Загрузил Виталий Процюк

БЕШМ ПР

Реклама
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
БУДІВНИЦТВО ТА ЕКСПЛУАТАЦІЯ
ІНЖЕНЕРНИХ МЕРЕЖ
Методичні вказівки до практичних робіт для студентів
спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія»
(спеціалізація «Автомобільні дороги та аеродроми»)
денної і заочної форм навчання
ЛУЦЬК 2018
УДК 628
Б90
До друку
Голова навчально-методичної ради Луцького НТУ __________ В. І. Талах
Електронна копія друкованого видання передана для внесення в репозитарій
Луцького НТУ
Директор бібліотеки _____________ С.С. Бакуменко
Затверджено навчально-методичною радою Луцького НТУ,
протокол № ___від «
» _________ 2018 року.
Рекомендовано до видання навчально-методичною радою факультету Будівництва
та дизайну Луцького НТУ, протокол № _____ від «___» ________ 2018 року.
Голова навчально-методичної ради факультету будівництва і дизайну
__________ О.Г. Бондарський
Розглянуто і схвалено на засіданні кафедри будівництва та цивільної інженерії
Луцького НТУ, протокол № __ від «__» ___________ 2018 року.
Завідувач кафедри будівництва та цивільної інженерії _________ О.А. Ужегова
Укладачі:
В.О. Процюк, асистент Луцького НТУ;
С.Я. Дробишинець, к.т.н., доцент Луцького НТУ
Рецензент:
Відповідальний
за випуск:
Я.І. Панасюк, к.т.н., доцент Луцького НТУ
Б90
О.А. Ужегова, к.т.н., доцент Луцького НТУ
Будівництво та експлуатація інженерних мереж: методичні вказівки до
виконання практичних робіт для студентів спеціальності 192 «Будівництво
та цивільна інженерія» (спеціалізація «Автомобільні дороги та аеродроми»)
денної та заочної форм навчання / В.О. Процюк, С.Я. Дробишинець, Луцьк:
Луцький НТУ, 2018. – 36 с.
Видання містить питання для розгляду та практичні завдання, розв’язання
яких сприятиме засвоєнню теоретичного матеріалу з будівництва та експлуатації
інженерних мереж.
Методичні вказівки до практичних занять призначені для студентів
спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія» (спеціалізація «Автомобільні
дороги та аеродроми») денної та заочної форм навчання.
 В.О. Процюк, 2018
С.Я. Дробишинець, 2018
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
2.
2.1.
2.2.
3.
3.1.
3.2.
ЗМ ІС Т
В ст у п
Ро з ра ху но к ел е кт ричн их м е ре ж
Електричні навантаження
Розрахунок за економічною щільністю струму
Розрахунок на втрату напруги
Розрахунок на нагрів проводів струмами навантаження
Розрахунок на нагрівання струмами короткого замикання
Приклади розрахунку
Розрахунок газових мереж
Визначення розрахункових витрат газу на ділянках мережі
Гідравлічний розрахунок газопроводів
Ро з ра ху но к т епл о вих м ере ж
Гідравлічний розрахунок мереж
Тепловий розрахунок мереж
Літ ерат у ра
Завдання на виконанання курсового проекту з дисципліни:
”Будівництво та експлуатація інженерних мереж”
Розрахувати електричне навантаження від житлових будинків
Розрахувати кабельну високовольтну живлячу мережу
4
5
5
6
8
8
10
11
14
14
19
24
24
30
32
33
33
34
В СТ УП
Методичні вказівки до виконання практичних занять з дисципліни
“Будівництво та експлуатація інженерних мереж” призначені для студентів
денної та заочної форм навчання спеціальності 6.092105 "Автомобільні
дороги та аеродроми”.
Дані
методичні
вказівки
дають
можливість
практичного
відпрацювання та засвоєння студентами ключових тем дисципліни.
Усі практичні занняття проводяться у формі індивідуальної
розрахунково-аналітичної роботи студентів, якій передує пояснювальна
робота викладача щодо методик виконання завдань заняття.
Вихідними даними для роботи студентів найбільш доцільно
використовувати дані їх індивідуального завдання на розроблення курсового
проекту.
Це дозволяє:
1.
набути
студентами
послідовного,
системного
відпрацювання зв’язаного однією метою комплексу питань
будівництва та експлуатації інженерних мереж;
2.
забезпечити викладачу можливість навчити студентів
вирішенню практичних завдань в найбільш доцільному їх
поєднанні;
3.
забезпечити студентам можливість часткового виконання
ряду фрагментів курсового проекту в аудиторії під
керівництвом і наглядом викладача.
4
1 . РО ЗР АХ УН О К Е Л Е К ТРИ Ч Н И Х М ЕР Е Ж
1.1. Електричні навантаження
Електричне навантаження - це початкова величина для вибору всіх
елементів електричної мережі. Відомості про динаміку розвитку
навантажень дозволяють вирішувати питання черговості розвитку
електричних мереж.
Навантаження окремих об'єктів низьковольтної мережі Р в кВт
знаходять за їхнбою встановленою потужністю Pу і коефіцієнтом попиту К с
за формулою:
Р=Кс × Ру .
(1)
Навантаження об'єктів підсумовують з урахуванням коефіцієнтів
одночасності К0 та коефіцієнтів попадання в максимум.
Згідно ПУЕ навантаження на вході в квартиру площею 30 м2
приймається рівною: 1 кВт при встановленні газової плити, 1,2 кВт - вогняної
і 4 кВт - електроплити. Для декількох квартир, а також групи будівель
навантаження, що припадає на одну квартиру з урахуванням коефіцієнта
одночасності, буде менше (табл. 1).
Таблиця 1
Значення коефіцієнта одночасності К 0 для різної кількості квартир, що
живляться лінією (або трансформаторним пунктом)
Житлові будинки
Без електроплит
Ко при кількості квартир
5
0,7
10
20
30
40
60
100 200 400 600
0,62 0.5 0,45 0,43 0,42 0,41 0,39 0,37 0,36
З електроплитами 0,62 0,47 0,4 0,35 0,33 0,3 0,28 0,26 0.24 0,23
На підставі експериментальних обстежень і з урахуванням повного
забезпечення населення побутовими електроприладами існуючого
асортименту запропоновано приймати значення навантажень для
житлових квартир (на перспективу) за даним и табл. 2.
При розрахунку загального навантаження будівлі враховують
також наявні в нім електродвигуни (ліфти і т. д.). У загальне навантаження
ТП входить, крім того, навантаження різних громадських будівель.
Можливі навантаження електроводонагрівачів, електроопалювання,
кондиціонерів слід враховувати окремо.
5
Таблиця 2
Навантаження на квартиру в залежності від числа підключених квартир
Плита
Газова
Вогняна
Електрична
1
1,2
1,7
3
Нагрузка в кВт при кількості квартир
20
40
100
200
600
0,75
1,1
1,8
0,55
0,85
1,4
0,45
0,6
0,95
0,42
0,57
0,85
0,4
0,55
0,8
1.2. Розрахунок за економічною щільністю струму
Згідно ПУЕ електричні мережі потрібно розраховувати за
нагріванням в нормальному і аварійному режимах, економічною щільністю
струму і втратою напруги.
Втрати у проводах в кВт визначають за формулою:
P  I 2  R  I 2
l
,
S
(2)
де
I - сила струму в α;
R - активний опір в ом;
l і S - довжина і переріз провода.
Зменшення перерізу провода дозволяє понизити вартість мережі, але
збільшує втрати електроенергії.
При деякому перерізі провода S, а, відповідно, і щільності струму
j
l
α/мм2, що називається економічною, сумарні річні витрати будуть
S
мінімальними (рис. 1).
Річні експлуатаційні витрати на амортизацію, капітальний і поточний
ремонти та обслуговування електромережі при техніко-економічному
розрахунку зазвичай враховують деяким відсотком капіталовкладень (близько
7%).
Щоб розрахувати річні втрати електроенергії, використовують
показник - час втрат τ в год:

