Циганковаx - Сибирский федеральный университет

УДК 665.5.8
Моделирование процессов гидросистемы регулируемых
трубопроводных систем
Цыганкова А.В.
Научный руководитель д-р техн. наук Емельянов Р.Т.
Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
При моделировании поведения динамических систем, к которым
относится и гидравлическая система трубопроводного отопления,
использовался пакет MATLAB с приложением SIMULINK.
Гидравлическая схема теплопередающих
систем приведена на
рисунке. В теплопередающих
системах теплоносителем является вода,
которая нагревается в котле (К) до заданной температуры. Наибольшая
допустимая температура tк=90˚С контролируется по термометру tк.
Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью насоса (Н). Давление
Pн, создаваемое насосом, регистрируется на манометре МН. Удаление
воздуха из системы производится с помощью воздуховыпускного клапана
ВВ. Испытательный стенд оборудован водомером, запорной арматурой и
термометрами, вставленными в металлические стаканы, заполненные
машинным маслом. Подача теплоносителя в испытуемом отопительном
приборе организована снизу-вниз [1].
ÐÁ
ÂÂ
t âõ
À
t âû õ
Ê
tê
ÐÌ
Ì Í
Â1
Í
Рисунок - Гидравлическая схема теплопередающих систем
Надежность рабочего процесса гидравлической системы отопления
обеспечивается устойчивостью передачи свойств входных параметров к
выходным.
F вх(V , p, w,T )  F вых(V , p, w,T )
где v – скорость теплоносителя; p – давление в системе; T – температура
теплоносителя; w – расход рабочей жидкости.
Действительная теплоотдача отопительного прибора, Вт, определяется
по формуле
𝑄пр.д. = 𝐺пр ∙ 𝐶 ∙ (𝑡вх − 𝑡вых ),
где Gпр – расход теплоносителя, кг/с; С – удельная теплоемкость воды,
равная 4,183 кДж/кг·˚С; tвх – температура теплоносителя на входе в прибор,
˚С; tвых – температура теплоносителя на выходе из прибора, ˚С.
Номинальным тепловым потоком Qн.у., Вт, называют условный
тепловой поток, проходящий через стенку прибора, разделяющую две среды,
при разности средней температуры воды в приборе и воздуха в помещении
Δtср=70˚С и расходе теплоносителя через прибор G=360 кг/ч (или 0,1 кг/с).
В отопительном приборе системы водяного отопления металлическая
стенка разделяет воду, находящуюся с внутренней стороны, и воздух – с
наружной. Величина Qн.у. зависит главным образом от условий
теплопередачи с внутренней и наружной сторон.
Действительная теплопередача отопительного прибора Qпр.д., Вт,
пропорциональна тепловому потоку, приведенному к расчетным условиям,
которая определяется по формуле
𝑄пр.д. = 𝑄н.у. ∙ 𝜑к ,
где φк – комплексный коэффициент приведения Qн.у. к расчетным условиям,
определяемый при водяном теплоносителе по формуле
∆𝑡ср 1+𝑛 𝐺пр 𝑝
𝜑к = (
∙(
)
) ∙ ϐ ∙ 𝜓 ∙ с,
70
360
где Gпр – расход теплоносителя, кг/ч; ϐ
–
коэффициент
учета
атмосферного давления;
ψ – коэффициент учета направления движения
теплоносителя в приборе снизу-вверх; n, p, c – экспериментальные
коэффициенты; Δtср – разность средней температуры воды tср в
теплообменнике и температуры окружающего воздуха tв,
𝑡вх + 𝑡вых
∆𝑡ср =
− 𝑡в ,
2
где tвх – температура воды на входе в теплообменник, ˚С;
tвых
–
температура воды на выходе из теплообменника, ˚С; tв – температура
окружающего воздуха, ˚С.
Номинальный тепловой поток отопительного прибора, Вт,
определяется, исходя из формулы
𝑄пр.д.
𝑄н.у. =
,
𝜑к ∙ 𝑛
где n – число секций в приборе.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1
Липовка Ю. Л., Панфилов В. И., Тучин А.В., Липовка А. Ю.,
Плахотников С. М. Особенности функционального проектирования
одно– и двухтрубных систем отопления // Материалы IX Всероссийской
научно-практической конференции «Энергоэффективность систем
жизнеобеспечения города». – Красноярск: МВДЦ Сибирь. 2008. С.75–77.