احسب أولاً ، ثم اجمع. الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة.

حتى معدات التدفئة الأحدث والأكثر ابتكارًا المثبتة في المنزل قد تصبح عديمة الفائدة ، لأنها غير قادرة على العمل بانسجام في مجمع تدفئة واحد. رابط التوصيل للعديد من الوحدات والعناصر في النظام الحراري هو المبرد ونظامه الهيدروليكي الأمثل. إذا قرر مالك مبنى سكني إنشاء نظام إمداد حراري اقتصادي وفعال ، فسوف يحتاج إلى معرفة كيفية إجراء حساب هيدروليكي لنظام التدفئة.

ما الذي يؤخذ في الاعتبار عند حساب خط أنابيب الغاز

نتيجة للاحتكاك بالجدران ، تختلف سرعة الغاز فوق قسم الأنبوب - فهي أسرع في المركز. ومع ذلك ، يتم استخدام المؤشر المتوسط للحسابات - سرعة شرطية واحدة.

هناك نوعان من الحركة عبر الأنابيب: صفيحة (نفاثة ، نموذجية للأنابيب ذات قطر صغير) ومضطربة (لها طبيعة حركة غير منظمة مع تكوين لا إرادي للدوامات في أي مكان في أنبوب عريض).

حساب قطر خط أنابيب الغاز الرئيسي

يتحرك الغاز ليس فقط بسبب الضغط الخارجي عليه. طبقاتها تمارس الضغط فيما بينها. لذلك ، يتم أيضًا أخذ عامل الرأس الهيدروستاتيكي في الاعتبار.

تتأثر سرعة الحركة أيضًا بمواد الأنابيب. لذلك في الأنابيب الفولاذية أثناء التشغيل ، تزداد خشونة الجدران الداخلية وتضيق المحاور بسبب فرط النمو. من ناحية أخرى ، تزداد أنابيب البولي إيثيلين في القطر الداخلي مع انخفاض سمك الجدار. كل هذا يؤخذ في الاعتبار عند ضغط التصميم.

اختيار النظام

اختيار نوع خط الأنابيب

من الضروري تحديد مادة أنابيب التسخين:

لا يتم استخدام الأنابيب الفولاذية عمليًا اليوم ، نظرًا لقابليتها للتآكل ، فإن عمرها التشغيلي قصير ، والتركيب شاق ، والإصلاح صعب. لا ينصح الخبراء باستخدام الأنابيب المعدنية والبلاستيكية بسبب خصائصها تحت تأثير درجة الحرارة ، وأحيانًا تنفجر عند الانحناءات. الأنابيب النحاسية هي الأكثر متانة وسهولة في الإصلاح ، ولكنها أيضًا أغلى. غالبًا ما تكون الأنواع المختلفة من الأنابيب البلاستيكية (على سبيل المثال ، المصنوعة من XLPE أو البولي بروبيلين المقوى) هي الخيار الأفضل

إذا تم تسخين منزل خاص بأنابيب بلاستيكية ، عند اختيار علامته التجارية ، فمن الضروري أولاً وقبل كل شيء الانتباه إلى المؤشر الذي يميز ضغط الماء المسموح به في المنتج .. لمنع تشوهات وانحناءات الأنابيب البلاستيكية ، يجب عليك تحتاج إلى تجنب المقاطع الطويلة المستقيمة

من الضروري أيضًا ملاحظة أثناء بدء التشغيل الأول لنظام التدفئة من أجل حدوث تغيير حاد في درجة الحرارة.

لمنع حدوث تشوهات وانحناءات الأنابيب البلاستيكية ، يجب تجنب المقاطع المستقيمة الطويلة جدًا. من الضروري أيضًا ملاحظة أثناء بدء التشغيل الأول لنظام التدفئة من أجل حدوث تغيير حاد في درجة الحرارة.

المعالم الرئيسية للأنابيب

أنابيب تسخين من مادة البولي بروبيلين بأقطار مختلفة

بالنسبة لنظام التدفئة ، يتم اختيار الأنابيب ليس فقط للخصائص الكيميائية والفيزيائية لموادها. في تصميم نظام فعال واقتصادي ، يلعب قطرها وطولها دورًا مهمًا ، حيث يؤثر المقطع العرضي للأنابيب على الديناميكا المائية الكلية. خطأ شائع إلى حد ما هو اختيار المنتجات ذات القطر الكبير جدًا ، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط في النظام عن المعدل الطبيعي ، وتتوقف أجهزة التسخين عن التسخين. إذا كان قطر الأنابيب صغيرًا جدًا ، يبدأ نظام التدفئة في إصدار ضوضاء.

الخصائص الرئيسية للأنابيب:

القطر الداخلي هو المعلمة الرئيسية لأي أنبوب.يحدد عرض النطاق الترددي الخاص به.
يجب أيضًا مراعاة القطر الخارجي عند تصميم النظام.
القطر الاسمي هو قيمة مدورة معبر عنها بالبوصة.

عند اختيار الأنابيب لتدفئة منزل ريفي ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أن أنظمة القياس المختلفة تستخدم للمنتجات المصنوعة من مواد مختلفة. يتم تمييز جميع أنابيب الحديد والصلب تقريبًا وفقًا للقسم الداخلي. منتجات النحاس والبلاستيك - القطر الخارجي

هذا مهم بشكل خاص إذا كان سيتم تثبيت النظام باستخدام مجموعة من المواد.

مثال على مطابقة أقطار الأنابيب من مواد مختلفة

عند دمج مواد مختلفة في النظام ، من أجل تحديد قطر الأنبوب بدقة ، تحتاج إلى استخدام جدول تطابق القطر. يمكن العثور عليها على الإنترنت. يُقاس القطر غالبًا بكسور أو بوصات. بوصة واحدة تساوي 25.4 ملم.

يتميز نظام التدفئة المنزلية ثنائي الأنابيب بالحساب والمخططات والتركيب

على الرغم من عملية التركيب البسيطة نسبيًا والطول الصغير نسبيًا لخط الأنابيب في حالة أنظمة التدفئة ذات الأنبوب الواحد ، في سوق المعدات المتخصصة ، لا تزال أنظمة التدفئة ثنائية الأنابيب في المراكز الأولى.