A
,
P max
6
(3)
Сумарні річні
затрати в грн.
де ΔА - річні втрати електроенергії в проводах в кВт-год;
ΔРmax - максимальні втрати електроенергії в кВт, що виникають при
максимальному навантаженні Р max в кВт.
Рис. 1. Графік сумарних річних
витрат
1 - загальні річні експлуатаційні
витрати;
2 - вартість втрат;
3 - відрахування
Переріз провода S, мм2
Чим більше число годин використання максимального навантаження
Т, тим більша величина τ. Із збільшенням Т і втрат економічна щільність
струму j буде зменшуватись. Значення j наведені в табл. 3.
Якщо навантаження зменшується до кінця лінії (що має місце при
відгалуженнях до споживачів), щільність струму на початку лінії постійного
перерізу відповідно збільшується. При розрахунку перерізу за
економічною щільністю струму використовують величину робочого струму.
У квартальних мережах напругою 380 вольт переріз на економічну
щільність струму можна не перевіряти.
Таблиця 3
Значення економічної щільності струму j у а/мм2
Провідники
Значення j при тривалості використання
максимуму навантаження Т
від 1000 до від 3000 до від 5000 до
3000 год
5000 год
8000 год
Проводи без ізоляції:
- мідні
- алюмінієві
Кабели з паперовою та проводи
з резиновою і
полівінілхлоридною ізоляцією з
жилами:
- мідними
- алюмінієвими
7
2,5
1,3
2,1
1,1
1,8
1
3
1,6
2,5
1,4
2
1,2
1.3. Розрахунок на втрату напруги
Втрату напруги ΔU у вольтах, тобто алгебраїчну різницю між
напругою на початку і в кінці лінії, при незмінній величині струму І на
довжині ділянки розраховують за формулою:
U  3 ( IR cos   Ix sin  ) ,
(4)
де R і х - активний та індуктивний опір ліній в ом;
φ
- кут зсуву фаз між струмом і напругою.
Втрата напруги в мережі, більша при максимумі навантаження і
менша при її мінімумі, викликає на ділянках мережі змінне за величиною
відхилення напруги від номінального значення. При великих
відхиленнях напруги нормальна робота прийомників (електродвигунів,
джерел світла і т.д.) порушується. Тому допустимі межі відхилення
напруги нормуються.
Так, напруга у світильників, що використовуються для освітлення
громадських і житлових будівель, а також зовнішнього і аварійного
освітлення, не повинна знижуватися більше ніж на 2,5-5% номінального
(залежно від призначення світильника) і підвищуватися більше ніж на 5% від
номінального.
Мережу високої напруги розраховують приблизно на 5% втрат
напруги, а для мережі низької напруги значення ΔU повинне знаходитися
в межах 5-6,5%. При цьому частка втрат напруги, що приходиться на
внутрішньобудинкову мережу, складає 1-2,5%.
Втрати напруги в трансформаторах ТП відповідно до їх
заводських характеристик знаходяться в межах 2%. Щоб забезпечити
напругу, необхідну споживачеві, його величину на ИП підвищують в час
максимального навантаження і знижують в час мінімального
навантаження.
1.4. Розрахунок на нагрів проводів струмами навантаження
Щоб нагрів проводів не перевищував допустимої величини, їх
навантаження не повинне перевищувати певних значень (табл. 4).
8
Таблиця 4
Допустимі за нагріванням навантаження на кабелі
Переріз
жили, що
проводить
струм в мм2
Допустимі навантаження в а при прокладанні
у воді (свинцева
в землі
на повітрі
оболонка)
мідні алюміні- мідні алюміні- мідні алюмініжили єві жили жили
єві жили жили
єві жили
120
90
150
115
85
65
180
140
220
170
135
105
265
205
340
260
200
155
310
240
395
305
240
185
355
275
450
345
270
210
400
310
510
390
305
235
25
50
95
120
150
185
Примітки:
1. Допустимі навантаження визначені для температур:
землі - 15°С, повітря - 25°С і води - 15°С.
2. Навантаження визначені для трижильних кабелів напругою 10 кВ з
паперово-просоченою ізоляцією в свинцевій або алюмінієвій оболонці
(допустима температура жил 60°С).
Для кабелів, що прокладаються в землі в трубах без штучної
вентиляції, допустимі тривалі струмові навантаження приймають такими, як
і для кабелів, що прокладаються в повітрі, причому температуру повітря в
цьому випадку беруть рівній температурі грунту.
З наведених значень виходить, що допустимі струмові
навантаження ростуть повільніше, ніж перерізи. Це пояснюється тим, що
кабелі великого перерізу мають гірші умови охолоджування. Допустимі
навантаження при алюмінієвих жилах менші, оскільки питомий опір
алюмінію більший, ніж міді. Має також значення відмінність у віддачі
тепла землі, повітрю і воді.
Якщо в землі знаходиться декілька кабелів, включаючи прокладку
в трубах, то допустимі струмові навантаження між ними знижуються
множенням на відповідний коефіцієнт (від 0,9 до 0,85).
При температурах землі, води і повітря, відмінних від прийнятих для
розрахунку допустимого навантаження кабелів, враховуються відповідні
поправочні коефіцієнти на величину допустимого струму.
Граничне навантаження на кабель, прокладений в блоках,
залежить від кількості і взаємного розташування каналів.
9
1.5. Розрахунок на нагрівання струмами короткого замикання
Тепло, що виділяється при короткому замиканні, при недостатньому
перерізі провідників може викликати нагрівання останніх до недопустимих
меж. Тому коротке замикання бажано ліквідовувати якнайскоріше. Час
відключення залежить від системи релейного захисту, віддалення ділянки
замикання від електростанцій і вимірюється секундами.
З метою спрощення розрахунків умовно вважають, що величина
струму короткого замикання залишається в часі незмінною і рівною його
сталому значенню І (на початку процесу вона зазвичай більша).
Мінімальний допустимий переріз провідника знаходять за
формулою:
S min 
I t y
K
,
(5)
де К - константа, що залежить від матеріала дроту.
Значення еквівалентного часу короткого замикання tу може бути
знайдене за величиною його дійсного часу t з урахуванням відношення β
максимального початкового значення струму до того, що встановилося за
рис. 2. При t<1 сек, крім того, до отриманого значення tу додають 0,05 сек.
ty,сек
Рис.2. Графік залежності tу від β і t.
10
При граничній температурі нагріву, яка дорівнює 200°С, значення
К для мідних проводів приймають рівним 145, а для алюмінієвих – 90.
Величини І, t і β видаються енерго-постачаючою системою.
Для низьковольтних квартальних мереж цей розрахунок не
проводиться.
1.6. Приклади розрахунку
Приклад розрахунку навантаження житлових будинків. Цей
розрахунок проводиться для двох варіантів: 1) для 40- і 50-ти квартирних
будівель з газовими плитами; 2) для 100-квартирної будівлі з електричними
плитами.
Вирішуємо перший варіант.
Навантаження на квартиру складає 1 кВт, а по табл.1 К0 = 0,412.
Тоді сумарне навантаження буде рівне 1×0,412×90 = 37 кВт.
Вирішуємо другий варіант.
Навантаження на квартиру 4 кВт і К0 = 0,28 (табл.1.). Тоді сумарне
навантаження рівне 4×0,28×100 = 110 кВт.
При розрахунку за табл.2 результат буде рівний: 90×0,47 = 42 кВт для
першого варіанту і 100×0,95 = 95 кВт для другого варіанта.
Приклад розрахунку кабельної високовольтної живильної мережі
Схема мережі, що складається з двох ліній, показана на рис.1.60.
Напруга 10,5 кв, довжина кабелю з алюмінієвими жилами марки АСБ 3 км.
Температура землі в період максимуму навантаження (взимку) 0°С. Значна
частина кабелю прокладена в трубах.
Розрахунок струму навантаження. Задано, що до розподільчої
мережі приєднані 24 ТП потужністю 320 ква, кожна з них завантажена на
80%. Коффіциент одночасності К0 = 0,81, коефіцієнт потужності - 0,95.
Максимальне навантаження РП (потужність, що здається, в ква)
складе Smax = 24×320×0,8×0,81 = 5000 ква (Рmax = Smax×cosφ = 5000×0,95 =
4750 кВт).
Максимальний струм навантаження:
I max 
S max
5000

