2.Гидравлический расчет паропроводов.
Задача: определение потерь давления по участкам и диаметров трубопроводов исходя из расчетного расхода пара и располагаемого перепада давления в начале и конце паропровода.
Учитывается изменение плотности пара и его температуры из-за потерь тепла в окружающую среду по длине. Потери тепла зависят от диаметра трубопровода. Вначале гидр.расч. диаметр неизвестен, поэтому гидр.расч. проводят предварительный и окончательный.
При предварительном расчете считают, что потери давления происходят равномерно, тогда среднелинейное падение определяется:
-давление в начале (источник) и конце (потребитель)паропровода,кПа.
– длина паропровода.
-средний коэффициент местных потерь ?тепла?,(для паропроводов составленного из нескольких участков):
-длина участка
-коэфт.
z-0,005-1,0
Ориентировочное падение давления пара на участке:
-в конце расчетного участка.
Гидр.расч. паропроводов проводят при средней плотности на расчетном участке : . определяют с учетом падения давления пара и температуры в окружающую среду.
При предварительном расчете падения температуры пара перегретого на каждые 100м принимают: . В зависимости от качества тепловой изоляции. Тогда температура в конце: ;
Диаметр паропровода находят по величине расчетного расхода и среднего удельного падения давления по таблицам и номограммам. При этом плотность пара отличается от приведенного в таблицах. Поэтому предварительно находят табличное значение :
Расчетный
расход пара на участках должен
определяться с учетом несовпадения
максимальных расчетных расходов пара
отдельными потребителями.
Расчетный расход пара отдельными потребителями:
r-теплота парообразования,
Q-тепловая нагрузка потребителя, Вт.
По средней величине и расходу по номограмме находим диаметр паропровода. При окончательном расходе находим действительное значение:
Диаметр паропровода принимают т.о., чтоб скорость пара не превышала:
Диаметр |
Перегретый пар |
Насыщеный пар |
менее 200 |
50 |
35 |
более 200 |
80 |
60 |
3.
Системы отопления с естественной циркуляцией. Принцип действия, область применения, величина циркуляционного давления. Системы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя весьма удобны для отдельных небольших зданий, получающих тепло от собственной котельной. Радиус действия таких систем не превосходит 30 м. Эти системы надежны, бесшумны, просты в эксплуатации и не требуют затрат механической (или электрической) энергии для повседневной работы. К недостаткам систем следует отнести несколько повышенный расход металла и замедленный прогрев системы в период пуска.
Системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя допускаются (при соответствующем обосновании) для обогрева помещений в верхних зонах высотных зданий.
При
естественной циркуляции наиболее
целесообразно применение верхней
разводки горячих магистральных
теплопроводов, которые при прокладке
по чердаку должны изолироваться для
предотвращения бесполезных потерь
тепла.
Нижняя разводка горячих
теплопроводов применяется редко и в
основном в тех случаях, когда отапливаемое
здание имеет бесчердачное покрытие.
Причиной возникновения естественного давления в системах водяного отопления является свойство воды, как и всякого физического тела, изменять объем при изменении температуры. Величина коэффициента объемного расширения воды β не постоянна и зависит от температуры. При температуре 80 °С β=0,0006 К-1. Поэтому плотность (кг/м3) (объемная масса) единицы объема горячей воды всегда будет меньше плотности холодной воды, а результатом этого является возникновение разности давлений, благодаря которой происходит движение воды в теплопроводах системы отопления.
ΔΡe=gh(ρo-ρг)
Из
формулы следует, что величина естественного
давления равна расстоянию по вертикали
от середины нагревателя до середины
отопительного прибора, умноженному на
гравитационное ускорение и на разность
плотностей охлажденной и горячей воды.
Атмосферное давление, высота расположения
расширительного бака и удаление
отопительного прибора от нагревателя
по горизонтали не оказывают влияния па
величину естественного давления.
При выводе формул для определения естественного давления сделано допущение, что горячая вода, двигаясь по теплопроводам системы, не охлаждается. В действительности она охлаждается, отдавая тепло в окружающую среду. Понижение температуры охлаждающейся в трубах воды и связанное с этим увеличение ее плотности неизбежно приводит к изменению естественного давления. С этим явлением приходится считаться при расчетах.
Для
определения естественного давления с
учетом охлаждения воды в трубах необходимо
знать ее фактическую температуру в
характерных узловых точках или
среднюю температуру воды на участках.
Эти данные могут быть получены только
после выполнения теплового расчета
теплопроводов. Однако для каждого случая
проведение такого расчета является
достаточно сложной задачей, так как
должны быть известны диаметр труб и
условия их прокладки, в то время как для
определения диаметров теплопроводов
нужно знать величину естественного
давления.
