Metoda za prora?un izmjenjiva?a topline

Dizajn izmjenjiva?a topline je vrlo raznolik, me?utim, postoji op?i metod toplotnih prora?una koji se mo?e koristiti za odre?ene prora?une, ovisno o dostupnim po?etnim podacima.

Postoje dvije vrste toplotnih prora?una izmjenjiva?a topline: projektovanje (projektovanje) i verifikacija.

Prora?un dizajna proizvedeno tokom projektovanja izmjenjiva? topline kada se daju brzine protoka nosa?a toplote i njihovi parametri. Svrha projektnog prora?una je odre?ivanje povr?ine za izmjenu topline i projektnih dimenzija odabranog aparata.

Prora?un verifikacije izvr?eno radi utvr?ivanja mogu?nosti kori?tenja postoje?ih ili standardnih izmjenjiva?a topline za one tehnolo?kim procesima u kojoj se koristi ova ma?ina. Prilikom verifikacionog prora?una daju se dimenzije aparata i uslovi njegovog rada, a nepoznata vrednost je u?inak izmenjiva?a toplote (stvarni). Prora?un verifikacije se vr?i da bi se procenio rad aparata u re?imima koji nisu nominalni. Volim ovo. Dakle, svrha verifikacionog prora?una je odabir uslova koji osiguravaju optimalan na?in rada aparata.

Projektni prora?un se sastoji od termi?kih (toplotehni?kih), hidrauli?kih i mehani?kih prora?una.

Redoslijed prora?una projekta. Za izvo?enje prora?una potrebno je navesti: 1) tip izmjenjiva?a toplote (kalem, ?koljka i cijev, cijev u cijevi, spirala i sl.); 2) naziv zagrejanog i hla?enog nosa?a toplote (te?nost, para ili gas); 3) performanse izmenjiva?a toplote (koli?ina jednog od nosa?a toplote, kg/s); 4) po?etne i krajnje temperature nosa?a toplote.

Potrebno je utvrditi: 1) fizi?ke parametre i brzine kretanja nosa?a toplote; 2) protok rashladne te?nosti za grejanje ili hla?enje na bazi toplotni bilans; 3) pokreta?ka snaga procesa, tj. prosje?na temperaturna razlika; 4) koeficijenti prolaza toplote i toplote; 5) povr?ina za prenos toplote; 6) konstruktivne dimenzije aparatura: du?ina, pre?nik i broj zavoja zavojnice, du?ina, broj cevi i pre?nik ku?i?ta u aparatu sa ?koljkom i cevima, broj zavoja i pre?nik ku?i?ta u spiralnom izmenjiva?u toplote, itd.; 7) pre?nike fitinga za ulaz i izlaz nosa?a toplote.

Prijenos topline izme?u rashladnih teku?ina zna?ajno varira ovisno o tome fizi?ka svojstva i parametrima medija za izmjenu topline, kao i o hidrodinami?kim uvjetima kretanja nosa?a topline.

U projektnom zadatku specificiraju se radni mediji (nosa?i topline), njihove po?etne i krajnje temperature. Potrebno je odrediti prosje?nu temperaturu svakog medija i na toj temperaturi prona?i vrijednosti njihovih fizi?kih parametara iz referentnih tabela.

Prosje?na temperatura medija mo?e se pribli?no odrediti kao aritmeti?ka sredina po?etnog t n i kona?nog t do temperatura.

Glavni fizi?ki parametri radnog medija su: gustina, viskoznost, specifi?na toplota, koeficijent toplotne provodljivosti, ta?ka klju?anja, latentna toplota isparavanje ili kondenzacija itd.

Ovi parametri su predstavljeni u obliku tabela, dijagrama, monograma u referentnim knjigama.

Prilikom projektovanja opreme za izmjenu topline treba te?iti stvaranju takvih brzina protoka nosa?a topline (njihovih radnih medija) pri kojima bi koeficijenti prijenosa topline i hidrauli?ki otpori bili ekonomski isplativi.

Izbor odgovaraju?e brzine ima veliki zna?aj za dobar rad izmjenjiva?a topline, budu?i da se pove?anjem brzine koeficijenti prijenosa topline zna?ajno pove?avaju, a povr?ina izmjene topline smanjuje, tj. ure?aj ima manje dizajnerske dimenzije. Istovremeno sa pove?anjem brzine raste i hidrauli?ki otpor aparata, tj. potro?nja energije za pogon pumpe, kao i opasnost od vodenog udara i vibracija cijevi. Minimalna vrijednost brzine odre?ena je postizanjem turbulentnog strujanja (za lako pokretne teku?ine niske viskoznosti, Reynoldsov kriterij Re > 10000).

prosje?na brzina kretanje medija se odre?uje iz jedna?ina zapreminskog i masenog protoka:

gospo?a; , kg / (m 2 s), (9.1)

gdje je prosje?na linearna brzina, m/s; V—zapreminski protok, m3/s; S je povr?ina popre?nog presjeka protoka, m2; – prosje?na brzina mase, kg/(m 2 /s); G- protok mase, kg/s.

Odnos izme?u mase i linearne brzine:

, (9.2)

gdje je gustina medija, kg/m 3 .

Za primenjene pre?nike cevi (57, 38 i 25 mm) preporu?ljivo je uzeti brzinu te?nosti prakti?ki 1,5 - 2 m/s, ne vi?e od 3 m/s, najni?a granica brzine za ve?inu te?nosti je 0,06 - 0,3 m /s . Brzina koja odgovara Re = 10000 za te?nosti niske viskoznosti u ve?ini slu?ajeva ne prelazi 0,2 - 0,3 m/s. Za viskozne teku?ine turbulencija strujanja se posti?e pri mnogo ve?im brzinama, stoga je u prora?unima potrebno pretpostaviti blago turbulentan ili ?ak laminarni re?im.

Za gasove na atmosferski pritisak dozvoljene su masene brzine od 15 - 20 kg / (m 2 s), a najni?a granica je 2 - 2,5 kg / (m 2 s), a linearne brzine do 25 m/s; za zasi?ene pare tokom kondenzacije, preporu?uje se pode?avanje brzine na 10 m/s.

Brzina kretanja radnog medija u ograncima armature: za zasi?enu paru 20 - 30 m/s; za pregrijanu paru - do 50 m/s; za te?nosti - 1,5 - 3 m / s; za zagrevanje parnog kondenzata - 1 - 2 m/s.

Individualni sistemi hidrotehni?kog grijanja

Da bi se pravilno izvr?io hidrauli?ki prora?un sustava grijanja, potrebno je uzeti u obzir neke radne parametre samog sistema. Ovo uklju?uje brzinu rashladne te?nosti, njen protok, hidrauli?ki otpor zaporni ventili i cevovod, inercija i tako dalje.

Mo?e se ?initi da ovi parametri nemaju nikakve veze jedni s drugima. Ali ovo je gre?ka. Veza izme?u njih je direktna, pa se na njih treba osloniti u analizi.

Uzmimo primjer ovog odnosa. Ako pove?ate brzinu rashladne teku?ine, tada ?e se otpor cjevovoda odmah pove?ati. Ako pove?ate protok, tada se pove?ava brzina tople vode u sistemu i, shodno tome, otpor. Ako pove?ate promjer cijevi, tada se brzina rashladne teku?ine smanjuje, ?to zna?i da se otpor cjevovoda smanjuje.

Sistem grijanja uklju?uje 4 glavne komponente:

1. Boiler.
2. Cijevi.
3. Ure?aji za grijanje.
4. Zaporni i kontrolni ventili.

Svaka od ovih komponenti ima svoje parametre otpornosti. Vode?i proizvo?a?i moraju ih navesti, jer hidrauli?ne karakteristike mogu varirati. One u velikoj mjeri zavise od oblika, dizajna, pa ?ak i od materijala od kojeg su izra?ene komponente sustava grijanja. I upravo su ove karakteristike najva?nije pri provo?enju hidrauli?ke analize grijanja.