على الرغم من وجود قائمة قصيرة ولكنها مقنعة للغاية ومفيدة لمزايا وفوائد نظام التدفئة ثنائي الأنابيب ، إلا أنها تبرر الشراء والاستخدام اللاحق للدوائر بخط مباشر وعائد.

لذلك ، يفضله العديد من المستهلكين على الأصناف الأخرى ، ويغض الطرف عن حقيقة أن تركيب النظام ليس بهذه السهولة.

كيف تعمل في EXCEL

يعد استخدام جداول Excel ملائمًا للغاية ، حيث يتم دائمًا تقليل نتائج الحسابات الهيدروليكية إلى نموذج جدولي. يكفي تحديد تسلسل الإجراءات وإعداد الصيغ الدقيقة.

إدخال البيانات الأولية

يتم تحديد خلية وإدخال قيمة. يتم أخذ جميع المعلومات الأخرى في الاعتبار ببساطة.

يتم إعادة حساب قيمة D15 باللترات ، لذلك من الأسهل إدراك معدل التدفق ؛
الخلية D16 - أضف تنسيقًا وفقًا للشرط: "إذا لم يقع v ضمن النطاق 0.25 ... 1.5 م / ث ، تكون خلفية الخلية حمراء / الخط أبيض."

بالنسبة لخطوط الأنابيب مع اختلاف ارتفاعات المدخل والمخرج ، يضاف الضغط الساكن إلى النتائج: 1 كجم / سم 2 لكل 10 أمتار.

عرض النتائج

يحمل مخطط ألوان المؤلف عبئًا وظيفيًا:

تحتوي الخلايا الفيروزية الخفيفة على بيانات خام - يمكنك تغييرها.
خلايا خضراء شاحبة - ثوابت يجب إدخالها أو بيانات قليلة التغيير.
الخلايا الصفراء - حسابات أولية مساعدة.
الخلايا الصفراء الفاتحة - نتائج الحساب.
الخطوط: الأزرق - البيانات الأولية ؛
أسود - نتائج متوسطة / غير رئيسية ؛
الأحمر - النتائج الرئيسية والنهائية للحساب الهيدروليكي.

النتائج في جدول Excel

مثال من الكسندر فوروبيوف

مثال على حساب هيدروليكي بسيط في Excel لقسم خط أنابيب أفقي.

طول الأنبوب 100 متر ؛
ø108 مم ؛
سمك الجدار 4 مم.

جدول نتائج حساب المقاومة المحلية

من خلال تعقيد العمليات الحسابية خطوة بخطوة في Excel ، يمكنك إتقان النظرية بشكل أفضل وتوفير جزء من أعمال التصميم. بفضل النهج الكفء ، سيصبح نظام التدفئة الخاص بك هو الأمثل من حيث التكاليف ونقل الحرارة.

حساب قطر الأنبوب

يجب أن يعتمد حساب المقطع العرضي للأنبوب على نتائج الحساب الحراري المبررة اقتصاديًا:

بالنسبة لنظام ثنائي الأنابيب - الفرق بين tr (ناقل الحرارة الساخن) و (المبرد - التدفق العائد) ؛
للأنبوب الواحد - معدل تدفق الناقل الحراري G ، كجم / ساعة.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يأخذ الحساب في الاعتبار سرعة حركة مائع العمل (ناقل الحرارة) - V. قيمته المثلى في حدود 0.3-0.7 م / ث.تتناسب السرعة عكسًا مع القطر الداخلي للأنبوب.

عند سرعة الماء 0.6 م / ث ، تظهر ضوضاء مميزة في النظام ، ولكن إذا كانت أقل من 0.2 م / ث ، فهناك خطر حدوث اختناقات هوائية.

للحسابات ، هناك حاجة إلى خاصية سرعة إضافية - معدل تدفق الحرارة. يُشار إليه بالحرف Q ، ويقاس بالواط ويعبر عنه بكمية الحرارة المنقولة لكل وحدة زمنية.

Q (W) = W (J) / t (s)

بالإضافة إلى البيانات الأولية أعلاه ، سيتطلب الحساب معلمات نظام التدفئة - طول كل قسم مع الإشارة إلى الأجهزة المتصلة به. للراحة ، يمكن تلخيص هذه البيانات في جدول ، ويرد مثال على ذلك أدناه.

جدول معلمات الطرد

تعيين الموقع	طول المقطع بالمتر	عدد الأجهزة في المنطقة ، أجهزة الكمبيوتر.
1-2	1,8	1
2-3	3,0	1
3-4	2,8	2
4-5	2,9	2

يعد حساب أقطار الأنابيب معقدًا إلى حد ما ، لذلك من الأسهل استخدام الجداول المرجعية. يمكن العثور عليها على مواقع الويب الخاصة بمصنعي الأنابيب ، في SNiP أو الأدب الخاص.

عند اختيار قطر الأنبوب ، يستخدم القائمون بالتركيب قاعدة مشتقة من تحليل عدد كبير من أنظمة التدفئة. صحيح أن هذا ينطبق فقط على المنازل والشقق الخاصة الصغيرة. تم تجهيز جميع الغلايات تقريبًا بأنابيب الإمداد والعودة و بوصة. باستخدام مثل هذا الأنبوب ، يتم إجراء الأسلاك قبل الفرع الأول. علاوة على ذلك ، في كل قسم ، يتم تقليل حجم الأنبوب بخطوة واحدة.

لا يعمل هذا النهج إذا كان المنزل يتكون من طابقين أو أكثر. في هذه الحالة ، يجب عليك إجراء عملية حسابية كاملة والرجوع إلى الجداول.

تدفئة بخطين

السمة المميزة لهيكل بناء نظام تسخين ثنائي الأنابيب يتكون من فرعين من الأنابيب.

يقوم الأول بتوصيل وتوجيه المياه المسخنة في الغلاية من خلال جميع الأجهزة والأجهزة اللازمة.