Тепловой расчет в таких случаях производится только для систем квартирного отопления, а для практики пользуются данными ранее проведенных расчетов, которые систематизированы в таблицах и дают уже готовую величину добавочного давления от охлаждения воды в зависимости от этажности здания и протяженности системы. Дополнительное давление от охлаждения воды в трубах учитывается всегда только в системах с верхней разводкой при естественной циркуляции. Для систем с нижней разводкой практически допустимо не учитывать давление, возникающее от охлаждения воды в трубах вследствие незначительной его величины.
В системах с искусственной циркуляцией теплоносителя из-за перемещения по теплопроводам большого количества воды с большими скоростями понижение температуры воды оказывается сравнительно малым и поэтому становится малым добавочное давление от охлаждения воды в трубах.
Таким образом, для систем с естественной циркуляцией теплоносителя величину действующей в системе разности давлений всегда следует определять по выражению
ΔΡдейст
=ΔРе.
где ΔΡ е.тр — дополнительное давление от охлаждения воды в трубах, Па.
Расчет – паропровод – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Расчет паропроводов аналогичен расчету трубопроводов водяной системы. [1]
Расчет паропроводов систем повышенного и высокого давления проводят с учетом изменения объема и плотности пара при изменении его давления и уменьшения расхода пара вследствие попутной конденсации. В случае, когда известно начальное давление пара рп и задано конечное давление перед отопительными приборами pav, расчет паропроводов выполняют до расчета конденсатопроводов. [2]
Расчет паропроводов систем повышенного и высокого давления проводят с учетом изменения объема пара при изменении его давления и уменьшения расхода пара вследствие попутной конденсации. В случае когда известно начальное давление пара ра и задано конечное давление перед отопительными приборами рпр, расчет паропроводов выполняют до расчета конденсатопроводов.
Расчет паропроводов систем повышенного и высокого давления проводят с учетом изменения объема пара при изменении его давления и уменьшения расхода пара вследствие попутной конденсации. В случае, когда известно начальное давление пара рп и задано конечное давление перед отопительными приборами рпр, расчет паропроводов выполняют до расчета конденсатопро-водов. [4]
Для расчета паропроводов пользуются таблицами или номограммами. [5]
Для расчета паропроводов высокого давления удобно пользоваться номограммой, составленной проф. В номограмме приведены удельные потери давления и скорость пара при ч 1 кг / ма при различных диаметрах труб и различных расходах по ним пара. Для получения истинных величин удельных потерь и скорости следует полученные по номограмме величины разделить на средний действительный объемный вес пара в рассчитываемом участке трубопровода. [6]
Метод расчета паропроводов низкого давления аналогичен методу расчета трубопроводов водяного отопления.
При предварительном расчете паропроводов принимают, что на преодоление сопротивлений трения расходуется 65 % располагаемого давления. Эти таблицы составлены для среднего значения объемного веса пара, поскольку его объемный вес при низких давлениях изменяется в незначительных пределах.
[7]
| Схема однотрубной горизонтальной системы парового отопления.| Схема разомкнутой системы парового отопления низкого давления. [8] |
Методика расчета паропроводов систем парового отопления низкого давления
При расчете паропроводов, теплофикационных сетей, конденсатопроводов и некоторых технологических трубопроводов, работающих с небольшим числом циклов изменения напряженного состояния, кольцевые изгибные напряжения, вызванные сплющиванием поперечного сечения колен, можно, не учитывать.
[10]
При расчете паропроводов принимают, что сопротивление нагревательного прибора ( конечная точка паропровода) компенсируется некоторым остаточным запасом давления перед прибором, равным 150 мм. [11]
При расчете паропроводов удельный вес пара в начале и в конце рассчитываемого участка трубопровода определяют для перегретого пара по давлению и температуре, а для влажного пара по давлению и степени сухости. Давление пара на станции в точке О задано. [12]
При расчете паропроводов, ведущих к пресс-форме, Исходят из равенства площади поперечного сечения паропровода сумме площадей отверстий парораспределительных камер. Допускается некоторое ( до 10 %) увеличение площади перфорации по сравнению с площадью сечения паропровода. Увеличивать диаметр паропровода против расчетного нежелательно, так как в этом случае может происходить перегрев металла вблизи отверстий для выхода пара и пригорание пенополистирола.
