W33. Расчеты кольцевых тепловых сетей

Автор – В. В. Савенко.  Дата публикации – 07.05.2020.

При проектировании и эксплуатации тепловых сетей требуются расчеты по распределению потоков теплоносителя по разным направлениям и участкам. Для разветвленных сетей методика описана в литературе, рассмотрена в статье [W32] и детально изложена в статье [S13], которая будет полезной для практических расчетов. Для кольцевых сетей решение задачи изложено, например, в [1, 2, 4], а также в статье [S14] с развернутыми пояснениями.

В упрощенном варианте в литературе рассматривают однокольцевой участок сети, для которого расходы вне кольца известны. Применяемые при этом уравнения в большинстве источников называют законами или уравнениями Кирхгофа, которые названный автор не открывал и не выводил. Да и не нужно в данном случае ничего открывать, достаточно применить простые зависимости гидравлики.

Если расходы теплоносителя снаружи кольца неизвестны, в [1, 4] предлагают другую методику, но ее дают без обоснования, алгоритм решения не позволяет получить конечный результат, остается неясным как применить эту методику для двухкольцевых соединений.

Для расчетов многокольцевых сетей разработаны разнообразные методы, изложенные, например, в [6 – 11]. Можно отметить, что этим методам значительное внимание уделено в литературе по водопроводным сетям, а в литературе по теплоснабжению их почти не рассматривают.

Из известных методов наиболее эффективными считают увязочные методы (поконтурной увязки, поузловой увязки) и их модификации. Требуемый результат получают в процессе решения системы алгебраических уравнений методом последовательных приближений. Недостатки методов связаны, в основном, с медленной сходимостью итерационного процесса, которая в некоторых случаях совсем не обеспечивается даже при относительно несложных схемах. Очевидна потребность в разработке более совершенных методов, применимых для тепловых сетей.

В данной статье приведено два новых метода расчетов кольцевых сетей с применением свойств разделенных потоков. Суть методов разъяснена на примере простой однокольцевой сети по рисунку.схема однокольцевой тепловой сети

В первом методе поток вне кольца в точке водораздела представляют состоящим из двух разделенных потоков, для каждого из них определяется гидравлическое сопротивление. Это позволяет схему с кольцевым соединением заменить эквивалентной разветвленной схемой. В последней определяются гидравлические сопротивления соединений трубопроводов и распределение потоков по участкам. В результате получают систему уравнений, решение которой дает неизвестные расходы в относительных единицах.

В процессе расчетов определяется также величина, которая является гидравлическим сопротивлением части сети вместе с кольцевым соединением. Получение этой величины позволяет найти гидравлическое сопротивление всей системы и далее рассчитать распределение потоков как для обычной разветвленной сети.

Для многокольцевых сетей применение этого метода должно приводить к лучшей сходимости расчетного процесса по сравнению с известными увязочными методами. Подтверждение этого должно быть получено в результате накопления опыта практических расчетов.

Второй метод предлагается использовать для существующих сетей. В этом случае исходные данные целесообразно получать опытным путем. Свойства разделенных потоков позволяют получить такие данные без специальных испытаний и на их основе рассчитать по двум простым формулам расходы у всех потребителей при произвольном режиме работы сети.

Оба метода рекомендованы для практического применения.

…………………………………….Полный текст

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *