retele termice
DESCRIPTION
aTRANSCRIPT
Universitatea Tehnica de Construcţii Bucureşti
Facultatea de Inginerie a Instalatiilor
RETELE TERMICE
-proiect-
Student:Iancu Alexandru
Anul IV, grupa 2,seria A
Memoriu justificativ
Prezenta lucrare reprezintă proiectul elementelor de transport si distribuţie a
căldurii pentru un sistem centralizat de alimentare cu căldura si apa calda.
Reglarea furnicarii căldurii
Pentru consumatorii industriali este nevoie de reglare calitativ centrala şi reglare
cantitativ locala la care se adăuga reglarea prin intermitenta. La consumatorii
industriali avem nevoie de reglare calitativ centrala şi reglare cantitativ locala la care
se adăuga reglarea prin intermitenta.
Sarcina termica
Pentru determinarea sarcinii termice a consumatorilor din M1 se aplica metoda
indicilor specifici de apartament mediu convenţional. Pentru celelalte ansambluri
rezidenţiale (M2…M9) se va aplica ipoteza ca au aceeaşi densitate termica de
încălzire si preparare apa calda menajera ca si ansamblul M1.
Calculul hidraulic
In ansamblul M1 punctele termice vor fi alimentate de doua ramuri relativ
echilibrat. In restul ansamblurilor, M2…M9, se va admite existenta unei singure
ramuri.
În cazul consumatorilor rezidenţiali, apa caldă de consum se va prepara în două
trepte serie/serie.
În cazul consumatorilor industriali, prepararea apei calde de consum (ACC) se va
face într-o treaptă în paralel cu instalaţia de încălzire (racordare directa simpla),
prevăzută cu rezervor de acumulare.
Debitul total de agent termic va fi Gtot=3747.14 [ th]
Dimensionarea tronsoanelor reţelei
Criteriul de alegere a diametrelor îl vor constitui pierderile specifice de sarcina cu
valori recomandate după tipul de tronsoane.
Pentru consumatorii rezidentiali se vor utiliza radiatoare din fonta avand
pmax adm=50[mCA ] ,exceptie fiind PT9 unde se vor utiliza CRP cu pmax adm=60[mCA ]
.Pentru consumatorii industriali se vor utiliza registre cu pmax adm=100[mCA ].
Presiunea interioara maxima de funcţionare (presiunea nominala) este de
108385[ daN
m2 ]=108.385 [mCA]
Presiunea de vaporizare la T=130°C este psat=28.744[mCA].
Calculul mecanic
Conducta este montata subteran in interiorul ansamblurilor rezidenţiale si
suprateran in exteriorul acestora.
Marca otelului din care este confecţionata conducta este in funstie de diametrul
acestei astfel pentru DN>350 se va folosi OL55 iar pentru DN<350 se va utiliza OL37.
Rezultantele forţelor care acţionează in reazemul fiz F2 sunt:
Rezultanta pe direcţie verticala: Pv=11530.4 [daN ]
Rezultanta pe direcţie ox in plan orizontal: PaxRD=-27181[daN]
PaxRI=-15436[daN]
Rezultanta pe direcţie oy in plan orizontal : PtrRD=38292.9[daN]
PtrRI=38292.9[daN]
Note de calcul
1. Reglarea furnizării căldurii
Reglarea furnizării căldurii reprezintă ansamblul de intervenţii şi masuri luate in scopul punerii in acord a necesarului real de căldura al consumatorilor cu energia termica produsa şi distribuita de sursa.
1.1.Reglarea pentru consumatorii rezidenţiali
Pentru consumatorii rezidenţiali reglarea va fi calitativ-centrala la care se adăuga
reglarea prin intermitenta.
Δt n=( t1−t 2 )n=90−70=20℃
ΔӨ=t i−t e=20−(−12 )=32[℃ ]
ΔӨn=t i−t ec=20−(−12 )=32 [℃ ]
δ n=t1+t 2
2−ti=
90+702
−20=60
t i - temperatura interioara de calcul pentru consumatori rezidenţiali(20 [℃]¿
t ec - temperatura exterioara de calcul (−12[℃]¿
t e - temperatura exterioara (variabila)
t 1=ti+0.5 ΔtnΔӨΔӨn
+δ n( ΔӨΔӨn )
11+m=20+ 0.5∗20∗32
32+60( 32
32 )1
1+0.33=90 (1)
t 2=t i−0.5 Δt nΔӨΔӨn
+δn( ΔӨΔӨn )
11+m=20−0.5∗20∗32
32+60( 32
32 )1
1+0.33=70 (2)
u=( T1−t1
t 1−t 2)
n
=( 130−9090−70 )=2
T 1=t1+u (t 1−t 2 )=80+3.5 (80−60 ) [℃ ] (3)
Relaţiile (1), (2) şi (3) se aplica pentru următoarele temperaturi exterioare t e :
-12; -10; -5; 0; 5; 10 [℃ ] .Rezultatele se gasesc in tabelul 1.1.