[13]
| К примеру расчета паровой системы отопления низкого давления. Схема открытая двухтрубная вертикальная с верхней разводкой ( с возвратом конденсата в котел самотеком. [14] |
При расчете паропроводов первоначально рассчитывают конденсатопровод и находят давление в начале конденсатопровода, а затем по формуле (14.3) – давление перед теплообменником, которое требуется как минимальное. [15]
Страницы: 1 2 3 4
Размеры паровых труб (lb/h)
Эта таблица ниже может быть использована для быстрого расчета паровых труб sch. 80.
- в целом – 80 фут/с – рекомендуемая скорость пара
- Размеры паровых труб – в единицах СИ (кг/ч)
экран!
| Производительность (фунт/ч) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Манометрическое давление (PSI) | Паровой скорость (FT/S) | Размер трубы (в) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1/2 “ | 3/4″ | 1/2 “ | 3/4″ | 1/2 “ | 3/4″ | 1/2 “ | 3/4″ | 1/2 “ | 3/4″ | 1/2 “ | 3/4″ “ | 1 1/2″ | 2 “ | 2 1/2″ | 3 “ | 4″ | 5 “ | 6″ | 8 “ | 10″ | 1277777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777778 “ | 777Внутренний диаметр (дюймы) | |||||||||||||
| 0,55 | 0,74 | 0,96 | 1. 28 | 1.5 | 1.94 | 2.32 | 2.9 | 3.83 | 4.81 | 5.76 | 7.63 | 9.56 | 11.38 | ||||||||||||||||||||||
| 5 | 50 | 15 | 27 | 45 | 80 | 110 | 184 | 263 | 411 | 716 | 1130 | 1620 | 2843 | 4464 | 6325 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 24 | 43 | 72 | 128 | 176 | 294 | 421 | 657 | 1146 | 1808 | 2593 | 4550 | 7142 | 10121 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 35 | 64 | 108 | 192 | 264 | 441 | 631 | 986 | 1720 | 2712 | 3889 | 6824 | 10713 | 15181 | |||||||||||||||||||||
| 10 | 50 | 18 | 33 | 55 | 97 | 134 | 224 | 320 | 500 | 873 | 500 | 873 | 137777777777777777777777777777777777777777777777777777777777770115 | 1974 | 3464 | 5438 | 7705 | ||||||||||||||||||
| 80 | 29 | 52 | 88 | 156 | 214 | 358 | 512 | 801 | 1396 | 2203 | 3159 | 5542 | 8701 | 12329 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 43 | 78 | 132 | 234 | 321 | 537 | 769 | 1201 | 2095 | 3304 | 4738 | 8313 | 13051 | 18493 | |||||||||||||||||||||
| 20 | 50 | 25 | 45 | 76 | 135 | 186 | 310 | 444 | 694 | 1210 | 1909 | 2737 | 4803 | 7540 | 10684 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 40 | 72 | 122 | 216 | 297 | 497 | 710 | 1110 | 1936 | 3054 | 4379 | 7685 | 12064 | 17095 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 60 | 108 | 182 | 324 | 445 | 745 | 1066 | 1665 | 2904 | 4581 | 6569 | 11527 | 18096 | 25642 | |||||||||||||||||||||
| 30 | 50 | 31 | 57 | 96 | 170 | 234 | 391 | 559 | 873 | 1522 | 2401 | 3443 | 6042 | 9485 | 13440 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 50 | 91 | 153 | 272 | 374 | 625 | 894 | 1396 | 2436 | 3842 | 5509 | 9667 | 15176 | 21504 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 75 | 136 | 230 | 408 | 560 | 937 | 1341 | . 0115 | 22763 | 32256 | |||||||||||||||||||||||||
| 40 | 50 | 38 | 69 | 116 | 206 | 282 | 472 | 676 | 1056 | 1842 | 2905 | 4165 | 7309 | 11474 | 16258 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 61 | 110 | 185 | 329 | 452 | 756 | 1081 | 1689 | 2947 | 4647 | 6664 | 11694 | 18358 | 26013 | |||||||||||||||||||||
| .0115 | 2534 | 4420 | 6971 | 9997 | 17541 | 27537 | 39020 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 60 | 50 | 51 | 92 | 155 | 275 | 378 | 633 | 905 | 1414 | 2466 | 3889 | 5577 | 9787 | 15364 | 21771 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 81 | 147 | 248 | 441 | 605 | 1012 | 1448 | 2262 | 3946 | 6223 | 8924 | 15659 | 24582 | 34833 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 122 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
. 0116 221 | 372 | 661 | 908 | 1518 | 2172 | 3393 | 5918 | 9334 | 13386 | 23488 | 36873 | 52250 | |||||||||||||||||||||||
