Задача №2

Для системы оборотного водоснабжения (рис.3) рассчитать и подобрать вентиляторные градирни, трубопроводы и циркуляционные насосы при следу-

ющих условиях: тепловая нагрузка Q, охлаждение воды в градирне , место расположения, падение давления воды у потребителя , сумма длин прямых участков всасывающего трубопровода , сумма длин прямых участков нагнетательного трубопровода , сумма коэффициентов местных сопротивлений всасывающего трубопровода , сумма коэффициентов местных сопротивлений нагнетательного трубопровода . Параметры выбрать по табл. 1.

Рис.3

ющих условиях: тепловая нагрузка Q, охлаждение воды в градирне , место расположения, падение давления воды у потребителя , сумма длин прямых участков всасывающего трубопровода , сумма длин прямых участков нагнетательного трубопровода , сумма коэффициентов местных сопротивлений всасывающего трубопровода , сумма коэффициентов местных сопротивлений нагнетательного трубопровода . Параметры выбрать по табл. 1.

Таблица 1

Вычертить схему системы оборотного водоснабжения, указать тип и основные характеристики выбранного оборудования, привести выкопировску из H, d – диаграммы с изображением изменения состояния воздуха в вентиляторной градирне.

Указания. Для подбора градирен необходимо вначале определить расчетные параметры атмосферного воздуха. В соответствии со СНИП 2.01.01 – 82 рассчитывается средняя температура воздуха для наиболее жарких суток в данной местности

,

где - среднемесячная температура в самый жаркий месяц; - средняя максимальная температура в самый жаркий месяц.

Значения , , а также относительной влажности воздуха в 13 часов самого жаркого месяца берутся из приложения 1. Относительная влажность воздуха наиболее жаркого месяца находится с помощью H, d – диаграммы влажного воздуха , определенному по температуре и относительной влажности (точка А). По H, d – диаграмме также определяется температура мокрого термометра . Точка 1 соответствует состоянию воздуха на входе в градирню.

Рис. 4

Далее следует задаться коэффициентом эффективности градирни и удельной гидравлической нагрузкой , отнесенной к площади фронтального сечения градирни . Для вентиляторных градирен обычно: =0,75…0,85 и =0,25…3,0 кг/(м²·с).

В результате рассчитываются:

температура охлажденной воды

,

температура воды на входе в градирню

,

Удельная тепловая нагрузка на единицу площади фронтального сечения градирни

,

где - удельная теплоемкость воды, и необходимая суммарная площадь фронтального сечения градирен

.

По полученному значению и приложению 2 выбирается количество секций градирни конструкции Союзводоканалпроект с нижним или верхним расположением вентилятора, площадь фронтального сечения градирни и рассчитывается число градирен

.

Затем определяется полный массовый расход воды

и массовый расход воды через одну градирню

.

Целесообразно проверить удельную гидравлическую нагрузку выбранной градирни по формуле

и сравнить ее с рекомендуемыми значениями.

С помощью H, d – диаграммы (см. рис. 4) находится и - энтальпия и влагосодержание воздуха на входе в градирню; и - энтальпии насыщенного воздуха при температуре воды на выходе и входе .

Из уравнения теплового баланса градирни определяется энтальпия воздуха на выходе из нее

,

где - объемный расход воздуха через градирню (см. приложение 2); - плотность сухого воздуха.

Для определения положения точки 2 (см. рис. 4) рассчитывается конечное влагосодержание воздуха

,

где - угловой коэффициент, характеризующий направление процесса в H, d – диаграмме; для летнего режима = 2500 кДж/кг.

Для построенной точки 2 определяются значения и . Изменение состояния воздуха в вентиляторной градирне условно изображается отрезком 1-2.

Подбор магистральных трубопроводов оборотной воды производится по заданным значениям скорости и суммарному объему расходу воды , который рассчитывается по формуле

,

где - плотность воды.

Принимаются следующие значения скоростей воды: во всасывающем трубопроводе = 1,0…1,5 м/с, в нагнетательном = 1,5…2,5 м/с. Диаметры труб выбираются в соответствии с данными, приведенными в приложении 3. По выбранным диаметрам труб уточняется скорость воды

,

где - внутренний диаметр трубы.

Падение давления в трубопроводах

,

где - коэффициент сопротивления трения.

Для турбулентного режима течения

,

где - число Рейнолдса, - абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода.

Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации (с незначительной или умеренной коррозией) = 0,2...0,4 мм.

Падение давления во всасывающем трубопроводе не должно превышать допустимый кавитационный запас = 40…45 кПа.

Полное давление, развиваемое насосом, в контуре оборотной воды

,

где - падение давления во всасывающем трубопроводе от резервуара градирни до насоса; - то же в нагнетательном трубопроводе от насоса до градирни; - геометрическая высота подъема воды, равная высоте градирни от уровня земли (см. приложение 2); - падение давления в форсунках водораспределителя градирни, равное 25…30 кПа.

По значениям общего объемного расхода воды и полного давления подбираются центробежные насосы консольного типа (приложение 4). Устанавливается не менее трех насосов, один из которых является резервным. Для проверки возможности использования комплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя

,

где - число рабочих насосов; - КПД насоса (см. приложение 4); - КПД электродвигателя, равный 0,8…0,9.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

(к задачам практических занятий и контрольной работе)