Как определить какой режим течение жидкости в системе отопления

Обновлено: 15.05.2024

Как обнаружить утечку воды в системе отопления

Из всех систем отопления на сегодняшнее время больше всего распространено водяное отопление.

Потому что вода — это на данный момент самый дешевый теплоноситель из всех существующих. Кроме того, если в отопительной системе случится протечка, то это будет всего лишь утечка самой простой воды, которая безопасна для здоровья человека.

Способы предотвращения утечки в системе отопления. Способы предотвращения утечки в системе отопления.

Почему происходит утечка в системе отопления?

Обнаружить, что из отопительного устройства течет, можно по небольшим лужицам воды под трубами. Для такой ситуации может быть несколько причин:

Течь в системе отопления может появиться из-за неправильного использования теплоносителя. Если сначала в устройство длительное время заливали воду, а потом вдруг решили попробовать антифриз, то сначала резиновая прокладка и уплотнитель от воды разбухнут, а потом подсохнут от антифриза.
Все котлы отопления чаще всего состоят из стали или чугуна, которые соединены между собой с помощью резьбовых соединений. И все эти соединения обычно укрепляют герметиком, крепость и надежность которого со временем может разрушаться.
В системе отопления может случиться перегрев или промерзание. Также, из-за того что расширительный бак слишком маленький, может возникнуть избыточное давление. Все эти неполадки приводят к тому, что в трубах и батареях появляются трещины.

Современные системы отопления оборудованы датчиками давления, которые позволяют своевременно обнаружить проблемы в эксплуатации. Если вы заметили, что давление стало резко падать, то, возможно, есть угроза утечки воды, которая может принести вам серьезные проблемы, такие как порча стен, полов, появление плесени и грибка, что очень плохо отражается на вашем здоровье. А при крупных авариях помещение может быть залито водой полностью, что приведет еще и к затоплению соседей. Все дело будет осложняться наличием в трубах огненной воды.

Как найти течь воды в системе отопления?

Схема устранения течи в отоплении.

Найти место утечки можно по звуку, потому что, когда вода просачивается под давлением из трубы, давление создает шум. Если труба металлическая, то частота шума будет более высокой, а если пластиковая, то более низкой. Для этого метода используют специальные микрофоны.
Если самостоятельно не получается определить место звука, то это можно найти с помощью компьютера. Звук оценивается в двух точках и электронно рассчитывается пик с этих двух точек.
Обнаружить течь в системе отопления можно и с помощью газа. Безвредный газ вводят в трубу, обычно это смесь азота и водорода. Так как молекулы водорода очень маленькие, то они поднимаются и выходят через место утечки. И уже специальными датчиками определяется это место.

Закрытые утечки можно найти только с помощью профессионалов, у которых есть необходимое оборудование.

Но, конечно, надо не просто найти течь, а еще и устранить ее. Если вы решите сделать это сами, то не забывайте, что температура воды в трубах очень высокая и нужно все делать аккуратно, чтобы не получить ожог. Лучше всего сразу перекрыть воду, для этого надо закрыть все стояки, а потом осторожно слить оставшуюся воду из труб. Необходимо обеспечить быстрый доступ к местам поломки, поэтому при необходимости придется разобрать стену или пол.

Устранение течи в схеме установки счётчика воды.

Ремонт труб будет зависеть от того, из какого металла они выполнены и вследствие чего появилась протечка.

Например, на металлических трубах чаще всего поломки случаются из-за коррозии стенок. Поэтому если вы вдруг увидели на трубе ржавый подтек, то это означает, что нужно незамедлительно найти протечку и начать ремонт. Для этого сначала на этом месте устанавливают хомут, который сможет остановить течь. Но это временное действие, поэтому починку не стоит откладывать в долгий ящик. В этом случае нужно полностью заменить поврежденный участок трубы. Для этого поломанный участок надо вырезать, а на его место приварить новый. Причем при замене участка металлической трубы его можно заменить на трубу из полипропилена.

Еще протечки на металлических трубах могут возникать в узлах соединения, таких как кран или место подключения к отопительному прибору. Если труба хорошая, то надо это соединение разобрать, заменить на нем уплотнитель и собрать его заново.

Если у вас трубы выполнены из меди, то их починка будет выполняться точно так же, только сварка будет произведена другими материалами и другим оборудованием.

При ремонте трубы из полипропилена чаще всего поврежденные участки сразу заменяют новыми.

После ремонта любого вида труб необходимо некоторое время наблюдать за новыми участками. Лучше всего для ремонта сразу приглашать профессионалов, которые сделают свою работу качественно и надежно.

Как найти утечку в системе отопления и ликвидировать ее своими руками

Первая же протечка системы отопления – сигнал к действиям для владельца дома. Если своевременно не заняться ею, начнутся более серьезные проблемы. Нельзя оставить отопление без ремонта, даже если течь совсем крошечная и не создает неудобств. Через время она расширится и придется заменить систему – частично или полностью. Где может возникнуть протечка и по каким причинам? Как ее найти и ликвидировать своими руками?

Откуда берутся утечки в системе отопления

Самая распространенная причина появления течей в металлических трубах – это коррозия. Сталь, даже обработанная специальными покрытиями, ржавеет. Различается только скорость процесса. Она зависит от условий эксплуатации каждой конкретной системы.

Режимы течения жидкости. Ламинарный и турбулентный режим

Под режимом течения жидкости понимают кинематику и динамику жидких макрочастиц, определяющую в совокупности структуру и свойства потока вцелом.

Режим движения определяется соотношением сил инерции и трения в потоке. Причем эти силы всегда действуют на жидкие макрочастицы при их движении в составе потока. Хотя это движение может быть вызвано различными внешними силами например силами гравитации и давления. Соотношение этих сил отражает критерий Рейнольдса, которое является критерием режима течения жидкости.

При низких скоростях движения частиц жидкости в потоке преобладают силы трения, числа Рейнольдса малы. Такое движение называется ламинарным.

При высоких скоростях движения частиц жидкости в потоке числа Рейнольдса велики, тогда в потоке преобладают силы инерции и эти силы определяют кинематику и динамику частиц, такой режим называется турбулентным

А если эти силы одного порядка (соизмеримы), то такую область называют - область перемежания.

Вид режима, в значительной мере, влияет на процессы происходящие в потоке, а значит и расчетные зависимости.

Ламинарный режим течения жидкости

Схема установки для иллюстрации режимов течения жидкости показана на рисунке.

Жидкость из бака по прозрачному трубопроводу через кран поступает на слив. На входе в трубу установлена тонкая трубка по которой в центральную часть потока поступает красящее вещество.

Если немного приоткрыть кран, жидкость начнет протекать по трубопроводу с небольшой скоростью. При введении красящего вещество в поток можно будет увидеть как токая струйка красящего вещества в виде линии протекает от начала трубы до ее конца. Это свидетельствует о слоистом течении жидкости, без перемешивания и вихреообразования, и преобладании в потоке сил инерции.

Такой режим течения называется ламинарным.

Ламинарный режим - слоистое течение жидкости без перемешивания частиц,без пульсации скоростей и давлений, без перемешивания слоев и вихрей.

При ламинарном течении линии тока параллельны оси трубы, т.е. отсутствует поперечные потоку жидкости перемещения.

Турбулентый режим течения

При увеличении расхода через трубу в рассматриваемой установке скорость движения частиц жидкости будет увеличиваться. Струя красящей жидкости начнет колебаться.

Если открыть кран сильнее, расход через трубу увеличится.

Поток красящей жидкости начнет смешиваться с основным потоком, будут заметны многочисленные зоны вихреообразования, перемешивания, в потоке будут преобладать силы инерции. Такой режим течения называется турбулентным.

Турбулентый режим - течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием, смещением слоев друг относительно друга и пульсациями скоростей и давлений.

При турбулентном течении векторы скоростей имеют не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие.

От чего зависит режим течения жидкости

Режим течения зависит от скорости движения частиц жидкости в трубопроводах, геометрии трубопровода.

Как было отмечено ранее, О режиме течения жидкости в трубопроводе позволяет судить критерий Рейнольдса, отражающий отношение сил инерции к силам вязкого трения.

Скорость теплоносителя в системе отопления

Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

Индивидуальные системы гидравлического отопления

Чтобы правильно провести гидравлический расчет системы отопления, необходимо принять во внимание некоторые эксплуатационные параметры самой системы. Сюда входят скорость теплоносителя, его расход, гидравлическое сопротивление запорной арматуры и трубопровода, инертность и так далее.

Может показаться, что эти параметры никак друг с другом не связаны. Но это ошибка. Связь между ними прямая, поэтому нужно при анализе опираться именно на них.

Приведем пример этой взаимосвязи. Если увеличить скорость теплоносителя, то сразу же возрастет сопротивление трубопровода. Если увеличить расход, то увеличивается скорость горячей воды в системе, а, соответственно, и сопротивление. Если увеличить диаметр труб, то снижается скорость движения теплоносителя, а значит, снижается сопротивление трубопровода.

О чем это говорит? Можно все рассчитать таким образом, что сократятся расходы на приобретаемые материалы. А это уже экономическая сторона дела.

Система отопления включает в себя 4 основных компонента:

Отопительный котел.
Трубы.
Приборы отопления.
Запорная и регулирующая арматура.

Каждый из этих компонентов имеет свои параметры сопротивления. Ведущие производители обязательно их указывают, потому что гидравлические характеристики могут изменяться. Они во многом зависят от формы, конструкции и даже от материала, из которого изготовлены составляющие отопительной системы. И именно эти характеристики являются самыми важными при проведении гидравлического анализа отопления.

Что же такое гидравлические характеристики? Это удельные потери давления. То есть, в каждом виде отопительного элемента, будь то труба, вентиль, котел или радиатор, всегда присутствует сопротивление со стороны конструкции прибора или со стороны стенок. Поэтому, проходя по ним, теплоноситель теряет свое давление, а, соответственно, и скорость.