| 80 | 50 | 64 | 115 | 194 | 344 | 473 | 791 | 1132 | 1768 | 3084 | 4864 | 6975 | 12239 | 19213 | 27225 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 102 | 184 | 310 | 551 | 757 | 1266 | 1810 | 2829 | 4934 | 7782 | 11160 | 19582 | 30741 | 43560 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 153 | 276 | 465 | 827 | 1135 | 1899 | 2716 | 4243 | 7401 | 11673 | 16739 | 29373 | 46112 | 65340 | |||||||||||||||||||||
| 100 | 50 | 76 | 138 | 233 | 413 | 568 | 950 | 1358 | 2122 | 3702 | 5839 | 8373 | 14693 | 23066 | 32684 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 122 | 221 | 372 | 662 | 909 | 1520 | 2173 | 3396 | 5923 | 9342 | 13397 | 23508 | 36905 | 52294 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 183 | 332 | 558 | 992 | 1363 | 2280 | 3260 | 5094 | 8885 | 14014 | 20096 | 35262 | 55358 | 78442 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | 50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
. 0116 89 | 161 | 271 | 482 | 661 | 1106 | 1582 | 2472 | 4312 | 6801 | 9752 | 17112 | 26864 | 38066 | ||||||||||||||||||||||
| 80 | 142 | 258 | 433 | 771 | 1058 | 1770 | 2531 | 3955 | 6899 | 10881 | 15603 | 27379 | 42982 | 60906 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 213 | 386 | 650 | 1156 | 1587 | 2655 | 3797 | 5933 | 10348 | 16321 | 234059 | 16321 | 234059 | 16321 | 234059 | 011541069 | 64473 | ||||||||||||||||||
| 150 | 50 | 108 | 196 | 330 | 587 | 806 | 1349 | 1929 | 3013 | 5256 | 8290 | 11888 | 20859 | 32747 | 46402 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 173 | 314 | 528 | 939 | 1290 | 2158 | 3086 | 4821 | 8409 | 13264 | 19020 | 33375 | 52394 | 74243 | |||||||||||||||||||||
. 0116 3236 | 4628 | 7232 | 12614 | 19895 | 28530 | 50062 | 78592 | 111364 | |||||||||||||||||||||||||||
| 200 | 50 | 139 | 251 | 423 | 752 | 1032 | 1727 | 2469 | 3858 | 6730 | 10614 | 15221 | 26708 | 41928 | 59412 | ||||||||||||||||||||
| 80 | 222 | 402 | 676 | 1203 | 1652 | 2763 | 3951 | 6173 | 10767 | 16982 | 24353 | 42732 | 67084 | 95058 | |||||||||||||||||||||
| 120 | 333 | 603 | 1015 | 1804 | 2477 | 4144 | 5926 | 9260 | 16151 | 25473 | 36529 | 64098 | 100627 | 142588 | |||||||||||||||||||||
- Давление пара в зависимости от температуры насыщения
- Загрузить таблицу размеров паровых трубопроводов в формате pdf
Пример – определение размеров паропроводов
A 4 дюйма ш.
Стальная труба 80 с давлением пара 100 psi имеет производительность 5923 фунтов/ч со скоростью пара 80 футов/с .
Как рассчитать размер трубопровода пара и воды???
Какие факторы необходимы для расчета пара и размеры водопровода?
Количество максимального и минимального расхода по линии
Давление и температура жидкости
Допустимый перепад давления
Скорость жидкости в трубе
Плотность и удельный объем жидкости
Как вы измеряете расход пара через трубу?
Расход пара измеряется с помощью диафрагмы, расход форсунки и т. д.
Как измерить расход воды через трубу?
Расход воды измеряется с помощью диафрагмы, вихревые счетчики, счетчики вращения и турбинные счетчики, установленные на трубопроводах.
Какое значение имеет расчет размера трубопровода для особый поток жидкости?
Для обеспечения необходимого расхода
Для предотвращения падения давления жидкости
Для предотвращения голодания
Почему скорость является важным фактором при рассчитать размер строки?
Расход = площадь трубы X скорость
и важные параметры, так как неправильное определение скорости может привести к неправильному
результат.
Жидкость под высоким давлением будет иметь высокую скорость и следовательно, требуется меньший размер трубопровода и наоборот
Кроме того, жидкость с более низкой плотностью будет иметь высокую скорость и, следовательно, меньший размер трубы и наоборот
Какова предполагаемая скорость потока различных жидкостей?
Скорость воды на всасывании насоса = от 0,7 до 0,9 м/с
Расход питательной воды при давлении 87 кг/см2 = от 2 до 4 м/с
Насыщенный пар = от 25 до 50 м/с
Перегретый пар = от 30 до 70 м/с
Что произойдет, если по 6-дюймовому трубопроводу, скорость 100 т/ч вдруг сжимается до 4”?