الآخر يجمع ويزيل الماء المبرد بالفعل أثناء التشغيل ويرسله إلى مولد الحرارة.

في تصميم نظام أحادي الأنبوب ، يتعرض الماء ، على عكس نظام الأنبوبين ، حيث يتم تمريره عبر جميع أنابيب أجهزة التسخين مع نفس مؤشر درجة الحرارة ، لخسارة كبيرة في الخصائص اللازمة لعملية تسخين مستقرة عند الاقتراب إلى الجزء الختامي من خط الأنابيب.

يزداد طول الأنابيب والتكاليف المرتبطة بها بشكل مباشر عند اختيار نظام تسخين ثنائي الأنابيب ، ولكن هذا فارق بسيط نسبيًا على خلفية المزايا الواضحة.

أولاً ، لإنشاء وتركيب نظام تسخين ثنائي الأنابيب ، فإن الأنابيب ذات القطر الكبير ليست مطلوبة على الإطلاق ، وبالتالي ، لن يتم إنشاء هذا العائق أو ذاك بالطريقة ، كما في حالة دارة أحادية الأنبوب.

جميع السحابات والصمامات والتفاصيل الهيكلية اللازمة أصغر حجمًا أيضًا ، وبالتالي فإن الفرق في التكلفة سيكون غير محسوس للغاية.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لمثل هذا النظام في إمكانية تركيبه بالقرب من كل من بطاريات منظم الحرارة وسيقلل التكاليف بشكل كبير ويزيد من سهولة الاستخدام.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن التشعبات الرقيقة لخطوط الإمداد والعودة لا تتداخل أيضًا مع سلامة الجزء الداخلي من المسكن على الإطلاق ؛ علاوة على ذلك ، يمكن ببساطة إخفاءها خلف الكسوة أو في الجدار نفسه.

بعد تفكيك جميع مزايا وفروق كل من أنظمة التدفئة على الرفوف ، لا يزال المالكون ، كقاعدة عامة ، يفضلون اختيار نظام ثنائي الأنابيب. ومع ذلك ، من الضروري اختيار أحد الخيارات العديدة لهذه الأنظمة ، والتي ، في رأي المالكين أنفسهم ، ستكون الأكثر وظيفية وعقلانية للاستخدام.

· انخفاض أداء النظام (زيادة في القصور الذاتي الحراري).

لضمان تقليل تكاليف رأس المال وفقًا للحالة الاقتصادية الثانية - يجب أن تكون أقطار خطوط الأنابيب والتجهيزات هي الأصغر ، ولكن لا تؤدي ، عند معدل التدفق التصميمي لسائل التبريد ، إلى ظهور ضوضاء هيدروليكية في خطوط الأنابيب والإغلاق- صمامات إيقاف التشغيل والتحكم في نظام التسخين ، والتي تحدث عند قيم سرعة سائل التبريد 0.6-1 ، 5 م / ث اعتمادًا على قيمة معامل المقاومة المحلية.

من الواضح ، مع الاتجاه المعاكس للمتطلبات المذكورة أعلاه لحجم القطر المحدد لخط الأنابيب ، هناك منطقة ذات قيم معقولة لسرعة حركة المبرد.كما توضح الخبرة في بناء وتشغيل أنظمة التدفئة ، فضلاً عن المقارنة بين تكاليف رأس المال والتشغيل ، فإن النطاق الأمثل لقيم سرعة حركة المبرد هو في حدود 0.3 ... 0.7 آنسة. في هذه الحالة ، سيكون فقدان الضغط المحدد 45 ... 280 باسكال / م لأنابيب البوليمر و 60 ... 480 باسكال / م لأنابيب الصلب والمياه والغاز.

مع الأخذ في الاعتبار التكلفة العالية لخطوط الأنابيب المصنوعة من مواد البوليمر ، يُنصح بالالتزام بسرعات أعلى لحركة المبرد فيها لمنع زيادة الاستثمارات الرأسمالية أثناء البناء. في الوقت نفسه ، ستكون تكاليف التشغيل (خسائر الضغط الهيدروليكي) في الأنابيب المصنوعة من مواد بوليمرية أقل أو ستبقى على نفس المستوى مقارنة بالأنابيب الفولاذية بسبب انخفاض قيمة معامل الاحتكاك الهيدروليكي بشكل ملحوظ.

احصل على نص كامل

لتحديد القطر الداخلي لخط الأنابيب dvn

في القسم المحسوب من نظام التسخين مع تدفق حرارة منقولة معروف وفرق في درجة الحرارة في أنابيب الإمداد والعودة
∆tco
= 90-70 = 20 درجة مئوية (لأنظمة التسخين ثنائية الأنابيب) أو معدل تدفق الناقل الحراري ، من الملائم استخدام الجدول 1.

الجدول 1. تحديد القطر الداخلي لأنابيب نظام التدفئة

يتمثل الاختيار الإضافي لخطوط الأنابيب لأنظمة دعم الحياة الهندسية ، بما في ذلك التدفئة ، في تحديد نوع الأنبوب الذي سيوفر ، في ظل ظروف التشغيل المخطط لها ، أقصى قدر من الموثوقية والمتانة. يتم تفسير هذه المتطلبات العالية من خلال حقيقة أن خطوط الأنابيب لأنظمة إمداد المياه الساخنة والباردة والتدفئة وأنظمة الإمداد الحراري للتهوية وتكييف الهواء وإمدادات الغاز والأنظمة الهندسية الأخرى تمر عبر كامل حجم المبنى تقريبًا.

الجدول 2

تكلفة خطوط الأنابيب لجميع الأنظمة الهندسية مقارنة بتكلفة المبنى أقل من 0.1٪ ، ويؤدي وقوع حادث أو استبدال خطوط الأنابيب عندما تكون مدة خدمتها أقل من عمر خدمة المبنى إلى تكاليف إضافية كبيرة لمستحضرات التجميل أو الإصلاحات الرئيسية ، ناهيك عن الخسائر المحتملة في حالة وقوع حادث لمعدات الترميم وقيم المواد في المبنى.

