ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПРОВОДОВ

Потери энергии при движении жидкости по трубам определяются ре­жимом движения и характером внутренней поверхности труб. Свойства жидкости или газа учитываются в расчете с помощью их параметров: плотности р и кинематической вязкости v. Сами же формулы, использу­емые для определения гидравлических потерь, как для жидкости, так и для пара являются одинаковыми.

Отличительная особенность гидравлического расчета паропровода заключается в необходимости учета при определении гидравлических потерь изменения плотности пара. При расчете газопроводов плотность газа определяют в зависимости от давления по уравнению состояния, написанному для идеальных газов, и лишь при высоких давлениях (больше примерно 1,5 МПа) вводят в уравнение поправочный коэффи­циент, учитывающий отклонение поведения реальных газов от поведе­ния идеальных газов.

При использовании законов идеальных газов для расчета трубопро­водов, по которым движется насыщенный пар, получаются значительные ошибки. Законы идеальных газов можно использовать лишь для сильно перегретого пара. При расчете паропроводов плотность пара определя­ют в зависимости от давления по таблицам. Так как давление пара в свою очередь зависит от гидравлических потерь, расчет паропроводов ведут методом последовательных приближений. Сначала задаются по­терями давления на участке, по среднему давлению определяют плот­ность пара и далее рассчитывают действительные потери давления. Ес­ли ошибка оказывается недопустимой, производят пересчет.

При расчете паровых сетей заданными являются расходы пара, его начальное давление и необходимое давление перед установками, ис­пользующими пар. Методику расчета паропроводов рассмотрим на при­мере.

Пример 7.2. Рассчитать паропровод (рис. 7.5) при следующих исходных данных: начальное давление пара при выходе из источника тепла рв—1,3 МПа (избыточное); пар насыщенный; конечное давление пара у потребителей рк = 0,7 МПа; расходы па­ра потребителями, т/ч: А = 25; Ј>n=10; Z>in=20; Ј>iv = 15; длины участков, м: /,_2=500; з = 500; /3-4=450; /4_іу = 400; /2-х=100; /3-п = 200; /4_т=100.

Решение.

1. Определяем ориентировочное .значение удельных потерь на трение на участках от источника тепла до наиболее удаленного потребителя IV:

Ар Рн-Рк 1,3-108-0,7-10»

- — 190 Па/м.

НІ (1 4-а)

Здесь 21 — суммарная длина участков 1—2—3—4—IV; а — доля потерь давления в местных сопротивлениях, принимаемая равной 0,7 как для магистрали с П-образными компенсаторами со сварными отводами и предполагаемыми диаметрами 200—350 мм (см. табл. 7.3).

2. Рассчитаем участок 1—2. Начальное давление на участке 1,4 МПа (абсо­лютное). Плотность насыщенного пара при этом давлении, определенная по таблицам водяного пара, pi=7,l кг/м3. Задаемся конечным давлением на участке ра=1,2 МПа (абсолютным). При этом давлении р2=6,12 кг/м3. Средняя плотность пара на участке:

= 6,61 кг/м3.

Для значений (Др/От = 513 Па/м и />І_г= 19,4 кг/с находим диаметр паропровода ^1-2=325X8 мм (Ар//)т = 790 Па/м. Скорость движения пара wT = 107 м/с. Определя­ем действительные потери давления и скорость движения пара:

Рт 2,45

= 790 - гЧ— = 293 Па/м.

/ I J т Р

Скорость пересчитываем аналогично:

Рт

16,61

2 45

W = wT — = 107 —!------- = 39,7 м/с,

Р 6,61

Что соответствует рекомендациям табл. 7.4.

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1—2 (см. табл. 7.1):

5

Задвижка. . . . ................................................... 0,5

Компенсатор П-образный со сварными отводами

(3 шт.)................................... *........................................................ 2,8-3 = 8,,4

Тройник при разделении потока (проход) . . ._________________ 1__________

Sg = 9„9

Значение эквивалентной длины при 2£ = 1 при k3 = 0,0002 м для трубы диамет­ром 325X8 мм по табл. 7.2 /э=17,6 м, следовательно, суммарная эквивалентная дли­на для участка 1—2: /э = 9,9-17,6= 174 м.

Приведенная длина участка 1—2: /пр і-2=500+174=674 м.

Потери давления на трение и в местных сопротивлениях на участке /—2:

А рх_2 = 'пр = 293-674 = 197 480 Па.

Давление пара в конце участка 1—2:

Рг — Pi — А р,_2 = 1,4 — 0,197 = 1,203 МПа,

Что практически равняется предварительно принятой величине в 1,2 МПа. Средняя плотность пара также будет равна 6,61 кг/м3. В связи с этим пересчета не производим При существенном отклонении полученного значения средней плотности пара от пред­варительно принятой величины производим пересчет.

Остальные участки паропровода рассчитываем аналогично участку 1—2. Резуль­таты всех расчетов сводим в табл. 7.7. Расчет эквивалентных длин местных сопротив­лении проводим аналогично примеру 7.1.