Tabelul 1.1
teΔθ ∆θ/
∆θn(∆θ/∆θn)^(1/1+m)
δnδn*(∆θ/∆θn)^(1/1+m) t1 t2 T1
1. 2. 3. 4. 5. 3. 1. 2. 3.-
12 32 1 1.0060.0
0 60.00 90.0070.0
0130.0
0-
10 30 0.9375 0.9560.0
0 57.16 86.5367.7
8124.0
3
-5 25 0.7813 0.8360.0
0 49.84 77.6562.0
2108.9
0
0 20 0.625 0.7060.0
0 42.14 68.3955.8
9 93.39
5 15 0.4688 0.5760.0
0 33.94 58.6349.2
5 77.38
10 10 0.3125 0.4260.0
0 25.02 48.1541.9
0 60.65
u – coeficient de amestec al pompei
m=0.33 (pentru radiatoare din fonta sau corpuri din otel)
Rezultatele din tabelul 1.1 sunt prezentate in graficul de reglare a furnizării căldurii.
1.2.Reglarea pentru consumatorii industriali
ΔT n=( T1−T 2 )n=130−70=60℃
ΔӨ , ΔӨn−secalculeaza ca pentru consumatorii rezidentiali
δ n=T1+T 2
2−ti=
130+702
−15=85
T 1=ti+0.5 ΔTnΔӨΔӨn
+δ n( ΔӨΔӨn )
11+ m=15+ 0.5∗60∗27
27+85( 27
27 )1
1+0.24=130
T 1=ti−0.5 ΔT nΔӨΔӨn
+δ n( ΔӨΔӨn )
11+m=15+ 0.5∗60∗27
27+85( 27
27 )1
1+0.24=70
t i - temperatura interioara de calcul pentru consumatori industriali (15 [℃]¿
m=0.24(registre de teava ,serpentine)
Relaţiile (1), (2) şi (3) se aplica pentru următoarele temperaturi exterioare t e :
-12; -10; -5; 0; 5; 10 [℃ ] .Rezultatele se gasesc in tabelul 1.2.
Tabelul 1.2
teΔθ ∆θ/
∆θn(∆θ/∆θn)^(1/1+m)
δnδn*(∆θ/∆θn)^(1/1+m) T1 T2
1. 2. 3. 4. 5. 3. 1. 2.-
12 27 1 1.0085.0
0 85.00130.0
070.0
0-
10 25 0.9259 0.9485.0
0 79.88122.6
667.1
1
-5 20 0.7407 0.7985.0
0 66.73103.9
559.5
1
0 15 0.5556 0.6285.0
0 52.91 84.5851.2
5
5 10 0.3704 0.4585.0
0 38.15 64.2742.0
4
10 5 0.1852 0.2685.0
0 21.82 42.3731.2
6
Rezultatele din tabelul 1.2 sunt prezentate in graficul de reglare a furnizării
căldurii.
Pentru consumatorii industriali este nevoie de reglare calitativ centrala şi reglare
cantitativ locala la care se adăuga reglarea prin intermitenta.
1.3.Adoptarea unei singure curbe de reglare la centrala. Compararea
graficelor de reglare
Se constata din analiza graficelor ca la o aceeaşi temperatura exterioara,
temperaturile T 1 solicitate de consumatorii industriali sunt mai mici decât cele
solicitate de consumatorii rezidenţiali. Deoarece sursa de căldura este unica şi reţeaua
ce deserveşte ambii consumatori este aceeaşi, se pune problema adoptării unei
singure curbe. Apare mai avantajos adoptarea temperaturilor T 1 cerute de
consumatorii rezidenţiali şi pentru consumatorii rezidenţiali.
Se pune condiţia ca energia termica furnizata consumatorilor industriali la
temperaturile T 1u sa realizeze acelaşi efect sub aspectul temperaturilor interioare
(15…16[℃]¿.
Determinarea temperaturii pe retur, atunci când pe tur temperatura este T 1u in loc
de T 1i, pentru consumatorii industriali.
kS ( T1 i+T 2 i
2−t i)=k ' S( T 1u+T 2 x
2−t i)
k ≈ k '
T 2 x=T 2i−(T 1u−T1 i ) (1)
Relaţia (1) se aplica pentru fiecare T 2i din tabelul 1.2
T 2 x=T 2i−(T 1u−T1 i )=70−(130−130 )=70 [℃]¿
Rezultatele pentru T 2 x se găsesc in tabelul 1.3
Tabelul 1.3
T1i T2i T1u T2x130.00 70 130 70122.66 67.10705 124.033 65.74103.95 59.50623 108.8984 54.5684.58 51.24531 93.38836 42.4464.27 42.04331 77.3796 28.93
42.37 31.26063 60.64799 12.98
Curba pentru temperatura apei de retur,T 2 x este prezentata in graficul de reglare
a furnizării căldurii.