 275 a ,
3 U
3  10,5
Розрахунок перерізу за економічною щільністю струму. При
тривалості використання максимуму Т=3000 год, типового для
комунального навантаження, для кабелів з алюмінієвими жилами
11
економічна щільність складає 1,6 а/мм2 (див. табл. 3).
Таким чином, необхідний переріз обох ліній
S
275
 170 мм 2 .
1,6
Слід прийняти два кабелі перерізом 3×95 мм2 кожен.
Розрахунок перерізу за нагріванням струмом навантаження
Переріз вибирається по струму навантаження з урахуванням
відключення одного з кабелів при аварійному режимі. Розрахункове
навантаження на кабель:
I
275
 210 .
1,3
Коефіцієнтом 1,3 враховується допустимість перевантаження кабелю в
аварійному режимі на 30%. Оскільки кабель за завданням прокладається в
трубах, то його допустиме навантаження за нагріванням приймається,
як для кабеля, що знаходиться в повітряному середовищі. Крім того,
вводиться поправочний коефіцієнт 1,2 на температуру ґрунту (0°С), що
відрізняється від 25°С, якій відповідають навантаження, наведені в табл. 4.
Вибираємо кабель перерізом 3×120 мм2, що допускає при 25°С струм
185 а, а при 0°С струм 1,2×185 = 220 а.
Таким чином, переріз кабелю приймаємо, виходячи з вимог
допустимого нагрівання, а не економічної щільності струму.
Розрахунок перерізу за нагріванням струмом короткого
замикання. Задано, що на шинах ИП потужність короткого замикання
складає 350000 ква і коефіцієнт β = l,05. Витримка часу відключення
короткого замикання на першому вимикачі лінії, який розташований на
ИП, t = 2 сек. За рис.2 знаходимо tу = t = 1,7 сек.
Визначаємо
I 
350000
 19500 a .
3  10,5
Мінімально допустимий переріз кабелю за рівнянням (5)
Smin 
19500
 1,7  285 мм 2 .
90
Оскільки значення Smin більше за прийняте (120 мм2), то силу струму
необхідно зменшити, для чого передбачається установка реактора.
Приймається реактор з наступними даними: I = 300 а і х = 0,77 ом. Втрата
12
напруги в ньому при струмі
U 
I  і cos φ = l буде рівна:
3  I   x  cos   100
3  19500  0,77  100

 250%
U
10500
напруга мережі.
Втрата напруги при короткому замиканні до реактора рівна всій
напрузі мережі, тобто 100%, а потужність короткого замикання, відповідно
до завдання, складає 350000 ква. Таким чином, застосування реактора
понизить потужність короткого замикання з 350000 ква до
350000
 100000 ква .
100  250
Мінімальний переріз за нагріванням,
пропорційний I  , складе в цьому випадку
який
за
рівнянням
(5)
100000
 285  82 мм 2 ,
350000
тобто буде навіть меншим, ніж прийнятий.
Таким чином, переріз живлячих ліній приймається рівним
3×120 мм 2 за умови нагрівання робочим струмом при аварійному
режимі.
Розрахунок втрати напруги в живильній мережі. Розрахунок ведеться
за формулою (4). При заданому cos φ = 0,95 sin φ = 0,31.
Опір 1 км. кабелю перерізом 3×120 мм2 з алюмінієвими жилами
r0=0,250 ом/км і x0 = 0,077 ом/км.
При робочому режимі величина струму в кожному кабелі
I max 
275
 137 a ,
2
а втрата напруги в кабелі живильної мережі
U  3  I (r0 cos   x0 sin  )l 
 3  137  (0,25  0,95  0,077  0,31)  3  170в
(довжина кабеля 3 км). Втрата напруги в реакторі
U  3  137  0,77  0,31  52в .
Загальна втрата напруги складає 222 в, або 2,1%.
13
2. РОЗРАХУНОК ГАЗОВИХ МЕРЕЖ
2.1. Визначення розрахункових витрат газу на ділянках мережі
Розрахункові схеми складають після того, як проведено трасування
газової мережі. При невеликій кількості споживачів з відомими необхідними
витратами і тиском газу скласти схему нескладно.
Для міських розподільчих мереж, де кількість споживачів велика,
приймають спрощену схему розбору газу, умовно допускаючи рівномірне
споживання газу по всій довжині газопроводу.
Власна витрата газу на ділянці називається шляховою. Вона
змінюється від максимального значення на початку ділянки до нуля в її
кінці.
При тупиковій розгалуженій мережі всі ділянки, окрім останньої,
мають як шляховий, так і транзитний витрати. Наприклад, ділянка 4-5
(рис.3а) матиме тільки власні шляхові витрати; ділянка 2-4 - власні шляхові
витрати і транзитні, які є шляховими витратами для ділянки 4-5.
Рис. 3. Схеми газової мережі (до прикладів розрахунку)
а - тупикова; б - кільцева; в – розрахункова
14
Встановлено, що для ділянок із змішаним навантаженням (шляхові і
транзитні витрати) без великої погрішності розрахункову витрату Vр можна
обчислювати за формулою:
VP  VТр  Vшл х ,
(6)
де VTp і Vшлх - транзитна і шляхова витрати відповідно.
Приклад 1. Потрібно визначити розрахункові витрати для всіх ділянок
тупикової мережі (див. рис.3, а), якщо питома витрата газу по всіх ділянках
рівна 0,4 нм3/год×м. Довжини ділянок виписані на схемі мережі.
Шляхові витрати по аналогії з розрахунком водопровідної мережі
визначаються за формулою:
(7)
Vшлх  l  Vпит ,
де Vшлх – шляхові витрати на ділянці в нм3/год;
l
– довжина ділянки в м;
Vпит – питомі витрати газу в нм3/год×м.
Для ділянки 1-2
Vшлх(1 2)  l(1 2)  Vпит  400  0,4  160 нм3/год.
Розрахункові витрати на окремих ділянках визначаємо за формулою
(6). Визначення починаємо з кінцевих ділянок мережі.
Для ділянки 4-5 шляхова витрата
Vшлх( 4  5)  300  0,4  120 нм3/год
і розрахунковий
V p ( 4  5)  120  0,5  60 нм3/год.
Для ділянки 2-4
V p ( 2  4)  Vшлх( 4  5)  0,5  Vшлх( 2  4)  120  0,5  200  220 нм3/год.
Результати всіх обчислень зведені в табл. 5.
Таблиця 5
Шляхові і розрахункові витрати на ділянках мережі
Шляхова
Значення витрати в нм3/год для ділянок
1-2
2-4
4-5
2-3
160
200
120
120
Розрахункова
520
Витрата
220
15
60
60
У кільцевих мережах (рис.3, б) спочатку шляхові витрати приводять
до вузлових, а потім визначають розрахункові витрати з умов рівноваги вузла.
Вузлова витрата Vвуз в точці перетину ділянок чисельно рівна напівсумі
шляхових витрат ділянок, що прилягають до вузла:
V
Vвуз 
де
V
шлх
шлх
2
,
(8)
- сума шляхових витрат ділянок, що сходяться у вузлі, в
нм /год.
Правильність обчислень перевіряють рівністю:
3
V
вуз
 Vзаг ,
(9)
за якою сума вузлових витрат повинна дорівнювати загальній витраті
газу.
Умовою ж рівноваги вузла є правило, при якому сума витрат потоків,
що притікають до вузла, буде рівна сумі витрат потоків, що йдуть від нього.
Розрахункові витрати для кільцевих мереж визначають в наступному
порядку.
1. Спочатку обчислюють питому витрату газу Vfпит на одиницю площі
забудови (тобто в нм3/год×га):
f
Vпит

V
,
F
(10)
де V - сумарна витрата газу на всій площі забудови в нм3/год;
F - площа забудови в га.
При різній щільності забудови окремих районів міста питомі витрати
обчислюють для кожного району.
2. За площами окремих кілець обчислюють витрати газу за формулою:
f
Vк  F /  Vпит
нм3/год,
(11)
де F' - площа забудови, що обслуговується кільцем, в га.
3. Обчислюють питомі витрати газу, що відносяться до одиниці
довжини периметрів кілець:
l
Vпит

Vk
,
p
(12)
де р - довжина периметра кільця в м.
4. Визначають шляхові витрати на ділянках Vшлх в нм3/год як добуток
довжини ділянки l у м на суму питомих витрат кілець, що з ним граничать,
V
l
пит
в нм3/год×м.
16
l
.
Vшлх  l  Vпит
(13)
За наявністю площі, розташованої поза кільцем, витрату від цієї площі
сумують з витратою ділянки, з якою вона межує, тобто від якої передбачається
живлення споживачів цієї площі.
5. Вузлові витрати визначають як напівсуму шляхових витрат ділянок,
що сходяться у вузлі.
За наявністю зосереджених витрат їх додають до найближчих вузлових
витрат розподільчої мережі.
6. Намічають найбільш раціональні напрями потоків.
7. Обчислюють розрахункові витрати газу на окремих ділянках мережі
з умови рівноваги вузлів.
Приклад 2. Визначити розрахункові витрати на ділянках кільцевої
мережі, показаної на рис.3,б. Мережа живиться від однієї розподільчої
станції PC. Питома витрата газу на одиницю площі від всіх видів рівномірно
розподіленого навантаження Vfпит = 60 нм3/год×га. Крім того, в точці 2 є
зосереджена витрата Vc = 150 нм3/год.
1. Обчислюємо витрати газу для окремих кілець за формулою (11):
для кільця I
VI = 5,5×60 = 330 нм3/год;
для кільця II
VII = 8×60 = 480 нм3/год;
для кільця III
VIII = 6×60 = 360 нм3/год;
для площі А
VА = 5,5×60 = 330 нм3/год.
2. Визначаємо питомі витрати газу на одиницю довжини периметрів
кілець за формулою (12):
для кільця І
I
Vпит

330
 0,28 нм3/год×м;
1200
для кільця ІІ
II
Vпит

480
 0,32 нм3/год×м;
1500
для кільця ІІІ
III
Vпит

360
 0,3 нм3/год×м.
1200
17
3. Знаходимо за формулою (13) шляхові витрати на ділянках:
на ділянці 1-2
I
Vшлх(1 2)  l1 2  Vпит
 200  0,28  56 нм3/год;
на ділянці 3-9
I
IІ
Vшлх(39)  l39  (Vпит
 Vпит
)  200  (0,28  0,32)  120 нм3/год;
на ділянці 4-5
IІ
Vшлх( 45)  l45  Vпит
 VА )  350  0,32  330  442 нм3/год.
Результати обчислень зводимо в таблицю 6.
Таблиця 6
Ділянка
Шляхова
витрата в
нм3/год
1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-1 7-9 9-3 6-1010-11 11-8
56
98 128 442 64 124 116 28
90 120 60 120 60
4. Обчислюємо вузлові витрати за формулою (8):
для вузла 1
Vвуз(1)  0,5(Vшлх(1 2)  Vшлх(18) )  0,5(56  28)  42 нм3/год;
для вузла 2
Vвуз( 2)  0,5(Vшлх(1 2)  Vшлх( 2  3) )  Vс ( 2) 
 0,5(56  98)  150  227.
нм3/год
Результати обчислень зводимо в таблицю 7.
Таблиця 7
Вузол
1
Вузлова
витрата газу в
нм3/год
42
2
3
4
5
6
7
8
9
227 173 285 253 124 165 102 105
10
11
90
90
5. Обчислюємо розрахункові витрати, намітивши заздалегідь бажані
(розрахункові) напрями потоків (рис. 3, в).
Розрахунок починаємо з точок зходу потоків 5, 1 і 11, припускаючи,
що один з потоків, який ледь доходить до цих вузлів, не несе транзитної
витрати і тому його розрахункова витрата рівна 0,5Vшлх.
Звідси
V p (1011)  120  0,5  60 нм3/год.
18
Тоді
V p ( 6 10)  90  60  150 нм3/год.
У вузлі 5 приймемо Vр(6-5) = 213 нм3/год. Тоді
V p ( 4  5)  253  213  40 нм3/год.
У вузлі 4
V p (3 4 )  285  40  325 нм3/год.
Дані розрахунків зводимо в таблицю 8.
Таблиця 8
Ділянка
Розрахунко
ві витрати
в нм3/год
1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 7-9 6-10 10- 11 8-11 1-8 3-9
28 405 325 40 213 487 146 798 150 60
30
14 903
Останнє рівняння для вузла 9 буде перевірочним, оскільки воно повторно
визначає значення витрати на ділянці 3-9.
Розрахункові витрати наносять на схему. Неув'язка втрат тиску не
повинна перевищувати 10%.
2.2. Гідравлічний розрахунок газопроводів
Зупинимося перш за все на деяких параметрах, що характеризують
рух газу по трубопроводах, зокрема на витраті газу і швидкості руху.
Витратою називається кількість газу, що проходить через переріз труби за
одиницю часу.
Розрізняють об'ємні і вагові швидкості і витрати газу.
Об'ємну швидкість газу w в м/сек визначають за формулою:
w
V
,
F
(14)
де V - об'ємна витрата газу в м3/сек;
F - площа поперечного перерізу труби в м2.
Вагову швидкість w д в кг/м 2 -сек визначають за рівнянням
wд 
G V
 ,
F F
де G - вагова витрата газу в кг/сек;
γ - питома вага газу при даному тиску і температурі в кг/м3.
19
(15)
В межах розрахункових швидкостей гази рухаються по трубопроводах
переважно в турбулентному режимі. Тільки у газопроводах малого діаметру при
невеликих швидкостях руху газ може рухатися в ламінарном режимі.
Як відомо, перехід від одного режиму руху до іншого характеризується
безрозмірним критерієм Рейнольдса:
Re 
wD


wD

,
(16)
де w - швидкість руху газу в м/сек;
D - діаметр трубопроводу в м;
ρ - густина газу в кг×сек2/м4;
μ - коефіцієнт динамічної в'язкості в кг×сек2/м2;
ν - коефіцієнт кінематичної в'язкості в м2/сек.
Перехід від одного режиму до іншого в напірних потоках відбувається при
Re = 2320.
В процесі руху газів по трубах у зв'язку із зміною тиску змінюється і
його об'єм, тобто відбувається зміна стану газу.
Розрізняють три процеси зміни стану газу: адіабатичний, ізотермічний і
політропічний.
Оскільки, як правило, газопроводи прокладають в ґрунті, де зміна
температури в період руху газу по трубі дуже мала, то для підземних
трубопроводів найбільш вірогідний ізотермічний процес зміни стану газу.
Виходячи з цього, при гідравлічному розрахунку газопроводів приймається
ізотермічний процес зміни стану газу.
При ламінарному режимі втрати тиску (напору) на тертя в мм вод. ст.
визначають за формулою:
1   2   лам 
32wl
,
D2
(17)
де l - довжина трубопроводу в м.
Втрати напору при турбулентному режимі більші, чим при
ламінарному. Їх обчислюють в мм вод. ст. або в кгс/м2 за формулою ДарсіВейсбаха:
1  2  тур
w2l
,

2 gD
(18)
де λ - безрозмірний коефіцієнт тертя, що залежить від характеру руху
потоку і стану поверхні стінок трубопроводу;
g - прискорення сили тяжіння в м/сек2.
20
Для гідравлічного розрахунку газопроводів користуються формулами,
побудованими на основі рівняння (18).
У
практиці
розрізняють
формули
для
розрахунку
газопроводів низького тиску, а також середнього і високого тиску.
Газопроводи низького тиску слід розраховувати за формулою:
H    64
V2
l ,
d5
(19)
де V - витрата газу в нм3/год;
d - внутрішній діаметр газопроводу в см;
γ - питома вага газу в кг/нм3 при температурі 0°С
і тиску 760 мм рт. ст.;
l - розрахункова довжина газопроводу в м.
Залежно від режиму руху газу по газопроводу і відповідних значень
коефіцієнта гідравлічного тертя λ для розрахунків газопроводів низького тиску
рекомендуються наступні формули.
Для ламінарного режиму, що характеризується числом Рейнольдса
Re ≤ 2000 і λ =64/Re:
H  115  420l ,
(20)
де ν - коефіцієнт кінематичної в'язкості газу в м2/сек при
температурі 0°С і тиску 760 мм рт. ст.
Для критичного режиму (при Re = 2000...4000 і
H  0,0526
V 2,333
d 5,333 0,333
  0,00253 Re
l .
68 
K
Для турбулентного режиму (при Re > 4000 і   0,11 е 

 d Re 
)
(21)
0 , 25
,
де Ке - еквівалентна абсолютна шорсткість внутрішньої поверхні стінки труби в
см)
d 
K
H  7 е  1922 
V 
 d
21
0 , 25
V2
 5 l .
d
(22)
Газопроводи середнього і високого тиску
турбулентного руху слід розраховувати за формулою:
 н2   к2
l
d 
K
 1,45  10  е  1922 
V 
 d
у
0 , 25
3

всій
області
V2
l ,
d5
(23)
де ρ н - абсолютний тиск газу на початку газопроводу в кгс/см2;
ρ к - те ж, в кінці газопроводу в кгс/см2 (решта позначень залишена
колишніми).
Для зручності гідравлічного розрахунку за цими формулами
складені таблиці і номограми.
Втрати тиску в місцевих опорах (колінах, трійниках, запірній
арматурі і т.д.) рекомендується враховувати шляхом збільшення
довжини газопроводів на 5-10% на ділянках значної протяжності і
відповідно до СНиП ІІ-Г.11-88 на ділянках невеликої протяжності з
складною конфігурацією.
При розрахунку газопроводів низького тиску, що прокладаються в
умовах різко вираженого змінного рельєфу місцевості, слід визначати
гідростатичний напір, тобто зміну тиску газу при зміні висоти положення
газопроводів, в кгс/см2 за формулою:
(24)
H Г  ( В   Г ) z ,
де γв і γг - питома вага відповідно повітря і газу в кгс/м3
прп 0оС і 760 мм рт. ст.;
z - різниця геодезичних відміток в м.
Приклад 3. Провести гідравлічний розрахунок розгалуженої
тупикової мережі, зображеної на рис.3.а, при відносній вазі газу s = 0,6,
розрахунковому перепаді тиску Н = 70 мм вод. ст. і Vпит = 0,5 нм3/год-м.
1. Визначаємо шляхові витрати і результати обчислень заносимо в
таблицю 9.
Таблиця 9
Розрахункові витрати газу на ділянках мережі
Ділянка мережі
1-2
2-4
4-5
2-3
Шляхові витрати
в нм3/год
200
250
150
150
Загальна витрата газу складає 750 нм3/год.
22
2. Визначаємо розрахункові витрати
навантаження, починаючи з кінцевих ділянок:
на ділянці 4-5
для
випадку
змішаного
V p ( 4  5)  0  0,5  150  75 нм3/год;
на ділянці 2-4
V p ( 2  4)  150  0,5  250  275 нм3/год;
на ділянці 2-3
V p ( 2  3)  0  0,5  150  75 нм3/год;
на ділянці 1-2
V p (1 2)  150  250  150  0,5  200  650 нм3/год.
3. Визначаємо середній питомий напір на основній магістралі:
h
70
 0,058 мм вод. ст./м.
400  500  300
Для відгалуження
hв ідг 
70
 0,233 мм вод. ст./м.
300
650
275
75
75
250
200
125
80
0,037
14,8
0,025
12,5
0,03
9
0,02
6
Σ h l = 42,3
300
200
125
80
втрат тиску
на ділянці
в мм вод.
ст.
Діаметр
труби в мм
400
500
300
300
Втрата тиску
на ділянці
в мм вод. ст.
діаметра
труби
в мм
фактичної
втрати
тиску
в мм/м
Розрахункова витрата
в нм3/год
1-2
2-4
4-5
2-3
Фактична
втрата тиску
в мм/м
Ділянка
Довжина
вм
4. Підбираємо діаметри газопроводів на ділянках мережі залежно від
питомої втрати напору і розрахункових діаметрів за номограмою. Яка
складена для розрахунку газопроводів низького тиску.
Дані заносимо в табл. 10.
Таблиця 10
Розрахунок тупикової мережі
Виправлені значення
0,017
6,8
0,025
12,5
0,03
9
0,02
6
Σ h l = 34,3
Фактичну втрату напору визначають за розрахунковими таблицями залежно
від прийнятого найближчого діаметра стандартної труби, після чого в табл. 10
вносять виправлення.
23
Гідравлічний розрахунок кільцевої мережі пов'язаний з великими
труднощами, оскільки при цьому невідомі дві величини: діаметри
газопроводів і розрахункові витрати по всіх ділянках мережі.
У методиці розрахунку газових кільцевих мереж приймають наступні
умови:
1) сума потоків, що приходять до вузла, повинна дорівнювати
сумі потоків, що виходять з вузла;
2) у кільці мережі сума втрат тиску на ділянках з на прямком
руху газу за годинниковою стрілкою повинна бути рівною сумі
втрат тиску на ділянках з напрямом руху газу проти годинникової
стрілки, тобто:
 ( H
пр
)  ( H лів)  0 .
(25)
Як правило, напрям руху газу за годинниковою стрілкою
приймають позитивним (+), а проти годинникової стрілки негативним (-).
Виконання другої умови розрахунку забезпечує мінімум витрат енергії на
подолання опорів в мережі, тобто раціональніші результати розрахунку.
Методика розрахунку газових кільцевих мереж аналогічна методиці
розрахунку кільцевих водопровідних мереж.
3 . РО ЗР АХ УН О К Т Е П ЛО В И Х М ЕР Е Ж
3.1. Гідравлічний розрахунок мереж
При русі теплоносія по трубах внаслідок тертя його об стінки труб
і внутрішнього тертя виникають втрати тиску, що називаються
лінійними. Ці втрати визначають за формулою:
Hл 
 v 2

l.
d 2g
(26)
Лінійні втрати тиску (напору) пропорційні довжині труб і можуть бути
виражені залежністю:
H л  lh ,
(27)
де, як видно з формули (26)
h
 v 2
.

d 2g
24
(28)
Підставляючи у формулу
v  0,354
G
,
d 2
(29)
отримаємо:
h
0,64 G 2
.

100 d 5
(30)
У цих формулах: λ - коефіцієнт тертя;
v - швидкість руху теплоносія в м/сек;
γ - питома вага теплоносія в кг/м3;
d - діаметр труби в м;
G - витрата теплоносія в т/год;
h - втрата тиску в кгс/м2 на м довжини труби або
в мм вод.ст/м.
Значення коефіцієнта λ для сталевих трубопроводів, що не піддалися
корозії, можна визначати за формулою:

0,0165
4
d
(31)
Підставляючи значень λ у вираз (28), отримаємо наступну залежність
для розрахунку теплопроводів:
h
7,15 v 2 кг / м 2
(або мм вод. ст./м) (32)

104 d 1, 25
м
Витрати, діаметри і питомі втрати тиску визначаються по
номограмах.
Окрім лінійних втрат при руху теплоносія через так звані місцеві
опори (повороти, засувки і інші фасонні частини і арматуру) виникають
місцеві втрати тиску, які визначаються за формулою:
H м   
v 2
0,638 G 2
,
 

2g
100 d 4
(33)
де Σς - сума коефіцієнтів місцевих опорів фасонних частин.
Сумарні втрати тиску:
H сум  H л  H м .
(34)
При розрахунку теплопроводу (визначенні діаметра труб і втрат
тиску) необхідно знати величину розрахункової витрати (максимальна
витрата). Вона складається з розрахункових витрат окремих абонентів
25
теплової мережі, які мають різні види теплоспоживання.
Розрахункові витрати в т/год визначаються за формулою:
Q
Q
Q
Q 
G р   o  В  Г  Т   103 ,
 io iВ iГ iТ 
(35)
де індекси «о», «в», «г» і «т» - позначають витрати тепла Q в
ккал/год відповідно на опалення, вентиляцію, гаряче водопостачання і
технологічні потреби;
Δі - відповідне тепловикористання теплоносія на окремі
види споживання в ккал/кг;
v - поправочний коефіцієнт, що залежить від способу і
схеми гарячого водопостачання (змінюється від 0 до 1).
Для води величина Δі визначається за формулою:
i  c(tп  tо )
(36)
а для пари:
i  i  q ,
(37)
де с -теплоємкість води в ккал/кг-град;
tп - температура води, що поступає в систему споживання з теплової
мережі, в °С;
tо - температура води, що йде з системи споживання в°С;
і - тепломісткість пари, що поступає в систему споживання,
в ккал/кг;
q - середня тепломісткість конденсату, що повертається
споживачем в тепломережу, в ккал/кг.
Значення Q і Δі приймаються для періода максимальної витрати води
в теплових мережах.
Окрім витрати теплоносія для розрахунку тепломереж необхідно
знати питомі втрати тиску h. Останні або задають, або визначають по
різниці тиску на розрахунковій ділянці, або виявляють технікоекономічним аналізом.
Для води, як правило приймають h = 3...5 мм вод.ст./м на
магістральних трубопроводах і до 15 мм вод.ст./м на розподільчих мережах.
Для пари:
h
( pн  pк )10 4
,
lпр
де рн і рк - тиск на початку і в кінці розрахункової ділянки вкіс/см2;
lпр - приведена довжина розрахункової ділянки в м:
26
(38)
lпр  l  lекв ,
(39)
де lекв - довжина, що додається до довжини геометричної для обліку
втрат напору в місцевих опорах; зазвичай lекв = аl (а = 0,1...0,3).
Залежності між тиском в початкових і кінцевих точках і падіннями
тиску в подаючому і зворотному трубопроводах водяної теплової мережі
можуть бути виражені наступними рівняннями:
(40)
H под  H п.н  H п.к  Z к ;
H обр  H о.к  Z к  H о.н  H о.к  Z к  H надм ,
(41)
де Н п.н , Н п.к , Н о.н , і Н о.к - тиск в тому, що подає і зворотному
теплопроводах відповідно в початковій і кінцевій точках магістралі, виражені
в м.вод.ст. (причому Н о.н = Н надм - надмірному тиску перед мережевим
насосом);
Zк - перевищення відмітки трубопровода в кінцевій точці
тепломережі над відміткою осі мережевого насоса в районній котельні
або ТЕЦ.
Тиск, що створюється мережевим насосом, повинен покрити не
тільки втрати тиску в подаючому і зворотному трубопроводах, але і
втрати тиску в мережевій підігріваючій установці Н під.уст (близько 15-20 м.
вод. ст.). Крім того, насос повинен забезпечити в найбільш віддалених ві д
д жер е л а т е п ла вузлах різницю тиску або тиск Нел, достатній для
роботи елеватора (порядка 15-20 м. вод. ст.). Отже, тиск, що створюється
насосом, в м. вод. ст. визначають за формулою:
H нас  H під. уст  H под  Н ел  Н обр
(42)
Для визначення тиску і додаткового тиску в окремих точках
мережі, будують лінії п'єзометричних тисків, використовуючи приведені
вище формули.
На рис.4 показаний графік п'єзометричного тиску, побудований за
наступними даними: Zк = 12м; Н о.к = 18м; Н п.к = 35м; Н п.н = 67м; Н надм = 10м;
Н ел = 15м; Н під.уст = 22м.
Рис.4. Лінії п’єзометричних тисків
27
Як видно з графіка, для цього випадку:
H под  H п.н  H п.к  Z к  67  35  12  20 м;
H обр  H о.к  Z к  H надм  18  12  10  20 м;
H нас  H під. уст  H под  Н ел  Н обр  22  20  15  20  77 м.
Приклад 1. Провести розрахунок двотрубного теплопровода для
передачі 2 ккал/год тепла на відстань 300 м при розрахунковому перепаді
температур 70° і доступному тиску 14 м. вод. ст. Місцеві опори складаються
з трьох нормальних засувок, чотирьох П-подібних компенсаторів і трьох
колін 90° радіусом 3d.
Знаходимо суму коефіцієнтів місцевих опорів:
  3  0,5  4  2  3  0,8  11,9 .
Витрата теплоносія:
G
2  103
 28,6 т/год.
70  1
Приймаючи а = 0,2, обчислюємо наближене значення:
h
За формулою:
14000
 19,5 мм вод.ст./м.
2  300(1  0,2)
a 8
l

G
,
h
знайдемо:
a 8
11,9 28,6
 0,03 .
600 19500
Тоді приведена довжина теплопровода:
lпр  600  1,03  618 м.
Обчислюємо:
h
14000
 22,7 мм вод.ст./м.
618
28
Знаходимо діаметр труби:
d  0,17
28,80,38
 0,0899 м.
(22,7  1000)0,19
Приклад 2. Провести гідравлічний розрахунок системи теплопроводів,
представлений на рис.5
Рис.5. До розрахунку системи теплопроводів.
Визначимо діаметри труб водяної мережі з навантаженнями
опалювання 0,2 і 0,5 Гкал/год і средньогодинними навантаженнями гарячого
водопостачання відповідно 0,1 і 0,15 Гкал/год.
Місцеві втрати на ділянках приймаємо рівними 10% від лінійних
втрат. Довжини ділянок приведені на рис.5. Тиск, що розвивається насосом,
30 м. вод. ст. Розрахунковий перепад температур для опалювання 70°, для
гарячого, водопостачання 60° (мінімальна температура води, що подається).
Гідравлічний опір водопідігріваючої установки складає 10 м. вод. ст., а
абонентського вводу - 8 м. вод. ст.
Визначимо розрахункові витрати води:
 0,2 0,1  3
G1  

10  2,86  1,67  4,53 т/год;
 70 60 
 0,5 0,15  3
G2  

10  7,15  2,5  9,65 т/год.
60 
 70
Визначимо розрахункову питому втрату тиску на головній магістралі:
H c  30  10  8  12 м.вод.ст.,
звідки
h
12000
 3,9 мм вод. ст./м
1,1(400  500  500)2
Визначаємо діаметри труб і дійсні втрати тиску в головній магістралі.
Отримані дані записуємо в таблицю 11. Далі визначаємо розрахункове
29
значення h для відгалуження В-1:
hB 1 
13670  8040
 6,45 мм вод. ст./м
1,1  400  2
Таблиця 11
Приведена довжина
ділянки, м
Повні
Витрата в
втрати
трубах,
тиску в
т/год
трубах
Діаметр
м вод. ст.
труби,
мм
пода- зворо
пода зворо пода зворо
ючої тної
ючої тної ючої тної
Gп
Gо
hп
hо
Hп
Hо
А-Б
440
14,19 10,01
108×4
4,3
2,1
1,89 0,925 2,815 17,185
Б-В
550
14,19 10,01
108×4
4,3
2,1
2,36 1,155 3,515 43,67
В-2
550
9,65
7,15
89×3,5
3,9
2,2
2,14
1,21
3,35 10,32
В-1
440
4,53
2,86
57×3,5
9
3,8
3,96
1,67
5,63
Тиск в кінці ділянки
Нк, м вод.ст.
Ділянка
Питомі
втрати
тиску в
трубах,
мм вод.
ст/м
Сумарні втрати тиску
ΣН, м вод.ст.
Гідравлічний розрахунок теплової мережі (до прикладу 2)
8,04
3.2. Тепловий розрахунок мереж
Тепло з тепломереж використовується, як вже вказувалося, для
різних цілей - опалення і вентиляції будівель та потреб промислових
підприємств. Споживання тепла системами опалювання і гарячого
водопостачання населених місць при різній поверховості їх забудови
приведене в табл. 1.14 [1].
Витрата тепла в ккал/год на опалення приміщень приблизно
можна знайти за формулою:
(43)
Q  qoV (tB  tH ) ,
де qo - опалювальна характеристика, що визначає віддачу тепла 1 м3
приміщення за 1 год на 1° (приймається рівною приблизно 0,28...0,3
кал/м3/год-град для старого житлового фонду і 0,4...0,5 кал/м3/год-град для
нового житлового фонду малометражними квартирами);
V - об'єм приміщення в м3;
30
tн - температура зовнішнього повітря в °С;
tв - температура повітря всередині приміщення в °С (приймається
рівною 18°С).
Якщо теплоносієм служить відпрацьована пара з турбіни, то він поступає
в мережу теплофікації з температурою 135-250°С і тиском 5-10 кгс/см2.
Парові мережі застосовуються головним чином для постачання теплом
промислових підприємств. Ці мережі переважно складаються з трьох труб, дві з
яких служать для подачі пари споживачеві, а одна для повернення на станцію
конденсату.
Якщо теплоносієм служить вода, то вона подається по підземній мережі з
температурою 70-150°С і тиском 8-12 кгс/см2.
Водяні тепломережі застосовуються для опалювання житлових,
громадських і виробничих будівель. При цьому тепло до споживача
транспортується по одній трубі, а охолоджена вода на ТЕЦ
повертається по іншій.
При транспортуванні тепла до споживача по мережі частина його
втрачається. Розрахунок тепловтрат дає можливість правильно вибрати
теплоізоляцію, визначити температуру і тепломісткість теплоносія, що
поступає до споживачів. Особливо велика увага повинна бути приділена
вибору теплоізоляції мереж.
Тепловтрати теплопроводом в ккал/год визначають за формулою:
Q  2
t1  t0
l (1   ) ,
R
(44)
де t1 - середня температура теплоносія в °С;
t0 - температура навколишнього середовища в °С;
ΣR - сума термічних опорів на шляху потоку тепла від теплоносія
до навколишнього середовища в м-год-град/ккал;
l - довжина теплопроводу в м;
β - коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тепла
неізольованими частинами труб, арматурою і фасонними
частинами в долях від тепловтрат трубами.
Термічні опори поділяють на граничні (поверхневі) і внутрішні,
такі, що виникають усередині твердого тіла, і всі ці види опорів
враховують при розрахунку.
Для зменшення тепловтрат теплопроводи прокладають переважно з
тепловой ізоляцією. Слід мати на увазі, що ефект теплоізоляції при
прокладці мереж в грунті менший, чим при прокладці на відкритому
повітрі. Сумісна прокладка декількох теплопроводів на відкритому повітрі
31
або в приміщеннях не робить практично відчутного впливу на тепловтрати
окремих труб, тоді як при прокладці в землі безканально або в непрохідних
каналах впливом теплопроводів один на одного нехтувати не можна. В
цьому випадку навколо труби створюється температурне поле, що робить
вплив на тепловтрати інших труб. Для розрахунку тепловтрат з
урахуванням взаємного впливу температурних полів рекомендується
вводити додатковий умовний термічний опір.
Визначення втрат тепла при канальних прокладках є складнішим,
ніж при безканальних. В цьому випадку в суму термічних опорів входить
опір ізоляції, ґрунту, стінок каналу і два граничні опори на поверхні
ізоляції і каналу.
При прокладці декількох труб в загальному каналі враховується
вплив теплопроводів один на одного. Температура повітря в каналі в
цьому випадку визначається з рівняння теплового балансу при
сталому тепловому потоці з каналу в грунт.
Теплові втрати мережі оцінюються відношенням тепловтрат до
всього відпущеного за рік тепла. Це відношення складає 5-10%.
ЛІТЕРАТУРА
1. Федоров Н.Ф., Веселов С.Ф. Городские подземные сети и коллекторы.
Учебник для вузов.- М.: Стройиздат, 1972.- 304 с.
32
Міністерство освіти і науки України
Луцький національний технічний університет
Кафедра: ”Будівництво та
цивільна інженерія”
ЗАВДАННЯ
на виконанання курсового проекту з дисципліни: ”Будівництво та
експлуатація інженерних мереж”
1. Розрахувати електричне навантаження від житлових будинків
№
Кількість квартир в будинку
Плита електрична
п/п
з електроплитами
1
5
1
2
10
2
3
15
3
4
20
4
5
24
5
6
30
10
7
35
15
8
40
20
9
45
25
10
50
30
11
55
35
12
60
40
13
65
50
14
70
60
15
75
70
16
80
80
17
85
90
18
90
100
19
95
110
20
100
120
21
150
130
22
200
140
23
250
150
24
300
170
25
350
185
26
400
200
27
450
300
28
500
400
29
550
500
30
600
600
33
2.
Розрахувати кабельну високовольтну живлячу мережу
№ Напруга,
п/п
кВ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
6.0
6.5
7.0
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
11.5
12.0
12.5
13.0
13.5
14.0
14.5
15.0
15.5
16.0
16.5
17.0
17.5
18.0
18.5
19.0
19.5
20.0
20.5
21.0
Кількість ТП
потужністю
Довжина Темпера320 кВа
Коеф. одноКоеф.
кабеля, тура землі,
потужності
відсоток часності
N,
о
км
С
заванташт
ження
3.0
0
24
0.80
0.81
0.95
3.5
+ 0,2
22
0.75
0.80
0.94
4.0
+ 0,4
20
0.70
0.79
0.93
4.5
0
18
0.65
0.78
0.92
5.0
+ 0,2
16
0.80
0.82
0.95
5.5
+ 0,4
14
0.75
0.81
0.94
6.0
0
12
0.70
0.80
0.93
6.5
+ 0,2
10
0.65
0.79
0.92
7.0
+ 0,4
24
0.80
0.82
0.95
7.5
0
22
0.75
0.81
0.94
2.5
+ 0,2
20
0.70
0.80
0.93
3.0
+ 0,4
18
0.65
0.79
0.92
3.5
0
16
0.60
0.81
0.95
4.0
+ 0,2
14
0.80
0.80
0.94
4.5
+ 0,4
12
0.75
0.79
0.93
5.0
0
10
0.70
0.78
0.92
2.5
+ 0,2
24
0.65
0.82
0.95
3.0
+ 0,4
22
0.60
0.81
0.94
3.5
0
20
0.80
0.80
0.93
4.0
+ 0,2
18
0.75
0.79
0.92
4.5
+ 0,4
16
0.70
0.78
0.91
5.0
0
14
0.65
0.77
0.90
5.5
+ 0,2
12
0.60
0.81
0.95
6.0
+ 0,4
10
0.80
0.80
0.94
6.5
0
24
0.75
0.79
0.93
2.5
+ 0,2
22
0.70
0.78
0.92
3.0
+ 0,4
20
0.65
0.77
0.91
3.5
0
18
0.60
0.76
0.90
4.0
+ 0,2
16
0.80
0.75
0.89
4.5
+ 0,4
14
0.75
0.74
0.88
34
Б90
Будівництво та експлуатація інженерних мереж: методичні вказівки до
виконання практичних робіт для студентів спеціальності 192 «Будівництво
та цивільна інженерія» (спеціалізація «Автомобільні дороги та аеродроми»)
денної та заочної форм навчання / В.О. Процюк, С.Я. Дробишинець, Луцьк:
Луцький НТУ, 2018. – 36 с.
Комп’ютерний набір та верстка:
С.Я. Дробишинець
Редактор:
В.О. Процюк
Підп. до друку «__»________2018 р. Формат А4. Папір офс.
Гарн. Таймс. Ум. друк. арк. 5,0. Обл.-вид. арк. 4,9
Тираж 30 прим.
Інформаційно-видавничий відділ
Луцького національного технічного університету
43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75
Друк – ІВВ Луцького НТУ
36
Скачать