Расход теплоносителя

Чтобы показать, как производится гидравлический расчет отопления, возьмем для примера простую отопительную схему, в которую входят отопительный котел и радиаторы отопления с киловаттным потреблением тепла. И таких радиаторов в системе 10 штук.

Здесь важно правильно разбить всю схему на участки, и при этом точно придерживаться одного правила — на каждом участке диаметр труб не должен меняться.

Итак, первый участок — это трубопровод от котла до первого отопительного прибора. Второй участок — это трубопровод между первым и вторым радиатором. И так далее.

Как происходит теплоотдача, и каким образом понижается температура теплоносителя? Попадая в первый радиатор, теплоноситель отдает часть тепла, которое снижается на 1 киловатт. Именно на первом участке гидравлический расчет производится под 10 киловатт. А вот на втором участке уже под 9. И так далее с понижением.

Обратите внимание, что для подающего контура и для обратки данный анализ выполняется отдельно.

Существует формула, по которой можно рассчитать расход теплоносителя:

G = (3,6 х Qуч) / (с х (tr-to))

Qуч — это расчетная тепловая нагрузка участка. В нашем примере для первого участка она равна 10 кВт, для второго 9.

с — удельная теплоемкость воды, показатель постоянный и равный 4,2 кДж/кг х С;

tr — температура теплоносителя при входе на участок;

to — температура теплоносителя при выходе с участка.

Скорость теплоносителя

Существует минимальная скорость горячей воды внутри отопительной системы, при которой само отопление работает в оптимальном режиме. Это 0,2-0,25 м/с. Если она уменьшается, то из воды начинает выделяться воздух, что ведет к образованию воздушных пробок. Последствия — отопление не будет работать, и котел закипит.

Это нижний порог, а что касается верхнего уровня, то он не должен превышать 1,5 м/с. Превышение грозит появлением шумов внутри трубопровода. Наиболее приемлемый показатель — 0,3-0,7 м/с.

Если необходимо провести точный подсчет скорости движения воды, то придется принять во внимание параметры материала, из которого изготовлены трубы. Особенно в этом случае учитывается шероховатость внутренних поверхностей труб. К примеру, по стальным трубам горячая вода движется со скоростью 0,25-0.5 м/с, по медным 0,25-0,7 м/с, по пластиковым 0,3-0,7 м/с.

Выбор основного контура

Гидравлическая стрелка отделяет котловые и отопительные контура

Здесь необходимо рассматривать отдельно две схемы — однотрубную и двухтрубную. В первом случае расчет нужно вести через самый нагруженный стояк, где установлено большое количество отопительных приборов и запорной арматуры.

Во втором случае выбирается самый загруженный контур. Именно на его основе и нужно делать подсчет. Все остальные контуры будет иметь гидравлическое сопротивление гораздо ниже.

В том случае, если рассматривается горизонтальная развязка труб, то выбирается самое загруженное кольцо нижнего этажа. Под загруженностью понимают тепловую нагрузку.

Заключение

Отопление в доме

Итак, подведем итог. Как видите, чтобы сделать гидравлический анализ отопительной системы дома, необходимо учесть многое. Пример специально был простым, поскольку разобраться, скажем, с двухтрубной системой отопления дома в три или более этажей очень сложно. Для проведения такого анализа придется обратиться в специализированное бюро, где профессионалы разберут весь проект отопления «по косточкам».

Необходимо будет учесть не только вышеописанные показатели. Сюда придется включить потерю давления, снижение температуры, мощность циркуляционного насоса, режим работы системы и так далее. Показателей много, но все они присутствуют в ГОСТах, и специалист быстро разберется, что к чему.

Единственное, что необходимо предоставить для расчета — это мощность отопительного котла, диаметр труб, наличие и количество запорной арматуры и мощность насоса.

Гидравлический расчёт системы отопления с учетом трубопроводов.

При проведении дальнейших расчетов мы будем использовать все основные гидравлические параметры, в том числе расход теплоносителя, гидравлическое сопротивление арматуры и трубопроводов, скорость теплоносителя и т.д. Между данными параметрами есть полная взаимосвязь, на что и нужно опираться при расчетах.

К примеру, если повысить скорость теплоносителя, одновременно будет повышаться гидравлическое сопротивление у трубопровода. Если повысить расход теплоносителя, с учетом трубопровода заданного диаметра, одновременно возрастет скорость теплоносителя, а также гидравлическое сопротивление. И чем больше будет диаметр трубопровода, тем меньше будет скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. На основе анализа данных взаимосвязей, можно превратить гидравлический расчет системы отопления (программа расчета есть в сети) в анализ параметров эффективности и надежности работы всей системы, что, в свою очередь, поможет снизить расходы на использующиеся материалы.