Determinarea debitului de agent termic pentru reglarea cantitativ locala, pentru
consumatorii industriali.
c – căldura specifica a apei
G, G’ – debitul de agent termic (apa)(’-redus)
Gc (T 1i−T2 i )=G' c (T1 u+T 2 x )⟹ G'
G=
T 1 i−T 2i
T 1u−T2 x
=130−70130−70
=1 (2)
Relaţia (1) se aplica pentru fiecare T 2i din tabelul 2.1, rezultatele se găsesc in tabelul
1.4
Tabelul 1.4
T1i T2i T1u T2x G'/G130.00 70 130 70 1
122.6667.1070
5 124.033 65.74 0.95304
103.9559.5062
3108.898
4 54.56 0.81792
84.5851.2453
193.3883
6 42.440.65425
7
64.2742.0433
1 77.3796 28.930.45866
7
42.3731.2606
360.6479
9 12.980.23309
4
Curba G'
G=f (t e) este prezentata in graficul de reglare a furnizării căldurii.
1.4.Punctul de frângere in graficul de reglare
Se constata ca la valori ridicate ale temperaturii exterioare, (aproape de 10[℃]¿, temperaturile T 1 ating valori prea mici pentru a se putea prepara apa calda de consum (acc) cu temperatura normata de 55[℃ ] . De aceea se limitează ca temperatura minima temperatura de 65[℃](=T 1
' ).Deoarece utilizând aceasta temperatura din punct de vedere al procesului de
încălzire, încăperile încălzite s-ar supraîncălzi (t i>20 [℃ ]), in domeniul +10…t e' se
aplica reglarea prin intermitenta.In final pentru consumatorii rezidenţiali avem reglare calitativ centrala intre
t ec …t e' , şi reglare prin intermitentaintre te
' …10 [℃ ]. La consumatorii industriali avem nevoie de reglare calitativ centrala şi reglare cantitativ locala la care se adăuga reglarea prin intermitenta.
T ' '−regimul mediu de lunga durata∈sezonul de incalzire
T '−regimul de punct de frangere
Temperaturi medii de lunga durata
-12[℃ ]⟹t em=0 …2 [℃ ]
-15[℃ ]⟹t em=−1 …+1 [℃ ]∎
t ec=¿ -18[℃ ]⟹t em=−2 …−1 [℃ ]
-21[℃ ]⟹t em=−3 …−2 [℃ ]
2. Sarcina termica a consumatorilor rezidenţiali si industriali
Se aplica metoda indicilor specifici de apartament mediu convenţional (Sapmc=60 m2
), o metoda aproximativa pentru determinarea necesarului de caldura.
Exemplu de calcul pentru blocul de tip A
q înc=4000 …5000W /apmc
qacc=700 …800 W /apmc
Nrapmc=Sconstr
bloc
sapmc
=Snivel∗nrnivele
sapmc
=750∗560
=62.5 apmc
Qîncbloc=Nrapmc∗q înc=62.5∗4500=281250 [W ]≅ 0.28125[ MW ]
Qaccbloc=Nrapmc∗qacc=62.5∗750=46875[W ]≅ 0.0 .46875[ MW ]
Pentru celelalte tipuri de blocuri din ansamblul rezidenţial M1 necesarul de
căldura se găseşte in tabelul 2.1
Tabelul 2.1
Denumire bloc Nr.niveleSnivel Nr.amc Qincbloc Qaccbloc
Nr.blocuri Qinc Qacc
[m2] [MW] [MW] [MW] [MW]1 2 3 4 5 6 7 8 9A 5 750 62.5 0.28125 0.046875 16 4.5 0.75B 9 750 112.5 0.50625 0.084375 8 4.05 0.675C 11 1200 220 0.99 0.165 4 3.96 0.66
12.51 2.085
Pentru calculul sarcinilor termice de încălzire si apa calda de consum a
ansamblurilor rezidenţiale M1…M9 se va aplica ipoteza ca au aceeaşi densitate
termica de încălzire si preparare apa calda menajera ca si ansamblul M1.
d încM 1=
QîncM 1
SbrutaM 1 = 12.51
234432=0.53363∗10−4 MW
m2
daccM 1=
QaccM 1
SbrutaM 1 = 2.085
234462=0.8894∗10−5 MW
m2
QîncMx=d înc
M 1∗SbrutaMx ⟹ (1)
QîncM 2=d înc
M 1∗SbrutaM 2 =0.53363∗10−4∗236776.3=12.6351[ MW ]
QaccMx=dacc
M 1∗SbrutaMx ⟹ (2)
QaccM 2=dacc
M 1∗SbrutaM 2 =0.8894∗10−5∗236776.3=2.1059[ MW ]
Relaţiile (1) si (2) se aplica si pentru ansamblurile rezidenţiale M3…M9;
rezultatele sunt prezentate in tabelul 2.2
Pentru calculul sarcinilor termice de căldura si apa calda la consumatorii
industriali se utilizează următoarele formule de calcul:
I 1:QîncI 1 =25+0.2 N=25+0.2∗5=26[ MW ]
I 2:QîncI 2 =30+0.15 N=30+0.15∗5=30.75 [MW ]
I 3:QîncI 3 =45−0.1 N=45+0.1∗5=45.5[ MW ]
unde:
N – numărul de ordine dat prin tema (18)
I 1:QaccI 1 =5 % Qînc
I 1 =0.05∗26=1.3[ MW ]
I 1:QaccI 2 =5 % Qînc
I 2 =0.05∗30.75=1.5375[ MW ]
I 1:QaccI 3 =5 % Qînc
I 3 =0.05∗45.5=2.275 [MW ]
Tabelul 2.2
CONSUMATORI Qinc Qa.c.c Qtot
Consumatori Sbruta
[MW] [MW] [MW] [m^2]M1 12.51 2.085 14.595 M1 234432
M2 12.6351 2.1058514.7409
5 M2 236776.32
M313.0141
52.169025
515.1831
8 M3243879.609
6
M413.6648
62.277476
815.9423
4 M4256073.590
1
M5 14.62142.436900
1 17.0583 M5273998.741
4
M615.9373
32.656221
218.5935
5 M6298658.628
1
M717.6904
32.948405
520.6388
4 M7331511.077
2
M819.9901
93.331698
223.3218
9 M8374607.517
2
M922.9887
23.831452
926.8201
7 M9430798.644
8Rezidential ΣQinc,tot ΣQa.c.c,tot ΣQrez,tot
143.052 23.84203 166.894
2 2PTI1 26 1.3 27.3PTI2 30.75 1.5375 32.2875PTI3 45.5 2.275 47.775Qtot,ind ΣQinc,tot ΣQa.c.c,tot ΣQind,tot
102.25 5.1125107.362
5
QCEC=Qtotrez+Q tot
ind+ ΔQ
ΔQ=3 …5 %
QCEC=1.05(Qtotrez+Qtot
ind)=1.05∗(166.8942+107.3625 )=287.97 [ MW ]
3. Calculul hidraulic
Sarcina termica maxim acceptata pe fiecare punct termic (PT) va fi de maxim
0.8…1.1 MW. Astfel, din acelaşi punct termic se pot alimenta 1, 2 sau mai multe
blocuri a căror sarcina termica de încălzire însumata nu depăşeşte 1.1 MW si distanta
dintre PT si cea mai departata coloana alimentata sa fie de maximm 80m.
Punctele termice se vor amplasa in subsolul tehnic al blocurilor, in spatii
special amenajate, căutând ca ramurile alimentate sa fie relativ echilibrate din punct
de vedere hidraulic. De asemenea punctele termice se vor amplasa in imediata
apropiere a accesului in clădiri.
In ansamblul M1 punctele termice vor fi alimentate de doua ramuri relativ
echilibrat. In restul ansamblurilor, M2…M9, se va admite existenta unei singure
ramuri.
Reţelele se vor trasa cu predilecţie prin spaţiul verde, la 2…3 m de limitele
clădirilor. Daca este necesar, traversarea arterelor de circulaţie se va face
perpendicular pe axul acestora; de asemenea intrarea in punctele termice se realizează
perpendicular. Unghiul de schimbare a direcţiei reţelelor va fi mai mare de 90º.
3.1.Calculul debitelor de agent termic
Calculul debitului de agent termic pentru consumatorii rezidenţiali.
În cazul consumatorilor rezidenţiali, apa caldă de consum se va prepara în două
trepte serie/serie.
t∫¿=t 2' '−(−5 … 8)=54.49−6.49=48 [℃] ¿
t 2' '−din graficul de reglare a caldurii
t ar=10 [℃ ] - temperatura apei reci
QaccPT 1II =Qacc
PT 1¿¿ (1)
G PT 1=Qînc
PT 1
c¿¿¿
=0.84375∗3600∗106∗10−3
4186 (130−70 )+ 0.021875∗3600∗106∗10−3
4186(90.22−54.49)=12.62041 ( t /h ) (2)
c=4186[ Jkg∗K ]
Relaţiile (1) si (2) se aplica pentru punctele termice PT1…PT12 si pentru
ansamblurile rezidenţiale M1…M9; rezultatele sunt prezentate in tabelul 3.1
Calculul debitului de agent termic pentru consumatorii industriali.
În cazul consumatorilor industriali, prepararea apei calde de consum (ACC) se
va face într-o treaptă în paralel cu instalaţia de încălzire (racordare directa simpla),
prevăzută cu rezervor de acumulare.