يمكن تقسيم جميع الأنابيب الصناعية المستخدمة في أنظمة التدفئة إلى مجموعتين كبيرتين - معدنية وغير معدنية. السمة المميزة الرئيسية للأنابيب المعدنية هي القوة الميكانيكية ، والأنابيب غير المعدنية هي المتانة.

بناءً على القطر الداخلي المحدد مسبقًا لخط الأنابيب ، يتم أخذ القطر الاسمي المقابل دى

للأنابيب المعدنية أو القطر الخارجي وسماكة جدار الأنابيب
dн x s
لخطوط أنابيب البوليمر (معدن - بوليمر).

أنواع مختلفة من الأنابيب لها خصائص ميكانيكية وهيدروليكية وتشغيلية مختلفة ، والتي لها تأثيرات مختلفة على عمليات الديناميكا المائية وتوزيع التدفقات الحرارية في نظام التدفئة.

من المعروف أنه مع انخفاض الفقد الهيدروليكي لضغط الاحتكاك أثناء حركة المبرد في الأنابيب ، تزداد كفاءة تنظيم تدفق المبرد (التدفق الحراري) للسخان بسبب زيادة (إعادة توزيع) المشغل المتاح الضغط على الصمامات أو الصنابير أو الصمامات أو التركيبات الأخرى التي يتم التحكم فيها يدويًا أو تلقائيًا في هذه الحالة يتحدثون عن زيادة سلطة صمام التحكم. يجب فهم سلطة صمام التحكم على أنها جزء الضغط الموجود في القسم المنظم ، والذي يتم إنفاقه على التغلب على المقاومة المحلية للصمام (الصمام) عندما يتحرك المبرد.

تصنيف خطوط انابيب الغاز

خطوط أنابيب الغاز الحديثة عبارة عن نظام كامل من مجمعات الهياكل المصممة لنقل الوقود القابل للاحتراق من أماكن إنتاجه إلى المستهلكين. لذلك ، وفقًا للغرض المقصود منها ، هم:

الجذع - للنقل لمسافات طويلة من مواقع التعدين إلى الوجهات.
محلي - لجمع وتوزيع وتوريد الغاز لأشياء المستوطنات والشركات.

يتم بناء محطات الضاغط على طول الطرق الرئيسية اللازمة للحفاظ على ضغط العمل في الأنابيب وتزويد الغاز إلى نقاط محددة للمستهلكين بالكميات المطلوبة ، محسوبة مسبقًا. في نفوسهم ، يتم تنقية الغاز وتجفيفه وضغطه وتبريده ، ثم إعادته إلى خط أنابيب الغاز تحت ضغط معين مطلوب لقسم معين من ممر الوقود.

تصنف خطوط أنابيب الغاز المحلية الموجودة في المستوطنات على النحو التالي:

حسب نوع الغاز - يمكن نقل الهيدروكربون الطبيعي ، المسال ، المختلط ، إلخ.
بالضغط - يوجد ضغط منخفض ومتوسط وعالي في أجزاء مختلفة من الغاز.
حسب الموقع - خارجي (شارع) وداخلي وفوق الأرض وتحت الأرض.

حساب هيدروليكي لنظام تسخين ثنائي الأنابيب

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة مع مراعاة خطوط الأنابيب
مثال على الحساب الهيدروليكي لنظام تسخين الجاذبية ثنائي الأنابيب

لماذا تحتاج إلى حساب هيدروليكي لنظام تسخين ثنائي الأنابيب كل مبنى فردي. في هذا الصدد ، سيكون التسخين مع تحديد كمية الحرارة فرديًا. يمكن القيام بذلك باستخدام الحساب الهيدروليكي ، بينما يمكن للبرنامج وجدول الحساب تسهيل المهمة.

يبدأ حساب نظام تدفئة المنزل باختيار الوقود ، بناءً على احتياجات وخصائص البنية التحتية للمنطقة التي يقع فيها المنزل.

الغرض من الحساب الهيدروليكي ، البرنامج والجدول الموجودان على الشبكة ، هو كما يلي:

تحديد عدد أجهزة التدفئة اللازمة ؛
حساب القطر وعدد خطوط الأنابيب ؛
تحديد الخسارة المحتملة للتدفئة.

يجب إجراء جميع الحسابات وفقًا لمخطط التسخين مع جميع العناصر المضمنة في النظام. يجب تجميع رسم تخطيطي وجدول مماثل مسبقًا. لإجراء حساب هيدروليكي ، ستحتاج إلى برنامج وجدول محوري وصيغ.

نظام تدفئة ثنائي الأنابيب لمنزل خاص بأسلاك منخفضة.

يتم أخذ حلقة أكثر تحميلًا لخط الأنابيب ككائن تصميم ، وبعد ذلك يتم تحديد المقطع العرضي المطلوب لخط الأنابيب ، وفقد الضغط المحتمل لدائرة التسخين بأكملها ، ومنطقة السطح المثلى للمشعات.

يمكن أن يؤدي إجراء مثل هذا الحساب ، الذي يستخدم من أجله الجدول والبرنامج ، إلى إنشاء صورة واضحة مع توزيع جميع المقاومات الموجودة في دائرة التسخين الموجودة ، كما يتيح لك الحصول على معلمات دقيقة لنظام درجة الحرارة واستهلاك المياه في كل جزء من التدفئة.

نتيجة لذلك ، يجب أن يبني الحساب الهيدروليكي أفضل خطة تدفئة لمنزلك. لا تعتمد فقط على حدسك. سيقوم الجدول وبرنامج الحساب بتبسيط العملية.

العناصر التي تحتاجها:

تسلسل الحساب الهيدروليكي

1. يتم تحديد حلقة الدوران الرئيسية لنظام التسخين (الموقع الهيدروليكي الأكثر حرمانًا). في أنظمة الأنبوب المسدود ، هذه حلقة تمر عبر الجهاز السفلي للناهض الأكثر بعدًا وتحميلًا ، في أنظمة أحادية الأنابيب - من خلال الناهض الأبعد والمحمّل.

على سبيل المثال ، في نظام تسخين ثنائي الأنابيب مزود بأسلاك علوية ، ستمر حلقة الدوران الرئيسية من المحطة الفرعية عبر الناهض الرئيسي ، خط الإمداد ، من خلال الناهض الأبعد ، سخان الطابق السفلي ، خط الإرجاع إلى محطة فرعية.

في الأنظمة التي بها حركة مارة للمياه ، يتم أخذ الحلقة التي تمر عبر الناهض الأوسط الأكثر تحميلًا باعتبارها الحلقة الرئيسية.

2. حلقة الدوران الرئيسية مقسمة إلى أقسام (القسم يتميز بمعدل تدفق ماء ثابت ونفس القطر). يوضح الرسم البياني عدد الأقسام وأطوالها وأحمالها الحرارية. يتم تحديد الحمل الحراري للأقسام الرئيسية من خلال جمع الأحمال الحرارية التي تخدمها هذه الأقسام. يتم استخدام قيمتين لتحديد قطر الأنبوب:

أ) معدل تدفق ماء معين ؛

ب) خسائر ضغط محددة تقريبية بسبب الاحتكاك في حلقة دوران التصميم رالأربعاء

للحساب رcp

يجب معرفة طول حلقة الدوران الرئيسية وضغط دوران التصميم.

3. يتم تحديد ضغط الدوران المحسوب بواسطة الصيغة

, (5.1)

أين

- الضغط الناتج عن المضخة ، Pa. أظهرت ممارسة تصميم نظام التدفئة أنه من المستحسن أن تساوي ضغط المضخة

, (5.2)

أين

- مجموع أطوال أقسام حلقة الدوران الرئيسية ؛

- يمكن تعريف الضغط الطبيعي الناشئ عند تبريد الماء في أجهزة ، باسكال ، على أنه

, (5.3)

أين

- المسافة من مركز المضخة (المصعد) إلى مركز الطابق السفلي للجهاز م.

قيمة المعامل 

يمكن تحديدها من الجدول 5.1.

الجدول 5.1 - القيمة 

 اعتمادًا على درجة حرارة الماء المحسوبة في نظام التدفئة

(

) ، 0 ج

، كجم / (م 3 ك)

يتم ضمان الفعالية من حيث التكلفة للراحة الحرارية في المنزل من خلال حساب المكونات الهيدروليكية والتركيب عالي الجودة والتشغيل السليم. المكونات الرئيسية لنظام التدفئة هي مصدر الحرارة (المرجل) ، والتدفئة الرئيسية (الأنابيب) وأجهزة نقل الحرارة (المشعات). للحصول على إمداد حراري فعال ، من الضروري الحفاظ على المعلمات الأصلية للنظام تحت أي حمل ، بغض النظر عن الموسم.

قبل البداية يتم إجراء الحسابات الهيدروليكية:

جمع ومعالجة المعلومات عن الكائن من أجل:

تحديد كمية الحرارة المطلوبة ؛
اختيار مخطط التدفئة.

الحساب الحراري لنظام التدفئة مع التبرير:
حجوم الطاقة الحرارية
الأحمال.
فقدان الحرارة.

إذا تم التعرف على تسخين الماء الساخن كخيار أفضل ، يتم إجراء الحساب الهيدروليكي.

تم إجراء الحسابات في Excel. يمكن رؤية النتيجة النهائية في نهاية التعليمات.

المعادلات الأساسية للحساب الهيدروليكي لخط أنابيب الغاز

لحساب حركة الغاز عبر الأنابيب ، يتم أخذ قيم قطر الأنبوب واستهلاك الوقود وفقدان الرأس. يتم حسابه حسب طبيعة الحركة. باستخدام الصفحي - يتم إجراء العمليات الحسابية بدقة وفقًا للصيغة:

Р1 - Р2 = Р = (32 * μ * ω * L) / D2 كجم / م 2 (20) ، حيث:

∆Р - kgm2 ، فقدان الرأس بسبب الاحتكاك ؛
ω - م / ثانية ، سرعة الوقود ؛
D - م ، قطر خط الأنابيب ؛
L - م ، طول خط الأنابيب ؛
μ - كجم ثانية / م 2 ، لزوجة السوائل.

في حالة الحركة المضطربة ، من المستحيل تطبيق حسابات رياضية دقيقة بسبب الطبيعة الفوضوية للحركة. لذلك ، يتم استخدام المعاملات المحددة تجريبياً.

محسوبة بالصيغة:

Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21) ، حيث:

Р1 и Р2 - الضغط في بداية ونهاية خط الأنابيب ، كجم / م 2 ؛
λ - معامل المقاومة بلا أبعاد ؛
ω - م / ثانية ، متوسط سرعة الغاز فوق قسم الأنبوب ؛
ρ - كجم / م 3 ، كثافة الوقود ؛
D - م ، قطر الأنبوب ؛
g - m / sec2 ، تسارع الجاذبية.

فيديو: أساسيات الحساب الهيدروليكي لأنابيب الغاز

اختيار الأسئلة

ميخائيل ، ليبيتسك - ما هي الشفرات المستخدمة في قطع المعادن؟
إيفان ، موسكو - ما هو GOST للصفائح المعدنية المدرفلة؟
مكسيم ، تفير - أي رفوف لتخزين المعدن المدلفن أفضل؟
فلاديمير ، نوفوسيبيرسك - ماذا تعني المعالجة بالموجات فوق الصوتية للمعادن دون استخدام مواد كاشطة؟
فاليري ، موسكو - كيف تصنع سكينًا من المحمل بيديك؟
ستانيسلاف ، فورونيج - ما هي المعدات المستخدمة لإنتاج مجاري الهواء الفولاذية المجلفنة؟

حساب المقاومات المحلية

تنشأ المقاومة المحلية في الأنابيب والتجهيزات. تتأثر قيمة هذه المؤشرات بما يلي:

خشونة السطح الداخلي للأنبوب.
وجود أماكن توسع أو انكماش للقطر الداخلي لخط الأنابيب ؛
يتحول.
الطول؛
وجود المحملات والصمامات الكروية وأجهزة الموازنة وعددها.