Отопительная система включает в себя четыре базовых компонента: теплогенератор, отопительные приборы, трубопровод, запорная и регулирующая арматура. Данные элементы имеют индивидуальные параметры гидравлического сопротивления, которые нужно учесть при проведении расчета. Напомним, что гидравлические характеристики не отличаются постоянством. Ведущие производители материалов и отопительного оборудования в обязательном порядке указывают информацию по удельным потерям давления (гидравлические характеристики) на производимое оборудование или материалы.

Например, расчет для полипропиленовых трубопроводов компании FIRAT существенно облегчается за счет приведенной номограммы, в которой указываются удельные потери давления или напора в трубопроводе для 1 метра погонного трубы. Анализ номограммы позволяет четко проследить обозначенные выше взаимосвязи между отдельными характеристиками. В этом и состоит основная суть гидравлических расчетов.

Гидравлический расчет систем водяного отопления: расход теплоносителя

Думаем, вы уже провели аналогию между термином «расход теплоносителя» и термином «количество теплоносителя». Так вот, расход теплоносителя будет напрямую зависеть от того, какая тепловая нагрузка приходится на теплоноситель в процессе перемещения им тепла к отопительному прибору от теплогенератора.

Гидравлический расчет подразумевает определение уровня расхода теплоносителя, касательно заданного участка. Расчетный участок представляет собой участок со стабильным расходом теплоносителя и с постоянным диаметром.

Гидравлический расчет систем отопления: пример

Если ветка включает в себя десять киловаттных радиаторов, а расход теплоносителя рассчитывался на перенос энергии тепла на уровне 10 киловатт, то расчетный участок будет представлять собой отрезом от теплогенератора до радиатора, который в ветке является первым. Но только при условии, что данный участок характеризуется постоянным диаметром. Второй участок располагается между первым радиатором и вторым радиатором. При этом, если в первом случае высчитывался расход переноса 10-киловаттной тепловой энергии, то на втором участке расчетное количество энергии будет составлять уже 9 киловатт, с постепенным уменьшением по мере проведения расчетов. Гидравлическое сопротивление должно рассчитываться одновременно для подающего и обратного трубопровода.

Гидравлический расчет однотрубной системы отопления подразумевает вычисление расхода теплоносителя

для расчетного участка по следующей формуле:

Qуч –тепловая нагрузка расчетного участка в ваттах. К примеру, для нашего примера нагрузка тепла на первый участок будет составлять 10000 ватт или 10 киловатт.

с (удельная теплоемкость для воды) – постоянная, равная 4,2 кДж/(кг•°С)

tг –температура горячего теплоносителя в отопительной системе.

tо –температура холодного теплоносителя в отопительной системе.

Гидравлический расчет системы отопления: скорость потока теплоносителя

Расчет гидравлического сопротивления системы отопления: потеря давления

Потеря давления на определенном участке системы, которую также называют термином «гидравлическое сопротивление», представляет собой сумму всех потерь на гидравлическое трение и в локальных сопротивлениях. Данный показатель, измеряемый в Па, высчитывается по формуле:

ΔPуч=R* l + ( (ρ * ν2) / 2) * Σζ

R –потери давления в трубопроводе, измеряемые в Па/м.

l – расчетная длина трубопровода на участке, измеряемая в м.

Что касается общего гидравлического сопротивления, то оно представляет собой сумму всех гидравлических сопротивлений расчетных участков.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления: выбор основной ветви системы

Если система характеризуется попутным движением теплоносителя, то для двухтрубной системы выбирается кольцо самого загруженного стояка через нижний прибор отопления. Для однотрубной системы – кольцо через самый загруженный стояк.

Если система характеризуется тупиковым движением теплоносителя, то для двухтрубной системы выбирается кольцо нижнего прибора отопления для самого загруженного из наиболее удаленных стояков. Соответственно, для однотрубной отопительной системы выбирается кольцо через наиболее загруженный из удаленных стояков.

Если речь идет о горизонтальной отопительной системе, то выбирается кольцо через наиболее загруженную ветвь, относящуюся к нижнему этажу. Говоря о загрузке, мы имеем в виду показатель «тепловая нагрузка», который был описан выше.

Современные технологии и история профиля окна Veka ( века, веко ).

Выбор фирм и компании пластиковых окон, рейтинг по Москве.

Технология заливки бетона в жаркую, холодную и минусовую погоду.

Что такое тяжелый бетон, его пример на марке м 200 в 15.

Марка, количество и пропорции бетона для фундамента дома.

Стандартные размеры профиля для пластиковых окон по госту.

Расчет системы водяного отопления частного дома.

Как правильно сделать канализацию своими руками в частном доме?

Гидравлический расчет системы отопления

С помощью гидравлического расчета можно правильно подобрать диаметры и длину труб, правильно и быстро сбалансировать систему с помощью радиаторных клапанов. Результаты этого расчета также помогут правильно подобрать циркуляционный насос.