T 1' −T3=65−34=31 [° C ]
T 3=31 …35=¿34 [°C ]
T 1' =65 [℃ ] - temperatura punctului de frângere (din graficul de reglare a căldurii
G PTI 1=Qînc
PTI 1
c¿¿¿
¿ 26∗3600∗106∗10−3
4186 (130−70 )+1.3∗3600∗106∗10−3
4186(65−34)=408.7357 [ t /h ] (3)
Relaţia (3) se aplica pentru punctele termice PTI1…PTI3; rezultatele sunt
prezentate in tabelul 3.1a
Tabelul 3.1a
PT QINC,PT QA.C.C,PTQII A.C.C,PT GPT
[MW] [MW] [MW] [t/h]
10.8437
50.14062
50.02187
512.6204
12 0.5625 0.09375 0.01458 8.41360
3 6
30.8437
50.14062
50.02187
512.6204
1
4 1.0125 0.16875 0.0262515.1444
9
5 1.0125 0.16875 0.0262515.1444
9
6 0.99 0.1650.02566
714.8079
5
7 0.99 0.1650.02566
714.8079
5
8 0.99 0.1650.02566
714.8079
5
9 0.99 0.1650.02566
714.8079
5
10 1.0125 0.16875 0.0262515.1444
9
11 1.0125 0.16875 0.0262515.1444
9
120.8437
50.14062
50.02187
512.6204
1
13 0.5625 0.093750.01458
38.41360
6
140.8437
50.14062
50.02187
512.6204
1187.118
6Pti QINC,Pti QA.C.C,Pti GPTi
[MW] [MW] [t/h]
1 26 1.3408.735
7
2 30.75 1.5375483.408
6
3 45.5 2.275715.287
51607.43
2
Calculul debitelor de agent termic pentru încălzire si pentru apa calda de consum.
Pentru consumatorii rezidenţiali:
G PT 1înc =
QîncPT 1
c¿¿¿ (4)
G PT 1acc =
Q accPT 1II
c (T 1' '−t ' ' 2)
=0.021875∗3600∗106∗10−3
4186(90.22−54.49)=0.526524 ( t /h )
(5)
G PT 1=GPT 1înc +G PT 1
acc =12.09388+0.526524=12.62041 ( t /h ) (6)
Relaţiile (4), (5), (6) se aplica pentru toate punctele termice si pentru toate
ansamblurile rezidenţiale. Rezultatele se găsesc in tabelul 3.1b.
Pentru consumatorii rezidenţiali:
G PTi1înc =
Q încPTI 1
c¿¿¿ (7)
G PTi1acc =
Q accPTI 1
c (T1' −T3 )
=1.3∗3600∗106∗10−3
4186 (65−34)=36.06492 ( t /h ) (8)
G PTi1=G PTi1înc +GPTi 1
acc =372.6708+36.06492=408.7357 ( t /h )
Relaţiile (7), (8) se aplica pentru toate ansamblurile industriale. Rezultatele se găsesc
in tabelul 3.1b.
Tabelul 3.1b
PTQINC,PT
QA.C.C,PT
QII A.C.C,PT Ginc Ga.c.c GPT
[MW] [MW] [MW] [t/h] [t/h] [t/h]
10.8437
50.14062
5 0.02187512.0938
80.52652
412.9868
1
2 0.5625 0.093750.0145833
3 8.062590.35101
68.65787
5
30.8437
50.14062
5 0.02187512.0938
80.52652
412.9868
1
4 1.0125 0.16875 0.0262514.5126
60.63182
915.5841
7
5 1.0125 0.16875 0.0262514.5126
60.63182
915.5841
7
6 0.99 0.1650.0256666
714.1901
60.61778
815.2378
6
7 0.99 0.1650.0256666
714.1901
60.61778
815.2378
6
8 0.99 0.1650.0256666
714.1901
60.61778
815.2378
6
9 0.99 0.1650.0256666
714.1901
60.61778
815.2378
6
10 1.0125 0.16875 0.0262514.5126
60.63182
915.5841
7
11 1.0125 0.16875 0.0262514.5126
60.63182
915.5841
7
120.8437
50.14062
5 0.02187512.0938
80.52652
412.9868
1
13 0.5625 0.093750.0145833
3 8.062590.35101
68.65787
5
140.8437
50.14062
5 0.02187512.0938
80.52652
412.9868
1192.551
1
PTIQINC,Pti QA.C.C,Pti Ginc Ga.c.c GPTi
[MW] [MW] [t/h] [t/h] [t/h]
1 26 1.3372.670
836.0649
2408.735
7
2 30.75 1.5375440.754
9 42.6537483.408
6
3 45.5 2.275652.173
9 63.1136715.287
5
1465.6141.832
21607.43
2
Ansamblul QINC,PT QA.C.C,PT
QII A.C.C,PT GPT Ginc Ga.c.c
[MW] [MW] [MW] [t/h] [t/h] [t/h]
M1 12.51 2.0850.32433
3187.118
6 179.312 7.81
M2 12.6351 2.105850.32757
7188.989
8181.105
1 7.88
M313.0141
52.16902
60.33740
4194.659
5186.538
3 8.12
M413.6648
62.27747
70.35427
4204.392
4195.865
2 8.53
M5 14.6214 2.43690.37907
3218.699
9209.575
7 9.12
M615.9373
32.65622
1 0.41319238.382
9228.437
6 9.95
M717.6904
32.94840
50.45864
1 264.605253.565
7 11.04
M819.9901
93.33169
80.51826
4299.003
7286.529
2 12.47
M922.9887
23.83145
30.59600
4343.854
2329.508
6 14.352139.70
62050.43
789.268661
1
Gcec=GPT+GPTI=1607.432+213.706=3747.13788[t/h]
3.2.Dimensionarea tronsoanelor reţelei
Dimensionarea reţelelor se va face considerând sistemul ca un sistem de conducte
lungi, in care valoarea cea mai mare o dau pierderile liniare de sarcina. Pierderile
locale se vor lua in considerare printr-o lungime echivalenta, adiţionata la lungimea
fizica, egala cu 20…30% din aceasta.