?ta su hidrauli?ne performanse? To su specifi?ni gubici pritiska. Odnosno, u svakoj vrsti grija?eg elementa, bilo da se radi o cijevi, ventilu, bojleru ili radijatoru, uvijek postoji otpor sa strane strukture ure?aja ili sa strane zidova. Stoga, prolaze?i kroz njih, rashladna teku?ina gubi pritisak, a samim tim i brzinu.

Potro?nja rashladne te?nosti

Potro?nja rashladne te?nosti

Da biste pokazali kako se izvodi hidrauli?ki prora?un grijanja, uzmite na primjer jednostavan krug grijanja, koji uklju?uje kotao za grijanje i radijatore grijanja sa kilovatnom potro?njom topline. A u sistemu ima 10 takvih radijatora.

Ovdje je va?no pravilno podijeliti cijelu shemu na dijelove, a istovremeno se striktno pridr?avati jednog pravila - u svakom dijelu se promjer cijevi ne bi trebao mijenjati.

Dakle, prvi dio je cjevovod od kotla do prvog grija?a. Drugi dio je cjevovod izme?u prvog i drugog radijatora. I tako dalje.

Kako dolazi do prijenosa topline i kako se smanjuje temperatura rashladne teku?ine? Ulaze?i u prvi radijator, rashladna te?nost odaje dio topline, koja se smanjuje za 1 kilovat. U prvom dijelu je hidrauli?ki prora?un napravljen ispod 10 kilovata. Ali u drugom dijelu je ve? ispod 9. I tako dalje sa smanjenjem.

Imajte na umu da se ova analiza provodi odvojeno za dovodni i povratni krug.

Postoji formula po kojoj mo?ete izra?unati brzinu protoka rashladne teku?ine:

G \u003d (3,6 x Qch) / (sa x (tr-to))

Qch je izra?unato termi?ko optere?enje site. U na?em primjeru, za prvi dio je 10 kW, za drugi 9.

c - specifi?ni toplotni kapacitet vode, indikator je konstantan i jednak 4,2 kJ / kg x C;

tr - temperatura rashladnog sredstva na ulazu u lokaciju;

do - temperatura rashladne te?nosti na izlazu iz gradili?ta.

Brzina rashladne te?nosti

Shematski prora?un

Unutar sistema grijanja postoji minimalna brzina tople vode u kojoj radi samo grijanje optimalni re?im. To je 0,2-0,25 m/s. Ako se smanji, tada se iz vode po?inje osloba?ati zrak, ?to dovodi do stvaranja zra?nih d?epova. Posljedice - grijanje ne?e raditi, a kotao ?e klju?ati.

Ovo je donji prag, a ?to se ti?e gornjeg nivoa, ne bi trebalo da prelazi 1,5 m / s. Prekora?enje ugro?ava pojavu buke unutar cjevovoda. Najprihvatljiviji indikator je 0,3-0,7 m / s.

Ako trebate precizno izra?unati brzinu kretanja vode, morat ?ete uzeti u obzir parametre materijala od kojeg su cijevi izra?ene. Posebno se u ovom slu?aju uzima u obzir hrapavost unutra?njih povr?ina cijevi. Na primjer, by ?eli?ne cijevi vru?a voda kre?e se brzinom od 0,25-0,5 m/s, na bakru 0,25-0,7 m/s, na plastici 0,3-0,7 m/s.

Odabir glavne konture

Hidrauli?ni prekida? razdvaja krugove kotla i grijanja

Ovdje je potrebno odvojeno razmotriti dvije sheme - jednocijevne i dvocijevne. U prvom slu?aju, prora?un se mora izvr?iti kroz najoptere?eniji uspon, gdje je ugra?en veliki broj grija?ih ure?aja i ventila.

U drugom slu?aju bira se najprometniji krug. Na osnovu toga morate napraviti prora?un. Svi ostali krugovi ?e imati mnogo manji hidrauli?ki otpor.

U slu?aju da se razmatra horizontalni spoj cijevi, tada se odabire najprometniji prsten donjeg kata. Pod optere?enjem se podrazumijeva termi?ko optere?enje.

Zaklju?ak

Grijanje u ku?i

Pa hajde da sumiramo. Kao ?to vidite, da biste napravili hidrauli?ku analizu sistema grijanja kod ku?e, potrebno je mnogo toga uzeti u obzir. Primjer je bio namjerno jednostavan, jer se baviti npr. dvocevni sistem grijanje ku?e sa tri ili vi?e spratova je vrlo te?ko. Da biste izvr?ili takvu analizu, morat ?ete kontaktirati specijalizovani biro, gdje ?e profesionalci sve razvrstati "po kostima".

Bit ?e potrebno uzeti u obzir ne samo gore navedene indikatore. To ?e morati uklju?ivati gubitak tlaka, pad temperature, snagu cirkulacijska pumpa, re?im rada sistema i tako dalje. Postoji mnogo indikatora, ali svi su prisutni u GOST-ovima, a stru?njak ?e brzo shvatiti ?ta je ?to.

Jedina stvar koja je potrebna za prora?un je snaga kotao za grijanje, promjer cijevi, dostupnost i broj ventila i snaga pumpe.

U daljnjim prora?unima koristit ?emo sve glavne hidrauli?ne parametre, uklju?uju?i brzinu protoka rashladne teku?ine, hidrauli?ki otpor fitinga i cjevovoda, brzinu rashladnog sredstva itd. Postoji potpuna veza izme?u ovih parametara, na koje se mora osloniti u prora?unima. web stranica

Na primjer, ako pove?ate brzinu rashladne teku?ine, istovremeno ?e se pove?ati hidrauli?ki otpor cjevovoda. Ako pove?ate protok rashladne teku?ine, uzimaju?i u obzir cjevovod odre?enog promjera, istovremeno ?e se pove?ati i brzina rashladnog sredstva, kao i hidrauli?ki otpor. I ?to je ve?i promjer cjevovoda, to je ni?a brzina rashladne teku?ine i hidrauli?ki otpor. Na osnovu analize ovih odnosa, mogu?e je hidrauliku (prora?unski program je dostupan na mre?i) pretvoriti u analizu parametara efikasnosti i pouzdanosti ?itavog sistema, ?to ?e zauzvrat pomo?i u smanjenju tro?ak kori??enih materijala.

Sistem grijanja uklju?uje ?etiri osnovne komponente: generator topline, grija?e, cjevovode, zaporne i regulacijske ventile. Ovi elementi imaju pojedina?ne parametre hidrauli?kog otpora koji se moraju uzeti u obzir pri izvo?enju prora?una. Podsjetimo da hidrauli?ne karakteristike nisu konstantne. Vode?i proizvo?a?i materijala i oprema za grijanje in bez gre?ke navesti informacije o specifi?nim gubicima pritiska (hidrauli?ke karakteristike) za proizvedenu opremu ili materijale.

Na primjer, prora?un za FIRAT polipropilenske cjevovode umnogome je olak?an datim nomogramom, koji pokazuje specifi?ne gubitke tlaka ili glave u cjevovodu za cijev du?ine 1 metar. Analiza nomograma nam omogu?ava da jasno pratimo gore navedene odnose izme?u individualne karakteristike. Ovo je glavna su?tina hidrauli?kih prora?una.

Hidrauli?ki prora?un sistema za grijanje vode: protok rashladne teku?ine

Mislimo da ste ve? povukli analogiju izme?u pojma "brzina protoka rashladne te?nosti" i pojma "koli?ina rashladne te?nosti". Dakle, brzina protoka rashladne te?nosti ?e direktno zavisiti od vrste toplotnog optere?enja koja pada na rashladno sredstvo u procesu prenosa toplote na njega. grija? od generatora toplote.

Hidrauli?ki prora?un uklju?uje odre?ivanje nivoa protoka rashladne te?nosti u odnosu na datu oblast. Izra?unati presjek je dio sa stabilnim protokom rashladne teku?ine i konstantnim promjerom.