В результате гидравлического расчета необходимо получить следующие данные:

Расход теплоносителя

Расход теплоносителя рассчитывается по формуле:

Калькулятор расхода теплоносителя (только для воды)

Точно также можно посчитать расход теплоносителя на любом участке трубы. Участки выбираются так, чтобы в трубе была одинаковая скорость воды. Таким образом, разбиение на участки происходит до тройника, либо до редукции. Нужно просуммировать по мощности все радиаторы, к которым течет теплоноситель через каждый участок трубы. Потом подставить значение в формулу выше. Эти расчеты необходимо сделать для труб перед каждым радиатором.

Скорость теплоносителя

Затем, используя полученные значения расхода теплоносителя, необходимо для каждого участка труб перед радиаторами вычислить скорость движения воды в трубах по формуле :

Калькулятор скорости теплоносителя

m = л/с; труба мм на мм; V = м/с

Потери напора в трубе

Затем для каждого участка нужно рассчитать потери напора на трение в трубе по формуле (учитывается и подача и обратка):

Потери напора на местных сопротивлениях

Итоги гидравлического расчета

Для того, чтобы выдержать вышеуказанные условия, достаточно правильно подобрать диаметры труб. Это можно сделать по таблице.

Скорость теплоносителя в системе отопления

Для того, чтобы система водяного отопления правильно фунциклировала необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе. Если скорость будет маленькая, обогрев помещения будет очень медленный и дальние радиаторы будут значительно холоднее ближних. Наоборот, если же скорость теплоносителя будет слишком большой, то сам теплоноситель не будет успевать нагреваться в котле, температура всей системы отопления будет ниже. Добавится и уровень шума. Как видим скорость теплоносителя в системе отопления – очень важный параметр. Разберёмся же подробнее – какая должна быть самая оптимальная скорость.

Системы отопления где происходит естественная циркуляция, как правило, имеют сравнительно низкую скорость теплоносителя. Перепад давления в трубах достигается правильным расположением котла, расширительного бачка и самих труб – прямых и обратки. Только правильный расчёт перед монтажом, позволяет добиться правильного, равномерного движения теплоносителя. Но всё равно инерционность отопительных систем с естественной циркуляцией жидкости очень большая. Результат – медленный прогрев помещений, маленький КПД. Главный плюс такой системы – это максимальная независимость от электроэнергии, нет электрических насосов.

Чаще всего в домах используется система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Основным элементом такой системы является циркуляционный насос. Именно он ускоряет движение теплоносителя, от его характеристик зависит скорость жидкости в системе отопления.

Что влияет на скорость теплоносителя в системе отопления:

— схема системы отопления,
— вид теплоносителя,
— мощность, производительность циркуляционного насоса,
— из каких материалов изготовлены трубы и их диаметр,
— отсутствие воздушных пробок и засоров в трубах и радиаторах.

Для частного дома наиболее оптимальным будет скорость теплоносителя в пределах 0,5 – 1,5 м/с.
Для административно-бытовых зданиях – не более 2 м/с.
Для производственных помещений – не более 3 м/с.
Верхний предел скорости теплоносителя выбирается, в основном, из-за уровня шума в трубах.

Многие циркуляционные насосы имеют регулятор скорости потока жидкости, так что возможно подобрать наиболее оптимальную именно для вашей системы. Правильно нужно выбирать и сам насос. Не надо брать с большим запасом мощности, так как будет большее потребление электроэнергии. При большой протяжённости системы отопления, большом количестве контуров, этажности и так далее лучше устанавливать несколько насосов меньшей производительности. Например, отдельно поставить насос на тёплый пол, на второй этаж.

Скорость воды в системе отопления
Скорость воды в системе отопления Для того, чтобы система водяного отопления правильно фунциклировала необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе. Если скорость будет маленькая,

Скорость движения воды в трубах системы отопления.

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

1. Есть минимальная скорость движения воды. Это 0.2-0.3 м/с, из условия удаления воздуха.

2. Есть максимальная скорость, которая ограничивается, чтобы трубы не шумели. Теоретически это надо расчетом проверять и некоторые программы это делают. Практически же знающие люди пользуются указаниями старинного СНиП еще 1962 года, где была таблица предельных скоростей. Оттуда и по всем справочникам разошлось. Это 1,5 м/с при диаметре 40 и более, 1 м/с для диаметра 32, 0,8 м/с для диаметра 25. Для более мелких диаметров были другие ограничения но потом на них наплевали.

Вот секретные формулы:

Ну, а правильные пацаны вообще никакими скоростями не задаются, а просто делают в жилых домах все стояки постоянного диаметра и все магистрали постоянного диаметра. Но тебе еще рано знать, какие именно диаметры.

Скорость движения воды в трубах системы отопления
Скорость движения воды в трубах системы отопления. Отопление

Скорость потока теплоносителя.

Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления

Как видно из названия темы в расчёте участвуют такие параметры, связанные с гидравликой, как расход теплоносителя, скорость потока теплоносителя, гидравлическое сопротивление трубопроводов и арматуры. При этом между указанными параметрами существует полная взаимосвязь.