Criteriul de alegere a diametrelor îl vor constitui pierderile specifice de sarcina cu
valori recomandate după tipul de tronsoane:
Δpsp=30 ÷ 60Pam
→magistrala
Δpsp=60÷ 90Pam
→ distributie
Δpsp=150 ÷ 300Pam
→bransament
Fără a constitui un criteriu de dimensionare se urmăreşte ca in reţelele primare
viteza sa fie v=0.5…3 [m/s].
Pentru realizarea dimensionării tronsoanelor se utilizează schema de calcul
hidraulic si nomogramele pentru pierderi de sarcina hidraulica.
G [t/h] – debitul de agent termic vehiculat pe tronson
L [m] – lungimea tronsonului (măsurata)
Le – lungimea echivalenta; Le=(0.2 …03 ) L
Lc – lungimea de calcul; Lc=L+Le
DN – diametrul nominal al conductei (citit din nomograma)
v [m/s] – viteza agentului termic pe tronson
Δpsp [Pam
] - pierderea specifica de sarcina hidraulica (citit din nomograma)
Δptr [ Pa] - pierderea de sarcina pe tronson; Δptr=Lc∗Δpsp
Δpcum[ Pa] – pierderea totala de sarcina pentru circuitul de alimentare a punctului
termic; Δpcc=Δptot+ ΔpPT+Δptot
Δp PTrez=10 [mCA ]
Δp PTind=12[mCA ]
14
Δpexc [Pa] - excedentul de presiune; Δpexc=( Δpcc )max−Δpcc
Rezultatele calculului de dimensionare sunt prezentate in tabelul 3.2
Echilibrarea hidraulica presupune ca pe toate circuitele de alimentare a
consumatorilor sa aveam aceeaşi pierdere totala de sarcina si egala cu a celui mai
dezavantajat consumator.
Excedentul de presiune trebuie sa fie cat mai mic posibil. Acest lucru se face
prin alegerea pe branşamente a unor diametre pentru care pierderile de sarcina
specifice pot sa depăşească domeniul recomandat. Se menţine acelaşi domeniu de
viteze (0.5…3 [m/s]).
Daca nu se reuşeşte echilibrarea reţelei prin modificarea diametrelor
branşamentelor, atunci se utilizează si diafragme de laminare sau alte rezistente
locale.
4. Calculul mecanic
4.1 Calculul peretilor de conducta
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]
pi=presiunea interioara cu valoarea maxima care se poate intalni in sistemul de retele;
pi=Hc+Had-Δpcec[daN/m2]
Δpcec=35÷40 [mCA]=40 [mCA]
Hc=102.62[mCA]
Had=45.765[mCA]
pi=108.385[mCA]=10.8385[daN/cm2]
Di≈DN
σa=σrcs
cs=3 pt. conducte trase(Dn≤ 350[mm])
16
cs=3.75 pt. conducte sudate elicoidal(Dn¿350[mm])
cs=coefficient de siguranta
Dn=800[mm]=80[cm] OL55
σa=55
3.75=14.67[daN/m2]=0.001467[daN/cm2]
ϕ=coefficient de calitate al sudurii
ϕ=1 pentru Dn≤ 350[mm]
ϕ=0.7 pentru Dn¿350[mm]
c=coeficient de adaos
c≈10%s
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]=
10.8385 ×802× 0.7 ×0.001467
+¿0.1×10.8385 × 80
2 ×0.7 × 0.001467
=0.445+0.0445=0.4897[cm]=4.9[mm]
¿>¿conform SR EN 10217-5 sstas=8[mm]
Dn=600[mm]=60[cm] OL55
σa=55
3.75=14.67[daN/m2]=0.001467[daN/cm2]
ϕ=0.7 pentru Dn¿350[mm]
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]=
10.8385 ×602× 0.7 ×0.001467
+¿0.1×10.8385 × 60
2 ×0.7 × 0.001467
=0.334+0.0334=0.367[cm]=3.7[mm]
¿>¿conform SR EN 10217-5 sstas=8[mm]
Dn=500[mm]=50[cm] OL55