يتم حساب المقاومة لكل قسم ، والذي يتميز بقطر ثابت ومعدل تدفق ثابت (وفقًا للتوازن الحراري للغرفة).

البيانات الأولية للحساب:

طول القسم المحسوب - l ، m ؛
قطر الأنبوب - د ، مم ؛
السرعة المحددة مسبقًا لسائل التبريد - u ، مم ؛
خصائص صمامات التحكم المقدمة من الشركة المصنعة ؛
معامل الاحتكاك (يعتمد على مادة الأنبوب) ، λ ؛
خسائر الاحتكاك - ∆Pl ، Pa ؛
كثافة سائل التبريد (محسوبة) - ρ = 971.8 كجم / م 3 ؛
سمك جدار الأنبوب - dн х δ ، مم ؛
خشونة مكافئة للأنبوب - كه ، مم.

انخفاض الضغط - يتم حساب ∆P في قسم الشبكة باستخدام معادلة Darcy-Weisbach.

الرمز ξ في الصيغة يعني معامل المقاومة المحلية.

إذا كان هناك موقد في المنزل ، فسيكون قادرًا على تدفئة غرفة صغيرة فقط. يعد تركيب بطاريات التدفئة في منزل خاص بمساحة كبيرة أمرًا إلزاميًا ، وإلا فلن يتم تسخين الغرف البعيدة عن الموقد.

يتم تقديم الخصائص الرئيسية لمرجل الغاز Buderus في هذه المراجعة.

سنخبرك بكيفية بدء تشغيل غلاية الغاز في هذه المقالة.

لماذا من الضروري حساب خط أنابيب الغاز

على طول جميع أقسام خط أنابيب الغاز ، يتم إجراء حسابات لتحديد الأماكن التي من المحتمل أن تظهر فيها المقاومة المحتملة في الأنابيب ، مما يؤدي إلى تغيير معدل توصيل الوقود.

إذا تم إجراء جميع الحسابات بشكل صحيح ، فيمكن عندئذٍ اختيار أنسب المعدات ويمكن إنشاء تصميم اقتصادي وفعال لتصميم نظام الغاز بالكامل.

سيوفر لك ذلك من المؤشرات غير الضرورية والمبالغة في تقديرها أثناء التشغيل والتكاليف في البناء ، والتي يمكن أن تكون أثناء تخطيط وتركيب النظام دون الحساب الهيدروليكي لخط أنابيب الغاز.

هناك فرصة أفضل لتحديد الحجم المطلوب في المقطع العرضي ومواد الأنابيب من أجل إمداد أكثر كفاءة وسرعة واستقرارًا للوقود الأزرق إلى النقاط المخطط لها في نظام خطوط أنابيب الغاز.

يتم ضمان وضع التشغيل الأمثل لخط أنابيب الغاز بأكمله.

يتلقى المطورون مزايا مالية مع توفير في مشتريات المعدات التقنية ومواد البناء.

يتم إجراء الحساب الصحيح لخط أنابيب الغاز ، مع مراعاة المستويات القصوى لاستهلاك الوقود خلال فترات الاستهلاك الشامل. تؤخذ في الاعتبار جميع الاحتياجات المنزلية الصناعية والبلدية والفردية.

نظرة عامة على البرنامج

لتسهيل العمليات الحسابية ، يتم استخدام برامج حساب الهيدروليك للهواة والمحترفين.

الأكثر شعبية هو Excel.

يمكنك استخدام الحساب عبر الإنترنت في Excel Online أو CombiMix 1.0 أو حاسبة الحساب الهيدروليكية عبر الإنترنت. يتم اختيار البرنامج الثابت مع مراعاة متطلبات المشروع.

تتمثل الصعوبة الرئيسية في العمل مع مثل هذه البرامج في الافتقار إلى المعرفة بأساسيات الهيدروليكا. في بعضها ، لا يوجد فك تشفير للصيغ ، ولا يتم النظر في ميزات تفرع خطوط الأنابيب وحساب المقاومة في الدوائر المعقدة.

HERZ C.O. 3.5 - يحسب باستخدام طريقة فقدان الضغط الخطي المحدد.
DanfossCO و OvertopCO - يمكنهما حساب أنظمة الدورة الدموية الطبيعية.
"التدفق" (بوتوك) - يسمح لك بتطبيق طريقة الحساب مع اختلاف (منزلق) في درجات الحرارة عبر المصاعد.

من الضروري توضيح معلمات إدخال البيانات حول درجة الحرارة - بالكلفن / مئوية.

حساب حجم المياه وسعة خزان التمدد

يجب أن يكون حجم خزان التمدد مساويًا لـ 1/10 من الحجم الكلي للسائل
لحساب خصائص أداء خزان التمدد ، وهو أمر إلزامي لأي نظام تسخين مغلق ، ستحتاج إلى التعامل مع ظاهرة زيادة حجم السائل فيه. يتم تقييم هذا المؤشر مع مراعاة التغيرات في خصائص الأداء الأساسية ، بما في ذلك التقلبات في درجة الحرارة. في هذه الحالة ، يتغير في نطاق واسع جدًا - من الغرفة +20 درجة وحتى قيم التشغيل في حدود 50-80 درجة.

سيكون من الممكن حساب حجم خزان التمدد دون مشاكل غير ضرورية إذا استخدمت تقديرًا تقريبيًا تم إثباته عمليًا. يعتمد على تجربة معدات التشغيل ، والتي وفقًا لها يبلغ حجم خزان التمدد حوالي عُشر الكمية الإجمالية لسائل التبريد المتداول في النظام.

في هذه الحالة ، يتم أخذ جميع عناصرها في الاعتبار ، بما في ذلك مشعات التدفئة (البطاريات) ، وكذلك سترة الماء لوحدة الغلاية. لتحديد القيمة الدقيقة للمؤشر المطلوب ، ستحتاج إلى أخذ جواز سفر الجهاز قيد الاستخدام والعثور فيه على العناصر المتعلقة بسعة البطاريات وخزان عمل المرجل

بعد تحديدها ، ليس من الصعب العثور على سائل تبريد زائد في النظام. لهذا ، يتم أولاً حساب مساحة المقطع العرضي لأنابيب البولي بروبلين ، ثم يتم ضرب القيمة الناتجة بطول خط الأنابيب. بعد جمع جميع فروع نظام التدفئة ، تتم إضافة أرقام المشعات والغلاية المأخوذة من جواز السفر إليها. ثم يحسب واحد على عشرة من المجموع.