Например при увеличении скорости теплоносителя увеличивается гидравлическое сопротивление трубопровода. При увеличении расхода теплоносителя через трубопровод определённого диаметра скорость теплоносителя возрастает и естественно растёт гидравлическое сопротивление при этом изменяя диаметр в большую сторону скорость и гидравлическое сопротивление снижаются. Анализируя эти взаимосвязи гидравлический расчёт превращается в своего рода анализ параметров для обеспечения надёжной и эффективной работы системы и снижения затрат на материалы.

Система отопления состоит из четырёх основных компонентов это трубопроводы, отопительные приборы, теплогенератор, регулирующая и запорная арматура. Все элементы системы имеют свои характеристики гидравлического сопротивления и должны учитываться при расчёте. При этом, как было сказано выше, гидравлические характеристики не являются постоянными. Производители отопительного оборудования и материалов обычно приводят данные по гидравлическим характеристикам (удельные потери давления) на производимое ими материалы или оборудование.

Номограмма для гидравлического расчёта полипропиленовых трубопроводов производства фирмы FIRAT (Фират)

Удельные потери давления (потеря напора) трубопровода указано для 1 м.п. трубы.

Проанализировав номограмму вы более наглядно увидите ранее указанные взаимосвязи между параметрами.

Итак суть гидравлического расчёта мы определили.

Теперь пройдёмся отдельно по каждому из параметров.

Расход теплоносителя

Расход теплоносителя, для более широкого понимания количество теплоносителя, напрямую зависит от тепловой нагрузки которую теплоноситель должен переместить от теплогенератора к отопительному прибору.

Конкретно для гидравлического расчёта требуется определить расход теплоносителя на заданном расчётном участке. Что такое расчётный участок. Расчетным участком трубопровода принимается участок постоянного диаметра с неизменным расходом теплоносителя. Например если в состав ветки входят десять радиаторов ( условно каждый прибор мощностью 1 кВт) а общий расход теплоносителя рассчитан на перенос теплоносителем тепловой энергии равной 10 кВт. То первым участком будет участок от теплогенератора до первого в ветке радиатора (при условии что по всему участку постоянный диаметр) с расходом теплоносителя на перенос 10 кВт. Второй участок будет находится между первым и вторым радиатором с расходом на перенос тепловой энергии 9 кВт и так далее вплоть до последнего радиатора. Рассчитывается гидравлическое сопротивление как подающего трубопровода так и обратного.

Расход теплоносителя ( кг/час) для участка рассчитывается по формуле:

Скорость потока теплоносителя.

Более точный диапазон рекомендованной скорости теплоносителя зависит от материала трубопроводов применяемых в системе отопления а точнее от коэффициента шероховатости внутренней поверхности трубопроводов . Например для стальных трубопроводов лучше придерживаться скорости теплоносителя от 0,25 до 0,5 м/с для медных и полимерных (полипропиленовые, полиэтиленовые, металлопластиковые трубопроводы) от 0,25 до 0,7 м/с либо воспользоваться рекомендациями производителя при их наличии.

Скорость потока теплоносителя
Скорость потока теплоносителя. Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления Как видно из названия темы в расчёте участвуют такие параметры, связанные с гидравликой, как расход

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Скорости движения теплоносителей в технологических аппаратах обычно обеспечивают турбулентный режим движения потоков, при котором, как известно, происходит интенсивный обмен количеством движения, энергией и массой между соседними участками потока за счет хаотических турбулентных пульсаций. По физической сущности турбулентный перенос теплоты является конвективным переносом. [1]

Скорость движения теплоносителя влияет на скорость сушки кирпича. Из приведенных исследований следует, что ускорение сушки кирпича яри увеличении скорости движения теплоносителя более заметно, когда эта скорость больше 0 5 м / сек. В первый же период сушки значительное повышение скорости движения теплоносителя сказывается губительным для качества кирпича, если теплоноситель недостаточно влажный. [4]

Скорость движения теплоносителя в трубках теплоутилизаторов должна быть во всех режимах эксплуатации не менее 0 35 м / с при теплоносителе воде и не менее 0 25 м / с при незамерзающем теплоносителе. [5]

Скорости движения теплоносителя в системах отЬпления определяют гидравлическим расчетом и экономическими соображениями. [6]

Скорость движения теплоносителей , определяемая сечением каналов теплообменного аппарата, колеблется в очень широких пределах и без большой погрешности не может быть принята или установлена до решения вопроса о типе и размерах теплообменного аппарата. [7]

Скорость движения теплоносителя w сильно влияет на теплоотдачу. Чем выше скорость, тем интенсивнее протекает теплообмен. [8]

Увеличение скорости движения теплоносителя выгодно только до определенного предела. Если эта скорость будет выше оптимальной, газы не успеют отдать материалу полностью свое тепло и выйдут из барабана с высокой температурой. [11]

