×

Вы используете устаревший браузер Internet Explorer. Некоторые функции сайта им не поддерживаются.

Рекомендуем установить один из следующих браузеров: Firefox, Opera или Chrome.

Контактная информация

+7-863-218-40-00 доб.200-80
ivdon3@bk.ru

К вопросу выбора гидроэлеватора смешения

Аннотация

Кравченко Г.М.

Присоединение систем отопления к тепловым сетям по зависимой схеме при малом располагаемом напоре всегда вызывает определенные сложности в подборе гидроэлеватора смешения. В статье рассматривается применение известной методики расчета с определенными коррективами для решения конкретной задачи теплоснабжения жилого дома. Полученные расчетным путем данные могут быть сопоставлены с ориентировочными значениями из указанного литературного источника. Используемая методика применима при минимальных располагаемых напорах (98÷118 кПа) перед элеватором смешения.

Ключевые слова: Гидроэлеватор, перепад давлений, система отопления, располагаемый напор, закон сохранения энергии.

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

При проведении реконструкции системы теплоснабжения жилого дома по пр. Стачки (г. Ростов-на-Дону) выяснилось, что присоединение системы отопления по зависимой схеме носит проблематичный характер, т.к. располагаемый напор весьма незначительный, поэтому подбор гидроэлеватора целесообразно вести по методике [1], определяющей выбор элеватора с оптимальными параметрами. При этом расчет необходимо построить на основании уравнения импульсов для камеры смешения элеватора, схема которого приведена на рис. 1,

Рис. 1. Схема элеватора (а), график давлений (б) и график скоростей (в)

1 – всасывающий коллектор; 2 – сопло; 3 – камера смешения; 4 – диффузор; 5 – горловина камеры смешения; 6 – приемная камера; G1, G2, G3 – массовые расходы: высокотемпературной воды из подающей линии, подмешиваемой воды из обратной линии, смешанной воды из подающей линии, подмешиваемой воды из обратной линии, смешанной воды в системе отопления; рпэ, роэ, рсэ – давления: в подающем и обратном трубопроводах перед элеватором, в системе отопления после элеватора; w1, w2, w3, w4скорости: при истечении из сопла, при входе в камеру смешения, при входе в диффузор и выходе из него; Δрр, Δрвс, Δрк, Δрд, Δрсм – перепады давления: располагаемый перед элеватором, во всасывающем коллекторе, в камере смешения, в диффузоре, создаваемый элеватором; F1, F2, F3, F4 – сечения: на выходе из сопла, при входе в камеру смешения для подсасываемого потока (кольцевой зазор), горловины камеры смешения, на выходе из диффузора; lк, lд – длины: камеры смешения и диффузора.

Для реальных конструкций обычно принимается , т.е. форма камеры смешения близка к цилиндрической.

                      (1)

где: W1;W2; W3 – скорости: при выходе из сопла, при входе в камеру смешения и выходе из нее; G1; G2; G3 – массовые расходы: воды из теплосети, подмешиваемой обратной воды и воды, циркулирующей в системе отопления; F3 – поперечное сечение горловины камеры смешения; ΔPсм, ΔPвс,  ΔPд – перепады давления: создаваемый элеватором, во всасывающем коллекторе и в диффузоре; ΔPтр – потери на трение в камере смешения.

Коэффициенты ψ12 и ψ13 учитывают неравномерность полей скоростей во всасывающем коллекторе при входе в камеру смещения и в ее горловине.

Используя уравнения сплошности движения массовые расходы могут быть выражены

                      (2)

На основе закона сохранения энергии можно увязать перепад давления с динамическим давлением

                                                                                       (3)

где Мс; Мвс – коэффициенты расхода сопла и всасывающего коллектора;

– степень расширения диффузора; φд, φтр – коэффициенты сопротивления диффузора и трения.

С учетом уравнений сплошности движения и уравнений закона сохранения энергии формула (1) приобретает вид

                                           (4)

Решая уравнение относительно ΔРсм, получим

                                           (5)

где

Коэффициент k учитывает потери энергии на трение в камере смешения, потери энергии в диффузоре и неравномерность скоростного поля.

В безразмерном виде уравнение (5) приобретает вид

                                                             (6)

где   - массовый коэффициент эжекции (смешения); k2 – коэффициент, учитывающий потери энергии во всасывающем коллекторе и влияние формы камеры смешения на эти потери

                                                                             (7)

Исходя из данных формул, при минимальном располагаемом напоре в тепловой сети гидроэлеватор выбирается по оптимальным значениям и

                                                                               (8)

Произведя соответствующие преобразования, получим

                                                                                                (9)

                                                        (10)

Так как при расчете по формуле (10) значение коэффициента U заранее не известно, то им предварительно задаются, а затем уточняют по найденным значениям d3. Примерное соотношение этих величин может быть взято из [2]. Рассмотренная методика расчета применима при минимальных располагаемых напорах (98 ÷ 118 кПа) перед элеватором смешения.

Литература

  1. А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов. Теплоснабжение: Учебник для вузов. – М.: Строиздат, 1982. – 336 с.

  2. Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. Струйные аппараты. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 352 с.