حساب معلمات المبرد

كمية المبرد في 1 متر من الأنبوب ، حسب القطر
يتم تقليل حساب المبرد إلى تحديد المؤشرات التالية:

سرعة حركة الكتل المائية عبر خط الأنابيب بالمعايير المحددة ؛
متوسط درجة حرارتها
استهلاك الوسائط المرتبط بمتطلبات أداء معدات التدفئة.

الصيغ المعروفة لحساب معلمات المبرد (مع مراعاة المكونات الهيدروليكية) معقدة إلى حد ما وغير مريحة في الاستخدام العملي. تستخدم الآلات الحاسبة عبر الإنترنت أسلوبًا مبسطًا يتيح لك الحصول على نتيجة بخطأ مقبول لهذه الطريقة.

ومع ذلك ، قبل البدء في التثبيت ، من المهم أن تقلق بشأن شراء مضخة ذات مؤشرات لا تقل عن المؤشرات المحسوبة. فقط في هذه الحالة ، هناك ثقة في أن متطلبات النظام وفقًا لهذا المعيار مستوفاة تمامًا وأنه قادر على تسخين الغرفة إلى درجات حرارة مريحة.

أنواع المشعات

فيما يتعلق بالتدفئة الأفضل لمنزل خاص ، فإن آراء المالكين متنوعة تمامًا ، ولكن بالنسبة إلى المشعات ، يفضل الكثيرون نماذج الألمنيوم. الحقيقة هي أن قوة بطاريات التدفئة تعتمد على المادة. هم ثنائي المعدن ، الحديد الزهر والألمنيوم.

يحتوي جزء واحد من المبرد ثنائي المعدن على طاقة قياسية من 100-180 واط ، وحديد الزهر - 120-160 واط ، والألمنيوم - 180-205 واط.

عند شراء مشعات ، تحتاج إلى معرفة المواد المصنوعة منها بالضبط ، حيث أن هذا المؤشر مطلوب لحساب القوة بشكل صحيح.

تخطيطات أفقية ورأسية

ينقسم نظام التسخين هذا إلى مخططات أفقية ورأسية حسب موقع خط الأنابيب الذي يربط جميع الأجهزة والأجهزة في كل واحد.

تختلف دائرة التسخين الرأسية عن غيرها في أنه في هذه الحالة ، يتم توصيل جميع الأجهزة الضرورية برافعة رأسية.

على الرغم من أن تجميعها سيخرج في نهاية المطاف أكثر تكلفة قليلاً ، إلا أن العملية المستقرة لن تعيقها ركود الهواء الناتج والاختناقات المرورية. هذا الحل هو الأنسب لأصحاب الشقق في مبنى مكون من عدة طوابق ، حيث أن جميع الطوابق الفردية متصلة بشكل منفصل.

يعد نظام التسخين ثنائي الأنابيب مع الدائرة الأفقية مثاليًا لمبنى سكني من طابق واحد بطول طويل نسبيًا ، حيث يكون من الأسهل والأكثر منطقية توصيل جميع حجرات الرادياتير المتاحة بخط أنابيب أفقي.

يتميز كلا النوعين من دوائر نظام التسخين باستقرار هيدروليكي ودرجة حرارة ممتازين ، فقط في الحالة الأولى ، على أي حال ، سيكون من الضروري معايرة الرافعات الموجودة عموديًا ، وفي الحلقات الأفقية الثانية.

تحديد المقاومة

في كثير من الأحيان ، يواجه المهندسون حسابات أنظمة التدفئة للمرافق الكبيرة. تتطلب هذه الأنظمة عددًا كبيرًا من أجهزة التدفئة ومئات الأمتار من الأنابيب. يمكنك حساب المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة باستخدام المعادلات أو البرامج الآلية الخاصة.

لتحديد الفقد الحراري النسبي للالتصاق في الخط ، يتم استخدام المعادلة التقريبية التالية: R = 510 4 v 1.9 / d 1.32 (Pa / m). استخدام هذه المعادلة له ما يبرره لسرعات لا تتجاوز 1.25 م / ث.

إذا كانت قيمة استهلاك الماء الساخن معروفة ، فسيتم استخدام معادلة تقريبية للعثور على المقطع داخل الأنبوب: d = 0.75 √G (mm). بعد الحصول على النتيجة ، سوف تحتاج إلى الرجوع إلى جدول خاص للحصول على المقطع العرضي للمرور الشرطي.

ستكون أكثر المهام شاقة واستهلاكًا لليد العاملة هي حساب المقاومة المحلية في تجهيزات الأنابيب وصمامات التحكم وصمامات البوابة والسخانات.

تحديد فقدان الضغط في الأنابيب

يتم تعريف مقاومة فقدان الضغط في الدائرة التي يدور سائل التبريد من خلالها على أنها قيمتها الإجمالية لجميع المكونات الفردية. هذا الأخير يشمل:

الخسارة في الدائرة الأولية ، يُشار إليها بـ ∆Plk ؛
التكاليف المحلية للناقل الحراري (∆Plm) ؛
انخفاض الضغط في مناطق خاصة تسمى "مولدات الحرارة" تحت التسمية ∆Ptg ؛
الخسائر داخل نظام التبادل الحراري المدمج ∆Pto.

بعد جمع هذه القيم ، يتم الحصول على المؤشر المطلوب ، والذي يميز المقاومة الهيدروليكية الكلية للنظام ∆Pco.

بالإضافة إلى هذه الطريقة المعممة ، هناك طرق أخرى لتحديد فقد الرأس في أنابيب البولي بروبلين. يعتمد أحدهما على مقارنة مؤشرين مرتبطين ببداية ونهاية خط الأنابيب. في هذه الحالة ، يمكن حساب فقد الضغط ببساطة عن طريق طرح قيمه الأولية والنهائية ، المحددة بواسطة مقياسين للضغط.