Увеличение скорости движения теплоносителя может быть достигнуто и в элементных ( батарейных) теплообменниках, представляющих собой батарею из нескольких последовательно соединенных друг с другом теплообменников. [13]

С увеличением скорости движения теплоносителей увеличиваются Re w / / v, коэффициент теплоотдачи а и плотность теплового потока q a At. Однако вместе со скоростью пропорционально w2 растет гидравлическое сопротивление и расход мощности на насосы, прокачивающие теплоноситель через теплообменный аппарат. Существует оптимальное значение скорости, определяемое сопоставлением увеличения интенсивности теплообмена и более интенсивного роста гидравлических сопротивлений с увеличением скорости. [14]

Для повышения скорости движения теплоносителя в межтрубном пространстве устраивают продольные и поперечные перегородки. [15]

Выбор оптимальной скорости теплоносителя в системе отопления квартиры

На насосе котла имеется трехуровневая регулировка скорости теплоносителя в системе.

Вопрос! Как выбрать самую оптимальную установку скорости теплоносителя, чтобы система работала с максимальной экономией ?

PS Эксперименты с различной скоростью теплоносителя в данной квартире показывают, что при любом из трех предложенных вариантов все радиаторы работают нормально. На высокой скорости каких-либо заметных шумовых эффектов не наблюдалось.

Ежачок , с уменьшением скорости падает тепоотдача радиаторов, и растёт разница подача/обратка. Оптимальное значение этой разности для котла 20 градусов. Измерьте эту разницу температур на разных скоростях.

Ежачок написал:
Вопрос! Как выбрать самую оптимальную установку скорости теплоносителя, чтобы система работала с максимальной экономией ?

Котел конденсационный или неконденсационный? Трубы полимерные или металлические? От этого зависит ответ на Ваш вопрос.

Гидравлический расчёт систем отопления. Теплорасчёт (расчёт утепления) домов и квартир.

Для обеспечения максимального КПД котла, нужно обеспечить расход теплоносителя таким, чтобы тепловой режим котла был:

Применительно к настенным котлам и напольным со встречным направлением потоков (энергозависимые).

П.С. А чтобы не было шума в трубах и арматуре, нужно не превышать максимально допустимые скорости теплоносителя в трубах (можно ориентироваться на линейное сопротивление не более 150-200 Па/метр), и не превышать максимально допустимые перепады давлений на арматуре (для термоклапанов не выше 30-60 кПа в зависимости от производителя и марки).

Гидравлический расчёт систем отопления. Теплорасчёт (расчёт утепления) домов и квартир.

Энциклопедия сантехника Режимы движения жидкости (ламинарный и турбулентный)

Характер (вид) движения жидкости изучался в 1840—1880 гг. в Германии Г. Хагеном и в России Д. Менделеевым. Состояние движения потока может иметь струйчатый или беспорядочный характер. Когда струйчатость нарушается, частички жидкости движутся по весьма сложным траекториям. При струйчатом течении траектория движения частички жидкости ориентирована параллельно стенкам потока конечных размеров.

Весьма обширные и обстоятельные исследования по течению жидкости в трубе были проведены в 1883 г, английским ученым О. Рейнольдсом. Лабораторная установка (рис. 4.1), на которой проводились эксперименты, состояла из бака 1, стеклянной горизонтальной трубы 2 диаметром d, частично находящейся в баке. В начале трубы имелся мундштук 3 (патрубок) с плавным переходом с большого входного отверстия на отверстие трубы. На конце трубы за пределами бака находился кран 4, с помощью которого можно было регулировать расход воды и среднюю скорость в стеклянной трубе V=4Q/πd2

Над баком был установлен небольшой резервуар 5, заполняемый раствором анилиновой краски. К резервуару была присоединена тонкая трубочка 6, конец которой входил в мундштук по оси трубы. Для регулирования пуска раствора краски через трубочку в стеклянную трубу имелся краник 7. Раствор анилиновой краски имел практически одинаковую плотность с водой, находящейся в баке.

Опыты заключались в том, что, открывая кран на трубе, устанавливались определенные расход и скорость V. Одновременно пускался из резервуара 5 раствор краски, который выходил из трубочки 6 в трубу 2.

При достаточно малой скорости в трубе струйка раствора образовывала внутри потока воды устойчивую несмешивающуюся окрашенную тонкую струйку. Данный опыт демонстрировал существование струйчатого характера движения жидкости. Несколько увеличивая среднюю скорость, наблюдалось такое же движение окрашенной струйки.

Движение жидкости, которому соответствует устойчивый струйчатый характер, является ламинарным движением. Название движения произошло от латинского слова lamina — слой. Ламинарный режим соответствует относительно малым скоростям и слоистому движению жидкости. Частички жидкости не перемешиваются друг с другом, и линии тока параллельны оси движения потока.

Ламинарным называется движение жидкости, при котором ее частицы совершают упорядоченное движение и траектории частиц мало отличаются друг от друга, так что жидкость рассматривается как совокупность отдельных слоев, движущихся с разными скоростями, не перемешиваясь друг с другом.