Следующее необходимо соблюдать линия трубопровода?
Коэффициент трения трубы (шероховатость внутренней стенки трубы)
Длина трубы
Диаметр трубы (размер трубы)
Скорость жидкости в трубопроводе
Фитинги трубопровода, такие как клапаны, отводы, тройники и т.д. трубопровод
Каковы последствия завышения размеров трубопроводов?
Стоимость трубопроводов и соответствующих фитингов, таких как клапаны,
изгиб, тройник и т.
д. соответственно увеличатся
Более высокая стоимость установки, включая опоры трубопровода и изоляция
Для паропроводов большего диаметра образуется больше конденсата. для формирования и, следовательно, требуется большее количество конденсатоотводчиков
Для паропроводов большего размера существует больше возможностей переноса влажного пара к конечному потребителю
Больше теплопотерь из-за большей подверженной теплу/площади горячей поверхности
Каковы последствия недостаточного размера трубопроводов?
Для трубопроводов меньшего диаметра будет доступно низкое давление для конечного пользователя
В паропроводах больший перепад давления может вызвать голодание в трубопроводы
Вероятность эрозии
Вероятность гидравлического удара и шума
Расчеты:
1. Рассчитайте размер трубопровода, необходимый для перекачки 100 м3/ч воды при давлении 85 кгс/см2 в Бойлер.
Как обсуждалось в теоретической части выше, скорость подачи вода при давлении 85 кг/см2 составляет около 3 м/сек
Тогда расход, Q = площадь трубопровода в м2 X скорость в метрах
(100/3600) м3/сек = (3,142 X D 2 /4) Х 3 м/сек
D = 0,108 м = 108 мм
Судя по приведенному выше значению, требуемый размер трубопровода
должен иметь внутренний диаметр 108 мм.
Тогда размер трубопровода = внутренний диаметр трубы + 2 x толщина
Для трубопровода питательной воды с давлением выше минимального График 80, поэтому обратитесь к линейной диаграмме труб из углеродистой стали и выберите требуемый график и толщина.
2. Рассчитать размер главного паропровода требуется для подключения выхода пара из котла к распределительному коллектору. Максимальный пар расход 125 т/ч при давлении 110 кг/см2 и температуре 540°С, предположим скорость пара в трубопроводе 52 м/с
Расход пара = 125 т/ч = 125000 кг/ч
Плотность пара при давлении 110 кг/см2 и 540°C = 32 кг/м3… См. таблицу пара
Расход пара в м3/сек = 1250000 / (32 X 3600) = 1,08 м3/сек 0,02 M2
A = 3,142 X D 2 /4
0,02 = 3,142 X D 2 /4
D = 0,159 мм = 160 мм
Внутренний диаметр трубы
0003
Примечание: Наружный диаметр трубопровода стандартный, необходимо
выберите график на основе рабочего давления и температуры, чтобы получить желаемое
размер линии.
3-Рассчитать скорость насыщенного пара 55 т/ч течет в трубопроводе 500 NB при давлении 1,7 кг/см2 и 135°C
Плотность пара при давлении 1,7 кг/см2 и температуре = 1,5 кг/м3
Расход пара в м3/с = 55 X 1000 / (1,5 X 3600) = 10,18 м3/сек
Имеем,
Q = AV
10,18 = (3,142 X 0,9 2 /4) X V
V = 15,99 м/с
размер строки
Случай-1
|
Давление (кг/см2) |
2,7 |
|
Температура (град С) |
135 |
|
Плотность (кг/м3) |
1,4 |
|
Поток т/ч |
135 |
|
Поток, м3/с |
26,79 |
|
Размер линии-мм |
800 |
|
Зона M2 |
0,50 |
|
Скорость м/с |
53,28 |
Корпус-2
|
Давление (кг/см2) |
2,7 |
|
Температура (град С) |
135 |
|
Плотность (кг/м3) |
1,4 |
|
Поток т/ч |
160 |
|
Поток, м3/с |
31,75 |
|
Размер линии-мм |
900 |
|
Зона M2 |
0,64 |
|
Скорость м/с |
49,9 |
Корпус-3
|
Давление (кг/см2) |
2,7 |
|
Температура (град С) |
135 |
|
Плотность (кг/м3) |
1,4 |
|
Поток т/ч |
80 |
|
Поток, м3/с |
15,87 |
|
Размер линии-мм |
600 |
|
Зона M2 |
0,28 |
|
Скорость м/с |
56. |