Hidrauli?ki prora?un sistema grijanja: primjer

Ako grana uklju?uje radijatore od deset kilovata, a protok rashladne te?nosti je izra?unat za prenos toplotne energije na nivou od 10 kilovata, tada ?e izra?unati presek biti presek od generatora toplote do radijatora, koji je prvi u grana. Ali samo pod uslovom da ovu sekciju karakteri?e konstantan pre?nik. Drugi dio se nalazi izme?u prvog i drugog radijatora. Istovremeno, ako je u prvom slu?aju izra?unata brzina prijenosa od 10 kilovata toplinske energije, onda ?e u drugom dijelu procijenjena koli?ina energije biti ve? 9 kilovata, s postupnim smanjenjem kako se prora?uni izvode. Hidrauli?ki otpor mora se izra?unati istovremeno za dovodni i povratni cjevovod.

Hidrauli?ki prora?un jednocevni sistem grijanje uklju?uje prora?un protoka rashladne teku?ine

za projektno podru?je prema sljede?oj formuli:

Guch \u003d (3,6 * Quch) / (s * (tg-to))

Qch je toplinsko optere?enje izra?unate povr?ine u vatima. Na primjer, za na? primjer, toplinsko optere?enje na prvom dijelu bit ?e 10.000 vati ili 10 kilovata.

s (specifi?ni toplotni kapacitet za vodu) - konstanta jednaka 4,2 kJ / (kg ° C)

tg je temperatura vru?e rashladne teku?ine sistem grijanja.

do je temperatura hladne rashladne te?nosti u sistemu grejanja.

Hidrauli?ki prora?un sistema grijanja: protok rashladne teku?ine

Minimalna brzina rashladnog sredstva treba da ima grani?nu vrednost od 0,2 - 0,25 m/s. Ako je brzina manja, rashladna te?nost ?e se ispustiti vi?ak vazduha. To ?e dovesti do pojave zra?nih d?epova u sistemu, ?to zauzvrat mo?e uzrokovati djelomi?ni ili potpuni kvar sistema grijanja. ?to se ti?e gornjeg praga, brzina rashladnog sredstva treba da dostigne 0,6 - 1,5 m/s. Ako brzina ne poraste iznad ovog indikatora, hidrauli?ki ?um se ne?e formirati u cjevovodu. Praksa pokazuje da je optimalni raspon brzine za sisteme grijanja 0,3 - 0,7 m / s.

Ako postoji potreba da se preciznije izra?una raspon brzine rashladnog sredstva, tada ?e se morati uzeti u obzir parametri materijala cjevovoda u sistemu grijanja. Preciznije, trebat ?e vam faktor hrapavosti za unutra?nju povr?inu cijevi. Na primjer, ako mi pri?amo o cjevovodima izra?enim od ?elika, tada se brzina rashladnog sredstva na nivou od 0,25 - 0,5 m / s smatra optimalnom. Ako je cjevovod polimer ili bakar, tada se brzina mo?e pove?ati na 0,25 - 0,7 m / s. Ako ?elite igrati na sigurno, pa?ljivo pro?itajte koju brzinu preporu?uju proizvo?a?i opreme za sisteme grijanja. Precizniji raspon preporu?ene brzine rashladnog sredstva ovisi o materijalu cjevovoda koji se koristi u sistemu grijanja, odnosno o koeficijentu hrapavosti unutra?nja povr?ina cjevovodi. Na primjer, za ?eli?ne cjevovode, bolje je pridr?avati se brzine rashladne teku?ine od 0,25 do 0,5 m / s za bakar i polimer (polipropilenski, polietilenski, metal-plasti?ni cjevovodi) od 0,25 do 0,7 m / s, ili koristiti preporuke proizvo?a?a ako je dostupno.

Prora?un hidrauli?kog otpora sistema grijanja: gubitak tlaka

Gubitak tlaka u odre?enom dijelu sistema, koji se jo? naziva i terminom "hidrauli?ki otpor", je zbir svih gubitaka zbog hidrauli?kog trenja i lokalnih otpora. Ovaj indikator, mjereno u Pa, izra?unava se po formuli:

DPuch=R* l + ((r * n2) / 2) * Sz

gdje
n je brzina upotrijebljene rashladne teku?ine, mjerena u m/s.

r je gustina nosa?a topline, mjerena u kg/m3.

R - gubitak pritiska u cjevovodu, mjeren u Pa / m.

l je procijenjena du?ina cjevovoda na dionici, mjerena u m.

Sz - zbir koeficijenata lokalnog otpora u podru?ju opreme i ventila.

?to se ti?e ukupnog hidrauli?kog otpora, on je zbir svih hidrauli?kih otpora izra?unatih presjeka.

Uz pomo? hidrauli?kog prora?una mogu?e je pravilno odabrati promjere i du?ine cijevi, pravilno i brzo balansirati sistem pomo?u radijatorskih ventila. Rezultati ovog prora?una ?e vam tako?er pomo?i da odaberete pravu cirkulacijsku pumpu.

Kao rezultat hidrauli?kog prora?una potrebno je dobiti sljede?e podatke:

m - brzina protoka rashladne teku?ine za cijeli sistem grijanja, kg / s;

DP - gubitak pritiska u sistemu grejanja;

DP 1 , DP 2 ... DP n , - gubitak pritiska iz kotla (pumpe) na svaki radijator (od prvog do n-og);

Potro?nja rashladne te?nosti

Brzina protoka rashladne te?nosti izra?unava se po formuli:

Cp - specifi?ni toplotni kapacitet vode, kJ/(kg*deg.C); za pojednostavljene prora?une uzimamo jednako 4,19 kJ / (kg * stepen C)

DPt - temperaturna razlika na ulazu i izlazu; obi?no preuzimamo dovod i povrat bojlera

Kalkulator protoka rashladne te?nosti(samo za vodu)

Q= kW; Dt = oC; m = l/s

Na isti na?in mo?ete izra?unati brzinu protoka rashladne teku?ine u bilo kojem dijelu cijevi. Sekcije su odabrane tako da cijev ima istu brzinu vode. Dakle, podjela na sekcije se doga?a prije T-a, ili prije redukcije. Potrebno je sabrati po snazi sve radijatore do kojih rashladna te?nost te?e kroz svaki dio cijevi. Zatim zamijenite vrijednost u gornju formulu. Ovi prora?uni se moraju napraviti za cijevi ispred svakog radijatora.

Brzina rashladne te?nosti

Zatim, koriste?i dobijene vrijednosti protoka rashladne teku?ine, potrebno je izra?unati za svaki dio cijevi ispred radijatora brzina kretanja vode u cijevima prema formuli:

gdje je V brzina rashladnog sredstva, m/s;

m - protok rashladne teku?ine kroz dio cijevi, kg/s

r - gustina vode, kg/cu.m. mo?e se uzeti kao 1000 kg/cu.m.

f - povr?ina popre?nog presjeka cijevi, m2. mo?e se izra?unati pomo?u formule: p * r 2, gdje je r unutra?nji pre?nik podijeljen sa 2

Kalkulator brzine rashladne te?nosti

m = l/s; cijev mm na mm; V = gospo?a

Gubitak glave u cijevi

DPp tr \u003d R * L,

DPp tr - gubitak pritiska u cevi usled trenja, Pa;

R - specifi?ni gubici trenja u cijevi, Pa/m; u referentnoj literaturi proizvo?a?a cijevi

L - du?ina presjeka, m;

Gubitak glave zbog lokalnih otpora

Lokalni otpori u presjeku cijevi su otpori na spojevima, spojevima, opremi itd. Gubitak glave pri lokalnim otporima izra?unava se po formuli:

gdje je Dp m.s. - gubitak pritiska na lokalnim otporima, Pa;

Sx - zbir koeficijenata lokalnog otpora u podru?ju; koeficijente lokalnog otpora navodi proizvo?a? za svaki priklju?ak

V je brzina rashladnog sredstva u cjevovodu, m/s;

r - gustina nosa?a toplote, kg/m 3 .

Rezultati hidrauli?kog prora?una

Kao rezultat toga, potrebno je zbrojiti otpore svih sekcija na svaki radijator i uporediti sa kontrolne vrijednosti. Da bi ugra?ena pumpa osigurala toplinu svim radijatorima, gubitak tlaka na najdu?oj grani ne bi trebao biti ve?i od 20.000 Pa. Brzina kretanja rashladnog sredstva u bilo kojem podru?ju treba biti u rasponu od 0,25 - 1,5 m / s. Pri brzinama iznad 1,5 m/s mo?e do?i do buke u cijevima, a preporu?uje se minimalna brzina od 0,25 m/s kako bi se izbjegao zrak u cijevima.

Da biste izdr?ali gore navedene uvjete, dovoljno je odabrati prave pre?nike cijevi. Ovo se mo?e uraditi u tabeli.

Ozna?ava ukupnu snagu radijatora koju cijev daje toplinu.

Brzi izbor pre?nika cevi prema tabeli

Za ku?e do 250 m2. pod uslovom da postoji pumpa od 6 i radijatorski termalni ventili, ne mo?ete napraviti potpuni hidrauli?ki prora?un. Mo?ete odabrati pre?nike prema tabeli ispod. U kratkim dionicama mo?ete malo prekora?iti snagu. Prora?uni su napravljeni za rashladno sredstvo Dt=10 o C i v=0,5m/s.

Raspravite o ovom ?lanku, ostavite povratne informacije

Heat Supply News magazin br. 1, 2005, www.ntsn.ru

dr.sc. O.D. Samarin, vanredni profesor Moskovskog dr?avnog univerziteta gra?evinarstva

Postoje?i prijedlozi o optimalnoj brzini kretanja vode u cjevovodima sistema za opskrbu toplinom (do 3 m/s) i dozvoljenim specifi?nim gubicima tlaka R (do 80 Pa/m) zasnivaju se uglavnom na tehni?ko-ekonomskim prora?unima. Uzimaju u obzir da se pove?anjem brzine sekcije cjevovoda smanjuju, a volumen toplinske izolacije, tj. smanjena su kapitalna ulaganja u mre?ni ure?aj, ali se istovremeno pove?avaju operativni tro?kovi za pumpanje vode zbog pove?anja hidrauli?kog otpora i obrnuto. Tada optimalna stopa odgovara minimumu smanjenih tro?kova za procijenjeni period amortizacije sistema.

Me?utim, u tr?i?noj ekonomiji svakako treba uzeti u obzir diskontovanje operativnih tro?kova E (rublji/godi?nje) i kapitalnih tro?kova K (rubalji). U ovom slu?aju, formula za izra?unavanje ukupnog diskontiranog tro?ka (DCC), kada se koristi pozajmio novac, ima sljede?i oblik:

U ovom slu?aju, diskontni koeficijenti za kapitalne i operativne tro?kove, izra?unati u zavisnosti od procijenjenog perioda amortizacije T (godine), i diskontne stope p. Potonji uzima u obzir nivo inflacionog i investicionog rizika, odnosno, u krajnjoj liniji, stepen nestabilnosti privrede i prirodu promena trenutnih tarifa, a obi?no se utvr?uje metodom stru?ne procjene. Kao prva aproksimacija, vrijednost p odgovara godi?njoj kamati za bankarski kredit. U praksi se mo?e uzeti u visini stope refinansiranja Centralne banke Ruske Federacije. Od 15. januara 2004. godine iznosi 14% godi?nje.

?tavi?e, nije unaprijed poznato da ?e minimalni SDZ, uzimaju?i u obzir diskontovanje, odgovarati istom nivou brzine vode i specifi?nih gubitaka koji se preporu?uju u literaturi. Stoga je preporu?ljivo izvr?iti nove prora?une koriste?i trenutni raspon cijena za cjevovode, toplinsku izolaciju i elektri?nu energiju. U ovom slu?aju, ako pretpostavimo da cjevovodi rade u uvjetima kvadratnog otpora, i izra?unamo specifi?ne gubitke tlaka koriste?i formule date u literaturi, mo?e se dobiti sljede?a formula za optimalni protok vode:

Ovdje je K ti koeficijent pove?anja cijene cjevovoda zbog prisustva toplinske izolacije. Kada se koriste doma?i materijali kao ?to su prostirke od mineralne vune, mo?e se uzeti K ti = 1,3. Parametar C D je specifi?na cijena jednog metra cjevovoda (rublja / m 2), na koju se poziva unutra?nji pre?nik D(m). Budu?i da cjenovnici obi?no navode cijenu u rubljama po toni metala C m, prera?unavanje se mora izvr?iti prema o?iglednom omjeru, gdje je debljina zida cjevovoda (mm), \u003d 7,8 t / m 3 - gustina materijala cjevovoda. Vrijednost C el odgovara tarifi za elektri?nu energiju. Prema OAO Mosenergo, za prvu polovinu 2004. za komunalne potro?a?e C el = 1,1723 rubalja/kWh.

Formula (2) se dobija iz uslova d(SDZ)/dv=0. Odre?ivanje eksploatacionih tro?kova izvr?eno je uzimaju?i u obzir ?injenicu da je ekvivalentna hrapavost zidova cevovoda 0,5 mm, a efikasnost mre?ne pumpe je oko 0,8. Gusto?a vode p w smatrana je jednakom 920 kg/m 3 za tipi?an temperaturni raspon u mre?i grijanja. Uz to, pretpostavljeno je da se cirkulacija u mre?i odvija tokom cijele godine, ?to je sasvim opravdano, s obzirom na potrebe snabdijevanja toplom vodom.

Analiza formule (1) pokazuje da je za duge periode amortizacije T (10 godina i vi?e), tipi?ne za toplovodne mre?e, omjer diskontnih koeficijenata prakti?no jednak njegovoj grani?noj minimalnoj vrijednosti p/100. U ovom slu?aju izraz (2) daje najmanju ekonomski izvodljivu brzinu vode koja odgovara uslovu kada je godi?nja kamata za kredit uzet za izgradnju jednaka godi?njoj dobiti od smanjenja tro?kova poslovanja, tj. sa beskona?nim periodom otplate. Na kraju vremena, optimalna brzina ?e biti ve?a. Ali u svakom slu?aju, ova stopa ?e prema?iti izra?unatu bez popusta, jer tada, kao ?to je lako vidjeti, , i u savremenim uslovima dok ne ispadne 1/T< р/100.

Vrijednosti optimalne brzine vode i odgovaraju?ih specifi?nih gubitaka tlaka koji im odgovaraju, izra?unate izrazom (2) na prosje?nom nivou C D i grani?nom omjeru, prikazani su na Sl.1. Treba imati na umu da formula (2) uklju?uje vrijednost D, koja nije unaprijed poznata, stoga je preporu?ljivo prvo postaviti prosje?nu vrijednost brzine (reda 1,5 m/s), odrediti pre?nik od dati protok vode G (kg/h), a zatim izra?unati stvarnu brzinu i optimalnu brzinu iz (2) i provjerite da li je v f ve?e od v opt. U suprotnom, smanjite pre?nik i ponovite prora?un. Tako?e je mogu?e dobiti odnos direktno izme?u G i D. Za prose?an nivo C D, prikazan je na sl. 2.

Dakle, ekonomski optimalna brzina vode u toplotnim mre?ama, izra?unata za uslove savremene tr?i?ne privrede, u principu ne prelazi granice preporu?ene u literaturi. Me?utim, ova stopa manje zavisi od pre?nika nego kada je ispunjen uslov za dozvoljene specifi?ne gubitke, a za male i srednje pre?nike se ispostavlja da je prikladna. povi?ene vrijednosti R do 300 - 400 Pa/m. Stoga je po?eljno dodatno smanjiti kapitalna ulaganja (u

u ovom slu?aju - za smanjenje popre?nog presjeka i pove?anje brzine), i to u ve?oj mjeri, ?to je ve?a diskontna stopa. Stoga, u praksi, u nizu slu?ajeva, ?elja za smanjenjem jednokratnih tro?kova tokom ure?aja in?enjerski sistemi dobija teorijsko opravdanje.

Knji?evnost

1. A.A. Ionin i dr. Opskrba toplinom. Ud?benik za srednje ?kole. - M.: Stroyizdat, 1982, 336 str.

2. V. G. Gagarin. Kriterijum povrata tro?kova za pove?anje toplinske za?tite omota?a zgrade u raznim zemljama. Sat. izvje?taj konf. NIISF, 2001, str. 43 - 63.