σa=55
3.75=14.67[daN/m2]=0.001467[daN/cm2]
ϕ=0.7 pentru Dn¿350[mm]
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]=
10.8385 ×502× 0.7 ×0.001467
+¿0.1×10.8385 ×50
2 ×0.7 × 0.001467
=0.278+0.0278=0.306[cm]=3.1[mm]
¿>¿conform SR EN 10217-5 sstas=7[mm]
Dn=200[mm]=20[cm] OL37
σa=373 =12.333daN/m2]=0.0012333[daN/cm2]
ϕ=1 pentru Dn≤ 350[mm]
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]=
10.8385× 202× 1× 0.0012333
+¿0.1×10.8385 ×20
2 ×1 ×0.0012333
=0.134+0.0134=0.147[cm]=1.5[mm]
¿>¿conform SR EN 10217-5 sstas=7[mm]
Dn=150[mm]=15[cm] OL37
σa=373 =12.333daN/m2]=0.0012333[daN/cm2]
ϕ=1 pentru Dn≤ 350[mm]
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]=
10.8385× 152× 1× 0.0012333
+¿0.1×10.8385 ×15
2 ×1 ×0.0012333
=0.1+0.01=0.11[cm]=1.1[mm]
¿>¿conform SR EN 10217-5 sstas=5.5[mm]
Dn=65[mm]=6.5[cm] OL37
σa=373 =12.333daN/m2]=0.0012333[daN/cm2]
ϕ=1 pentru Dn≤ 350[mm]
s= pi x Di2 ϕσa +c[mm]=
10.8385× 6.52× 1× 0.0012333
+¿0.1×10.8385 ×6.5
2 ×1 ×0.0012333
=0.043+0.0043=0.048[cm]=0.5[mm]
¿>¿conform SR EN 10217-5 sstas=3.5[mm]
4.2 Calculul distantei intre reazemele mobile
l=√ 10 × w × σai¿
[m]
l=distanta intre reazemele mobile;
w=modul de rezistenta al cnductei [cm3];
σai=tensiunea admisibila la incovoiere din greutatea conductei;
σai=200÷ 250[daN/cm2] pentru amplasare subterana;
σai=500÷ 600[daN/cm2] pentru amplasare supraterana;
gt=gc+ga+giz[daN/m];
ga=greutatea apei;
gc=greutatea conductei;
giz=greutatea izolatiei.
Dn=800[mm]
w=4095.3[cm3]
σai=550[daN/cm2]
gt=776.3[daN/m]=7.763[daN/cm]
l=√ 10 × w × σai¿
= √ 10 × 4095.3 ×5507.763
=1703.4[cm] ¿>¿l=17[m]
Dn=600[mm]
w=2319.2[cm3]
σai=225[daN/cm2]
gt=469.7[daN/m]=4.697[daN/cm]
l=√ 10 × w × σai¿
= √ 10 × 2319.2× 2254.697
=1054[cm]¿10.54[m] ¿>¿l=10.5[m]
Dn=500[mm]
w=1430.7[cm3]
σai=225[daN/cm2]
gt=346.2[daN/m]=3.462[daN/cm]
l=√ 10 × w × σai¿
= √ 10 ×1430.7 × 2253.462
=964.3[cm]¿9.643[m] ¿>¿l=9.5[m]
Dn=200[mm]
w=239.02[cm3]
σai=225[daN/cm2]
gt=94.73[daN/m]=0.9473[daN/cm]
l=√ 10 × w × σai¿
= √ 10 × 239.02× 2250.9473
=753.5[cm]¿7.54[m] ¿>¿l=7.5[m]
Dn=150[mm]
w=89.32[cm3]
σai=225[daN/cm2]
gt=48.96[daN/m]=0.4896[daN/cm]
l=√ 10 × w × σai¿
= √ 10 × 89.32× 2250.4896
=640.7[cm]¿6.41[m]¿>¿l=6[m]
Dn=65[mm]
w=11.55[cm3]
σai=225[daN/cm2]
gt=16.81[daN/m]=0.1681[daN/cm]
l=√ 10 × w × σai¿
= √ 10 ×11.55 ×2250.1681
=393[cm]¿3.94[m]¿>¿l=4[m]
4.3 Calculul fortelor in punctele fixe (F2)(proces de incalzire)
A.Forte in plan vertical
Pv=gt1l12 + gt2
l22 + gt2
l32 =776.3×
172
+¿469.7×10.5
2+¿469.7×
10.52
=¿
=> Pv=11530.4[daN]
B.Forte in plan orizontal
B1.Forte de frecare pe reazemele mobile(Pf)
Pfx1=μax×gt×cosβ(L1+L4 )
μax¿ μtr=0.3 pentru reazeme cu rostogolire(pentru D¿700[mm]
gt=greutatea totala a conductei
Pfx1=0.1×776.3×cos(38°)(50+504 )=> Pfx1=4633.9[daN]
Pfy1=μtr×gt×sinβ(L1+L4 )
Pfy1=0.1×776.3×sin(38°)(50+504 )=> Pfy1=1438[daN]
Pf2=μax×gt×L2
μax¿ μtr=0.3 frecare la alunecare
Pf2=0.3×469.7×942 = Pf2=6622.8[daN]
Pf3=0(se descarca in F23)
B2.Forte de frecare in interiorul compensatoarelor cu presgarnitura(Pc)
Pc=μtr×(2÷ 3¿pi×π× D × b=¿
pi=presiunea interioara cu valoarea maxima care se poate intalni in sistemul de retele;
pi=Hc+Had-Δpcec[daN/m2]
Δpcec=35÷40 [mCA]=40 [mCA]
pi=108.385[mCA]=108385[daN/m2]
μ≈ 0.1
D=0.8[m]
b≈(D3
÷D4
¿= D3 .5
=0.171429[m]
Pc3=0.1×2.5×108385×3.14×0.6× 0.171429=>Pc3=8751.34[daN]
B3.Forte de reactiune elastica(“L”;”Z”;”U”)
Pk-pentru compensatorul “U”
ΔL=α × L× ∆ T=α × L× (T 1 n−T 0 )
α-coeficient de dilatare al otelului
α=0.012[mm/°Cm]
L-distanta inte reazemele fixe
L=94
T1n-temperatura maxima a fluidului=130[°C]
T0-temperatura mediului ambient la care se mai executa suduri=0[°C]
ΔL=0.012 ×94 ×130=¿147[mm]
H=8[m]
R=(1÷ 2)DN=1.5x800=1.2[m]
ΔL=4 × σad × AE× D × H
A-momentul de inertie al liniei elastic
A=0.07 × R3−0.28 × R2× H −0.86 × R × H 2+0.67 × H 3+B× H 2
σadmax=efortul maxim admisibil din variatia de temperature
σadmax=800…1000[daN/cm2]=900[daN/cm2]
E=modul de elasticitate(modulul lui Young)
E=2×106[daN/cm2]
D-diametrul nominal=600[mm]
A=∆ L× E × D × H
4 × σad =14.7 ×2 ×106 ×60 × 8004 ×900
=392000000[cm3]
B=392000000−0.07 × 1203+0.28 ×1202 ×800+0.86 ×120 ×8002−0.67 × 8003
8002
=184.55[cm]=1.85[m]
=>B’=2[m]
=>A’=401.9[m3]
Pk2=∆ L× E × I
2 × A ' =0.147 ×2 ×1010 ×71895.9 ×10−8
2× 401.9=> Pk2=2629.7[daN]
I=momentul de inertie
I=71895.9[cm4]=71895.9*10-8[m4]
In cazul compensatorului “Z” se va adopta X1=350[daN] si Y1=350[daN]
B4.Forte de tensiune interioara(Pi)
Picot1=pi×π4
× D 12= 108385 ×
3.144
×0.8002=> Picot1=54453[daN]
Piram3=pi×π4
× D 32= 108385 ×
3.144
×0.6002=> Piram3=30629.6 [daN]
Pirob i3=pi×π4
× D 32= 108385 ×
3.144
×0.6002=> Pirob i3=30629.6[daN]
Pired=pi×π4
×(D 1¿¿2−D 22)¿= 108385 ×3.14
4×(0.8¿¿2−0.62)¿=> Pired=3403.3[daN]
Picot2=pi×π4
× D 22= 108385 ×
3.144
×0.6002=> Picot2=30629.6[daN]
Rezultanta pe direcţie verticala:
Pv=gt1l12 + gt2
l22 + gt2
l32 =776.3×
172
+¿469.7×10.5
2+¿469.7×
10.52
=¿
=> Pv=11530.4[daN]
a)Robinet deschis
Rezultanta pe direcţie ox in plan orizontal:
Pax=-Pf2+Pfx1-Pk2+X1-Picot1+ Pired+ Picot2=
Pax=-6622.8+0.5*4633.9-2629.7+0.5*350-54453+3403.3+30629.6=
PaxRD=-27181[daN]
Rezultanta pe direcţie oy in plan orizontal:
Ptr=-Pfy1 +Y1 + Pc3 +Piram3 =
Ptr=-1438+350+8751.34+30629.6
PtrRD=38292.9[daN]
b)Robinet inchis
Rezultanta pe direcţie ox in plan orizontal:
Pax=+Pfx1+X1-Picot1+ PirobI3=
Pax=+4633.9+350-54453+3403.3+30629.6=
PaxRI=-15436[daN]
Rezultanta pe direcţie oy in plan orizontal:
Ptr=-Pfy1 +Y1 + Pc3 +Piram3 =
Ptr=-1438+350+8751.34+30629.6
PtrRI=38292.9[daN]
Cuprins
A. Partea scrisa
Memoriu justificativ
1 Reglarea furnizării căldurii
2 Sarcina termica a consumatorilor industriali si rezidenţiali
3 Calculul hidraulic
4 Calculul mecanic
B. Partea desenata
1 Planul zonal
2 Planul de situaţie a ansamblului M1
3 Schema de calcul hidraulic
4 Graficul piezometric
5 Schema termomecanica