Гідравлічний розрахунок паропроводів

При гідравлічному розрахунку паропроводи класифікують на паропроводи систем низького тиску – до 0,02 МПа та високого тиску – більше за 0, 02 МПа.

При транспортуванні пари її кількість зменшується по довжині внаслідок попутної конденсації, зменшується також її густина при падінні тиску. Зменшення густини супроводжується збільшенням об’єму пари, що приводить до зростання швидкості руху пари.

В системах низького тиску ці складні процеси викликають практично не значні зміни параметрів пари, тому витрату пари приймають постійною на кожній ділянці паропроводу системи. Так гідравлічний розрахунок паропроводів систем низького тиску виконують без врахування зміни густини пари на ділянках паропроводу за питомими втратами тиску, виходячи з теплових навантажень ділянок.

Пару для технологічних процесів подають, як правило, від зовнішніх джерел теплоти при високому тиску. Для технологічних споживачів, систем опалення та вентиляції промислових підприємств як правило використовується насичена пара. Перегрівання пари економічно не доцільно, бо додаткова кількість теплоти незначна (пара має невелику теплоємність) порівняно з тепловим ефектом фазового перетворення пари у воду. Тому розрахунки паропроводів систем високого тиску частіше виконують за показниками сухої насиченої пари, тиску якої завжди відповідає температура. Відносно використання насиченої або перегрітої пари слід враховувати:

§ коефіцієнт тепловіддачі до стінок трубопроводу від перегрітої пари менше ніж від насиченої, але це незначно впливає на коефіцієнт теплопередачі в ізольованому паропроводі. Тому при однаковому діаметрі трубопроводу та однаковій товщині ізоляції втрата теплоти при значному перегріванні пари більше за абсолютним значення ніж при транспортуванні насиченої пари;

§ коефіцієнт в’язкості μ у перегрітої пари більше, ніж у насиченої. У зв’язку з цим коефіцієнт опору та втрата тиску в трубопроводах при рівних умовах для перегрітої пари більше ніж для насиченої.

Таким чином використання перегрітої пари практично не дає переваг порівняно з використанням насиченої пари з таким самим тиском, що значно впливає на вибір параметрів тепловикористовуючих установок та на розрахунок парових мереж. Отже доцільно використовувати для транспортування незначно перегріту пару з умови, щоб в парової мережі не виникало насичення та конденсації.

При транспортуванні пари по трубам її тиск та густина зменшуються, що ускладнює гідравлічний розрахунок, бо втрати тиску та середня густина пари на ділянці залежать від діаметра трубопроводу, тому гідравлічний розрахунок виконують за методом послідовних наближень.

Гідравлічний розрахунок парових теплових мереж систем високого тиску виконують в наступній послідовності:

· Визначають розрахункові теплові навантаження споживачів пари Q _max та параметри пари (тиск, температуру та густину пари на джерелі теплоти Р _п, t _п r_п та біля споживача Р _к, t _к r_к);

· Визначають розрахункові витрати пари окремими агрегатами за даними проектів Д _р в кг/с, або за формулою:

або (3.8)

де - максимальне розрахункове теплове навантаження споживачів пари; Вт; r – питома теплота пароутворення при середньому тиску пари в агрегаті; Дж/кг; - різниця ентальпій на вході та на виході споживача; Дж/кг.

· На генплан об’єкту теплопостачання наносять трасу парових мереж від джерела теплоти до споживачів. Головні принципи, якими потрібно керуватись при виборі траси – найменша довжина та вартість будівництва і експлуатації, надійність роботи, ув’язка з існуючими інженерними комунікаціями та існуючою і перспективною забудовою.