Ламинарное движение может быть как установившимся, так и неустановившимся.

Открывая кран больше, увеличивая тем самым скорость, струйка приобретает некоторый волнистый характер, и местами струйка может иметь разрывы. Следовательно, в этот промежуток времени будет происходить нарушение струйчатого движения воды, чему соответствует некоторая средняя скорость Vкр1 Скорость Vкр1 получила название нижней критической скорости. При скорости V>=Vкр1 будет иметь место нарушение струйчатого течения, и поток в трубе будет находиться в неустойчивом состоянии. Такой режим движения является неустойчивым.

При дальнейшем увеличении скорости потока в трубе струйка раствора исчезает. Частички этой струйки начинают перемешиваться с потоком воды. Частички раствора движутся в разном произвольном направлении, и при этом не наблюдается определенной закономерности их движения. Они имеют различные перемещения по пути движения. В результате перемешивания частиц вся масса воды, движущейся в трубе, становится несколько окрашенной. Такое движение можно считать беспорядочным. Переход движения потока в такое состояние происходит, когда скорость достигнет некоторой величины Vкр2. Эта скорость называется верхней критической скоростью.

Движение, при котором наблюдается беспорядочный характер движения частичек жидкости по весьма сложным траекториям, является турбулентным движением, от латинского слова turbulentus — вихревой, беспорядочный.

Турбулентным называется движение жидкости, при котором ее частицы совершают неустановившиеся и неупорядоченные движения по достаточно сложным траекториям, в результате этого происходит интенсивное перемешивание различных слоев жидкости (рис. 4.2).

Турбулентное движение является неустановившимся движением.

Турбулентный режим наблюдается при больших скоростях, когда средняя скорость V>Vкр2, при этом происходит интенсивное перемешивание частиц в потоке жидкости.

Таким образом, ламинарное движение в трубе имеет место, когда V Vкр2.

В пределах Vкр2 > V > Vкр1 движение является неустойчивым ламинарным движением.

Малейшее возмущение потока приводит к переходу неустойчивого ламинарного режима в турбулентный. Возмущение может произойти в результате некоторого сотрясения трубы в виде толчка, наличия в потоке тела, находящегося в состоянии колебания, и т.д.

О. Рейнольде на основании результатов опытов и использования размерностей физических величин установил, что величина критической скорости прямо пропорциональна динамической вязкости μ и обратно пропорциональна плотности жидкости ρ и диаметру трубы d:

Эта формула не особа пригодится. Так что не заморачивайтесь по этой формуле.

ν — кинематическая вязкость, эта величина на практике обычно находится по специальным таблицам, для каждой жидкости при конкретной температуре. Она находится опытным путем. В других статьях обязательно размещу эти таблицы, для вашего пользования.

Этот коэффициент Re получил название число Рейнольдса.

Нижней критической скорости Vкр1 . соответствует критическое число Re1, а верхней критической скорости Vкр2 — число Re2.

Число Рейнольдса Re характеризует режим движения потока в трубе, движущегося со скоростью V:

Эту формулу желательно запомнить, этой формулой часто придется пользоваться при гидравлическом расчете, так что можете у себя пометить.

На основании опытов Рейнольдса и многочисленных исследований других ученых для круглых труб критическое число Рейнольдса лежит в пределах Re1 = 1000—2300. Для практических инженерных расчетов было принято значение Re1 = 2300. Ламинарный режим устанавливается, когда Re < 2300,

т.е. (Vd/ν)<2300 , и числу Re = 2300 соответствует критическая скорость Vкр1. Ламинарный режим на практике наблюдается при движении по трубам вязких жидкостей: минеральных масел, глицериновых смесей, мазута.

Как было установлено опытами, вполне развитое турбулентное движение имеет место при Re > 4000. Это значение можно принять за Re2, при котором средняя скорость будет соответствовать верхней критической скорости Vкр2, (Re = 4000). При 4000 > Re > 2300 будет неустойчивый (неупорядоченный) режим движения, т.е. переходная неустойчивая критическая область течения жидкости.

Число Рейнольдса, являясь безразмерной величиной, одинаково для всех жидкостей и газов, а также диаметров трубопроводов. Однако для разных жидкостей и газов будут иметь место соответствующие критические скорости.

А теперь по простому объясню число Рейнольдса это некое число которое нам пригодится для гидравлического расчета. Число находится следующим образом: Скорость потока умножаем на диаметр потока и делим на кинематическую вязкость. Это самое основное что нужно делать на практике. Также в данной статье описана формула для круглых труб. Прошу обратить на это внимание, если у вас будет жидкость проходить по каким либо квадратным или треугольным каналам, то формула будет другая. Я не стал приводить другие формулы так как на практике чаще всего круглые трубы. Может в будущем сделаю статью про это.

Следующая статья: Гидравлический расчет на потерю напора

В разделе ремонт отопления, можете подробно ознакомиться с нашими услугами. Что мы делаем:

Читайте также: