Дослідження статичного режиму теплової мережі

Мета роботи: Ознайомлення зі схемою гідравлічного стенду, що імітує водяну теплову мережу, аналіз впливу рельєфу місцевості на величину тиску в різних точках мережі при відсутності циркуляції теплоносія.

Теоретичні відомості.

У відповідності з рівнянням Бернуллі повний напір у будь якій точці мережі представляє собою суму:

, м .вод. ст. (2.1)

де - п’єзометричний напір системи, м. вод. ст.

- динамічний напір системи, м. вод. ст.

Z – геометрична висота точки відносно умовно вибраної відмітки, м

Р – надлишковий тиск (атм) ;  – густина води , (кг/м³), ω – швидкість води, м/с.

Динамічним напором (ω ≤ 3,5 м/с) в теплових мережах нехтують, тоді можна записати:

П = H + Z, м (2.2)

Витрати напору на дільниці тепломережі між двома точками 1, 2 дорівнює

∆ П = П₁ – П₂ (2.3)

При статичному режимі, коли циркуляція мереженої води нема, п’єзометричний графік представляє собою горизонтальну лінію. До статичного режиму теплової мережі пред’являються наступні вимоги:

• статичний напір повинен бути нижче межі міцності елементів системи теплопостачання

• - у будь які точці водяної тепломережі для запобігання опорожнення мережі та підсмоктування повітря необхідно, щоб статичний напір був не менше 5 м. вод. ст.

Межа міцності трубопроводів – 160 м, підігрівачів – 100 м, опалювальних приладів – 60 м, водогрійних котлів – 250 м.

Рис.2.1. Принципова схема стенду, що імітує теплову мережу.

Опис лабораторного стенда

Принципова схема стенда, який імітує водяну мережу, показана на рис.2.1

Мережевий насос Н-1 качає воду у подавальний трубопровід теплової мережі. Тиск на всмоктуванні мережевого насосу вимірюється манометром 0-1, на нагнітанні – манометром Н-1. Манометри на подавальній лінії позначені П-2, П-3,П-4, а на зворотній лінії 0-2, 0-3, 0-4 і слугують для вимірювання тиску води в мережі на вході та виході абонентів А, Б та В, відповідно.

Насос Н-2 служить для підвищення тиску в зворотній лінії тепломережі.

Вентилі №1,№2 служать для зміни продуктивності і напору насоса Н-1, вентилі №9, №10 – для зміни продуктивності і напору насоса Н-2.

Вентиль № В-3 призначений для заповнення системи водою.

Вентиль №7 служить для опорожнення системи.

Вентиль №8 призначений для підключення підвищувального насосу Н-2 до теплової мережі.

На зворотній лінії встановлено лічильник води 5.

Вентилі А,Б та В представляють теплових споживачів. Інші вентилі служать для зміни тиску системи, а отже і втрат напору.

Передбачено підключення установки до напірного баку 3 через вентилі №3, №4, №В-1.

Підготовка установки до роботи

Підготовка гідравлічного стенда до роботи проводиться в такому порядку:

1.Для заповнення системи водою вентилі № В-1,№3,№4,№ В-3,№ В-7,№8, №9 закрити, інші №1,№2,№5,№6,№7,№8,№11,№12,№ В-4 відкрити.

2. Обережно відкрити вентиль № В-3 та встановити тиск на манометрі П-1 на рівні 0,1 МПа (1 атм).

3.Через триходовий кран манометра П-3 випустити повітря із системи.

4.Закрити вентиль № В-3, система готова до роботи.

Порядок виконання роботи

1.За допомогою вентилів № В-3 та № В-1, №4 встановлюється тиски по манометру 0-1 на рівні 0,6, або 0,8, або 1,1 атм(за вказівкою викладача), при цьому фіксується тиск, який показують інші манометри.

2. Результати експерименту заносять в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1.

Експериментальні дані

№ досліду	Тиск в атм, який показують манометри
	П-1	П-2	П-3	П-4	О-1	О-2	О-3	О-4
	Точки
	1	2	3	4	1`	2`	3`	4`
1
2
3

Опрацювання експериментальних даних

1.Виконується перерахунок надлишкового тиску (Р, кг/см²) в окремих точках системи в надлишковий напір (Н,м.водст.) за формулою:

, м.вод.ст. (2.4)

де - ρ = 998 кг/м³, g = 9,81 м/с²

2.Вираховуємо повний напір в окремих точках системи на основі значень Z, які наведені на рис.2. Відстані від мережевого насосу по горизонталі до абонентів вказані на рис.2 за масштабом 1м на рисунку відповідає 1км. траси теплової мережі.

П= Н + Z, м.вод.ст. (2.5)

3. Результати розрахунку заносимо в табл. 2.2.

Таблиця 2.2.

Результати опрацювання даних

№ досліду	Значення Н в точках				Значення П в точках
	Точки
	1/1`	2/2`	3/3`	4/4`	1/1`	2/2`	3/3`	4/4`
1	/	/	/	/	/	/	/	/
2	/	/	/	/	/	/	/	/
3	/	/	/	/	/	/	/	/

4.Побудувати графіки Н, П з масштабом:

М_г 1см = 100м (по горизонталі); М_в 1см = 0,1м (по вертикалі).

Висновки по роботі:

Експериментально підтверджується та обставина, що при статичному режимі значення надлишкового напору (Н) в усіх точках системи однакове, а значення повного напору (П) визначається рельєфом місцевості.

Оформлення звіту

Звіт повинен містити схему лабораторного стенду, короткий опис установки, таблиці 2.1 та 2.2., п’єзометричні графіки для статичного режиму, висновки по роботі.

Контрольні запитання

1.При якому надлишковому тиску в точці 1 та в точці 4 не буде забезпечене мінімальне значення надлишкового напору (5 м.вод.ст.) ?

2.В якій точці системи найбільш вірогідним є розрив опалювального приладу при умові їх рівної міцності ?

3.Яка межа міцності (в напорах) різноманітних елементів теплової мережі?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3