يعتمد خيار آخر لحساب المؤشر المطلوب على استخدام صيغة أكثر تعقيدًا تأخذ في الاعتبار جميع العوامل التي تؤثر على خصائص تدفق الحرارة. تأخذ النسبة التالية في الاعتبار بشكل أساسي فقدان رأس السائل بسبب طول خط الأنابيب.

ح- فقدان رأس السائل ، في الحالة قيد الدراسة يقاس بالأمتار.
λ - معامل المقاومة الهيدروليكية (أو الاحتكاك) ، المحدد بواسطة طرق حساب أخرى.
L هو الطول الإجمالي لخط الأنابيب الذي يتم تقديمه ، ويقاس بالعدادات الجارية.
D هو الحجم القياسي الداخلي للأنبوب ، والذي يحدد حجم تدفق سائل التبريد.
V هو معدل تدفق السوائل ، ويقاس بالوحدات القياسية (متر في الثانية).
رمز g هو العجلة الناتجة عن الجاذبية ، والتي تساوي 9.81 م / ث 2.

تحدث خسائر الضغط بسبب احتكاك السائل بالسطح الداخلي للأنابيب

تعتبر الخسائر الناتجة عن ارتفاع معامل الاحتكاك الهيدروليكي ذات أهمية كبيرة. يعتمد ذلك على خشونة الأسطح الداخلية للأنابيب. النسب المستخدمة في هذه الحالة صالحة فقط لفراغات الأنبوب المستدير القياسية. تبدو الصيغة النهائية للعثور عليهم كما يلي:

V هي سرعة حركة الكتل المائية ، وتُقاس بالأمتار / الثانية.
D هو القطر الداخلي الذي يحدد المساحة الحرة لحركة المبرد.
يشير المعامل في المقام إلى اللزوجة الحركية للسائل.

يشير المؤشر الأخير إلى قيم ثابتة ويوجد في جداول خاصة منشورة بكميات كبيرة على الإنترنت.

موازنة هيدروليكية

يتم إجراء موازنة انخفاض الضغط في نظام التدفئة عن طريق صمامات التحكم والإغلاق.

يعتمد التوازن الهيدروليكي للنظام على:

الحمل التصميمي (معدل التدفق الكتلي لسائل التبريد) ؛
بيانات المقاومة الديناميكية من مصنعي الأنابيب ؛
عدد المقاومة المحلية في المنطقة قيد الدراسة ؛
الخصائص التقنية للتجهيزات.

يتم تعيين خصائص الإعداد - انخفاض الضغط ، والتثبيت ، وسعة التدفق - لكل صمام. يتم استخدامها لتحديد معاملات تدفق المبرد في كل رافع ، ثم إلى كل جهاز.

يتناسب فقدان الضغط طرديًا مع مربع معدل تدفق سائل التبريد ويتم قياسه بالكيلو جرام / ساعة ، حيث

S هو نتاج الضغط النوعي الديناميكي ، معبراً عنه بـ Pa / (kg / h) ، والمعامل المخفض للمقاومات المحلية للقسم (ξpr).

المعامل المخفض ξпр هو مجموع جميع مقاومات النظام المحلي.

حساب المكونات الهيدروليكية لمجاري التسخين

تسمح المكونات الهيدروليكية المحسوبة بكفاءة بالتوزيع الصحيح لقطر الأنبوب في جميع أنحاء النظام

عادةً ما يرجع الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة إلى اختيار أقطار الأنابيب الموضوعة في أقسام منفصلة من الشبكة. عند إجراء ذلك ، يجب مراعاة العوامل التالية:

قيمة الضغط واختلافاته في خط الأنابيب بمعدل معين لتداول المبرد ؛
نفقتها المقدرة
الأبعاد النموذجية لمنتجات الأنابيب المستخدمة.

عند حساب أول هذه المعلمات ، من المهم مراعاة قدرة معدات الضخ. يجب أن يكون كافياً للتغلب على المقاومة الهيدروليكية لدوائر التسخين. في هذه الحالة ، يكون الطول الإجمالي لأنابيب البولي بروبلين ذا أهمية حاسمة ، حيث تزداد المقاومة الهيدروليكية الكلية للأنظمة ككل.

بناءً على نتائج الحساب ، يتم تحديد المؤشرات اللازمة للتركيب اللاحق لنظام التدفئة وتلبية متطلبات المعايير الحالية.

في هذه الحالة ، يكون الطول الإجمالي لأنابيب البولي بروبلين ذا أهمية حاسمة ، حيث تزداد المقاومة الهيدروليكية الكلية للأنظمة ككل. بناءً على نتائج الحساب ، يتم تحديد المؤشرات اللازمة للتركيب اللاحق لنظام التدفئة وتلبية متطلبات المعايير الحالية.

ما هو الحساب الهيدروليكي

هذه هي المرحلة الثالثة في عملية إنشاء شبكة تدفئة. إنه نظام حسابات يسمح لك بتحديد:

قطر وإنتاجية الأنابيب ؛
خسائر الضغط المحلي في المواقع ؛
متطلبات التوازن الهيدروليكي
فقدان الضغط على مستوى النظام
الاستهلاك الأمثل للمياه.

وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها ، يتم اختيار المضخات.

بالنسبة للسكن الموسمي ، في حالة عدم وجود كهرباء فيه ، يكون نظام التدفئة مع الدوران الطبيعي لسائل التبريد مناسبًا (رابط المراجعة).

الغرض الرئيسي من الحساب الهيدروليكي هو التأكد من أن التكاليف المقدرة لعناصر السلسلة تتطابق مع التكاليف الفعلية (التشغيلية). يجب أن تخلق كمية المبرد التي تدخل المشعات توازنًا حراريًا داخل المنزل ، مع مراعاة درجات الحرارة الخارجية وتلك التي يحددها المستخدم لكل غرفة وفقًا لغرضها الوظيفي (الطابق السفلي +5 ، غرفة النوم +18 ، إلخ) .

المهام المعقدة - تقليل التكاليف: