблици, характерни за времето, когато не е имало компютри и линийката, съществуването на която днешните млади хора не могат да знаят, беше единственото средство, което помогна на инженера в изчисленията му.

На фиг. 1 е диаграма за избор на диаметър на полиетиленовите тръбопроводи на нагревателния под, препоръчан от една от водещите европейски фирми. Безупречна репутация на компанията не дава основания за съмнения относно абсолютната надеждност на физическите зависимости в основата на графични конструкции, и поради тази причина аналитична зависимост, която се обсъжда в тази статия, въз основа на данните за тази графика. В случай на турбулентно движение на водата, специфичното хидравлично съпротивление? P [kPa], което се отнася до 1 ч. тръбата се изразява чрез квадратична зависимост от дебита на водата G [t / h]:

?p = SG2, (1)

където S е характеристиката на съпротивление, kPa / (t / h) 2. Природата на движението на течността в гладки полиетиленови тръби в режими, характерни за нагревателния под, не е напълно турбулентна и следователно стойността на S, в строгост, не е постоянна. В интервала, типичен за "топлата" повърхност на водните скорости от 0.3-0.7 m / s, максималните и минималните специфични стойности на S се различават от средната с не повече от 10-12%. Поради това е възможно с допустима грешка да се съсредоточи върху специфичните стойности на SD (отнесени към един метър), изчислени за всяка стойност на вътрешния диаметър Dνn [mm], съгласно формулата:

SD = aP / G2, kPa / (m (M3 / h) 2), (2)

където pp и G - специфичната загуба на налягане [kPa] и водния поток [m3 / h], определени от диаграмата на фиг. 1 в точката на пресичане на линията Dvn и скорост 0.5 m / s. Резултатите от изчисленията, използващи тази формула, са представени в таблица. 1. Данните в таблицата ни позволяват да дефинираме аналитично функцията SD = f1 (Dνn) във формата:

SD = 4? 106Dvn-5.26. (3)

За да се решат практическите проблеми, обратната функция Dvn = f2 (SD) е по-важна и с помощта на таблици с MS Excel се определя, че тази зависимост се описва с висока степен на точност от уравнението:

Двн = 18SD-0.19. (4)

Ако стойността Dvn [mm] и дебитът на водата G [m3 / h], тогава скоростта на водата в тръбопровода v [m / s] се определя от формулата:

v = 354G / D2in. (5)

където 354 - постоянна с измерение [? з mm2s-1 m-2] Обикновено скоростта на водата в тръбата се изчислява да корелира с препоръчителната минималните и максималните стойности. За минимална скорост вземат 0,25 м / сек, ако се приеме, че при по-ниски скорости, да се създадат условия за натрупване на въздушни мехурчета и мръсотия утаяване в тръбите, а максималната скорост, не може да бъде превишена съображения за шум.

По отношение на полиетиленовите тръби критичната максимална скорост ще се извърши не в тръбата, а в съединителните части, натиснати в тръбата. Това, по-специално, привлича вниманието на дизайнерите в статия на V.V. Buglova (ABOK, №8 / 2009), където се препоръчва да се проверява диаметърът на полиетиленовите тръби по скоростта на водата в свързващите части (тръбопроводи) на тръбопровода.

В съответствие с настоящата препоръка, таблица. 2 показва стойностите на максималната скорост на освобождаване и вода в полиетиленови тръби с различни диаметри, изчислени от състоянието на "под" скорост 1 м / сек в монтажни тръби, произведени от производители, чиито продукти най-широко представени в Украйна. Ако във формулата (4) въведете всички необходими за изчисление първоначални данни, тогава вътрешният диаметър на тръбата Dνn [mm] може да се определи по формулата:

Dnn = 18 [aP / (LG2)] - 0.19, (6)

където р - еднократна спад на налягането kPa- L - дължина на намотката, т- G - изчислява консумацията на вода, m3 / ch.Prostaya зависимост (6) е удобен инструмент за аналитичното определяне на диаметъра на пластмасова тръба. Нека обясним това с един пример. Според топлинна и хидравличен изчисляване (например, [1]) чрез дължина намотка л = 85 м, опаковани в една структура на "топло етаж" трябва да циркулира охлаждащата течност при скорост на потока G = 0,2 м3 / ч.

Циркулационната помпа на отоплителната система развива налягане, което позволява използването на не повече от 15 кРа за преодоляване на хидравличното съпротивление на намотката. Необходимо е да се избере диаметърът на полиетиленовия тръбопровод, подходящ за условията на проблема. Използвайки формула (6), ние изчисляваме: Dvn = 18? [15 / (85 - 0.22)] - 0.19 = 13.6 mm. Остава да се избере типът тръба, който е най-близо до каталога на производителя, с вътрешен диаметър над 13,6 мм.

Например F20? 2 с вътрешен диаметър 16 mm. Скоростта на водата в тръбопровода се определя от формулата (5): v = (354 0,2) / 162 = 0,276 m / s. Скоростта на водата не надвишава граничната стойност (Таблица 2) от 0.32 m / s, което потвърждава точността на приетия диаметър на тръбата. Специфичните характеристики на устойчивостта, възприети в проектните тръби, ще бъдат, съгласно таблица. 1 или с формула (3), 1,85 kPa / [m (M3 / h) 2], а устойчивостта на бобината е 85 m дължина съответно: 85 = 157 kPa / (m3 / h) 2.

В този случай, изчислените загуби на налягане в серпентината, изчислени по формулата (1), възлизат на 157 ° С. 0.22 = 6.3 kPa. Когато еднократна налягане 15 кРа свръхналягане 15 - 6.3 = 8.7 кРа, е необходимо да се гасят балансиране вентил, който обикновено се монтира на разпределителна система колектор. Използвайки патентована характеристика балансиране клапан и знаейки свръхналягане стойност (в нашия пример, 8,7 кРа), дизайнерът определя броя на вентил глава се обръща и носи съответното означение проект.

Преди това инженерите не използвали сложни формули, предпочитали всякакви номограми и диаграми. Това е разбираемо, защото не всеки изследовател е познавал математическите методи, без които е много трудно да се показват комплексни зависимости в аналитична форма. От друга страна, много дизайнери, въоръжени само с линеали, страх да не се обърка, като се избягват сложни изчисления, свързани с логаритми или други математически операции, различни от четири, известни още от детството.

Сега на разположение на всеки дизайнер има електронни таблици в MS Excel, които улесняват провеждането на многобройни и многовариантни изчисления.