ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ЖИТЛОВО-КОМУНАЛЬНОГО ГОСПОДАРСТВА
Донецький інститут міського господарства
Кафедра фінансового обліку та аудиту
Контрольна робота
з дисципліни «Комунальна енергетика, водопостачання та водовідведення»
Варіант 8
Виконала студентка групи ______________
__________________________
Керівник ____________________________
Донецьк 2007р.
Донецький інститут міського господарства
Кафедра фінансового обліку та аудиту
Контрольна робота
з дисципліни «Комунальна енергетика, водопостачання та водовідведення»
Варіант 8
Виконала студентка групи ______________
__________________________
Керівник ____________________________
Донецьк 2007р.
1. Вихідні дані
У роботі необхідно виконати техніко-економічне обгрунтування одного з двох порівняльних варіантів. Порівняння можна проводити для однієї і тієї ж теплової потужності на гаряче водопостачання, що залежить від кількості мешканців, але можуть приєднуватися за різними схемами до теплової мережі, наприклад:
1) Паралельну з паралельною, але в одному варіанті швидкість води всередині трубок прийняти 0,7 м / с, а в другому 1,5 м / с
2) Паралельну з двоступеневою змішаної, але швидкість всередині трубок прийняти однаковою 1м / с, для однієї і тієї ж теплової потужності.
3) Паралельну з двоступеневою послідовною, при тих же умовах, що і в п. 2.
При визначенні теплової потужності на опалення будівель, питома обсяг будинку, що припадає на одну людину дорівнює 50 ... 60 куб.м / чол
Тоді сумарний обсяг будинків по кожному варіанту можна визначити Vн = (50 ... 60) хm, куб.м
2. Визначення розрахункового теплового потоку на потреби гарячого водопостачання.
Кч - коефіцієнт годинної нерівномірності, приймається 2 ... 2,4
Среднечасовой витрата теплоти визначається
Кс - коефіцієнт добової нерівномірності, дорівнює 1,2 ... 1,3
m-число споживачів гарячої води
а-норма витрати гарячої води на 1 людину на добу, приймається а = 80 ... 100 (л / чол) на добу
b-норма витрати з урахуванням громадських будівель, приймається 5 ... 20л/чел на добу
tr - температура гарячої води, tr = 55 ˚ C
tx3-температура холодної води, в зимовий час tx3 = +5 ˚ C
Тоді, розрахунковий тепловий потік на потреби водопостачання
3. Вибір схеми приєднання водоподогревательной системи гарячого водопостачання
Приєднання водоподогревательной системи гарячого водопостачання повинно визначатися
А) при
Б) при
Максимальний часовий витрата теплоти на опалення визначається
qо - питома опалювальна характеристика
Vн - об'єм будівлі по зовнішньому обміру
tвн - усереднена розрахункова температура внутрішнього повітря в будівлі
tн.о. - Розрахункова для опалення температура зовнішнього повітря
η - поправочний коефіцієнт на теплову характеристику, що залежить від розрахункової для опалення температури зовнішнього повітря.
n-кількість будівель, приєднаних до даного тепловому пункту.
4. Тепловий розрахунок опалювальної установки
Приймемо варіанти порівняння схем приєднання водопідігрівачів до теплової мережі: паралельну з паралельною, але в одному варіанті швидкість води всередині трубок прийняти 0,7 м / с, а в другому 1,5 м / с.
1) Витрата мережної води, що проходить через міжтрубний простір підігрівача
С - теплоємність води, 4,19 кДж / (кг * град)
2) Витрата водопровідної води, при максимальному навантаженні гарячого водопостачання
Підбір типу водопідігрівача проводиться з таким розрахунком, щоб швидкість води всередині трубок була в межах wmp = 0,8-1,5 м / с і загальні втрати тиску ΔРmp = 40 - 60 кПа. Візьмемо як водопідігрівачів:
У першому варіанті ОСТ 34-588-68 з довжиною підігрівача 2300, відношення зовнішнього та внутрішнього діаметра 76/69, живий перетин трубок 0,00108 кв.м, міжтрубний простір 0,00233 кв.м., поверхня нагріву однієї секції 0,65 кв.м, к-ть трубок 7.
У другому варіанті довжина підігрівача 2340, відношення зовнішнього та внутрішнього діаметра 89/82, живий перетин трубок 0,00185 кв.м, міжтрубний простір 0,00287 кв.м., поверхня нагріву однієї секції 1,11 кв.м., кількість трубок 12 .
3) Швидкість води всередині трубок
Згідно з умовою, ми взяли два порівняльних варіанти: для першого швидкість води всередині трубок 0,7 м / с, у другому 1,5 м / с.
4) Швидкість мережної води в міжтрубному просторі
5) Середня температура мережної води
6) Середня температура підводного води
7) Коефіцієнт теплопередачі від мережевої води до зовнішньої поверхні трубок
dе - еквівалентний діаметр міжтрубного простору.
8) Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні трубок до водопровідної води
dmp - внутрішній діаметр трубок = 0,014 м
9) Коефіцієнт теплопередачі від мережевої до водопровідної води
m = 0,8-0,85 - коефіцієнт, що враховує забруднення трубок
δmp = 0,001 - товщина стінки трубок
λmp-коефіцієнт теплопровідності латуні, приймається 104,7
10) Середній температурний напір у подогревателе
Δtδ, Δtм - більший і менший перепади температур в подогревателе
При противотоке
11) Необхідна поверхню нагріву підігрівача
12) Кількість стандартних секцій підігрівача
5. Гідравлічний розрахунок підігрівача
Для секційних підігрівачів з внутрішнім діаметром трубок 0,014 м втрати тиску складуть
n-коефіцієнт, що враховує заростання трубок, можна прийняти рівним 4.
m - коефіцієнт гідравлічного опору однієї секції підігрівача, приймається 0,75.
Втрати тиску в міжтрубному просторі
А) Для I ступеня
Б) Для II ступеня
l - довжина секції підігрівача
λ - коефіцієнт гідравлічного тертя, прийняти 0,04
Σξ - сумарний коефіцієнт місцевих втрат, можна прийняти 13,5
6. Баланс гідравлічних втрат
Сумарні втрати тиску в системі гарячого водопостачання при харчуванні з міського водопроводу повинні підкорятися нерівності
Якщо сумарні втрати тиску перевищать располагаемое тиск ΔРр у водопроводі, то необхідна установка насосів.
7. Підбір підвищувальних і циркулярного насоса
Необхідний тиск (напір) підвищувальних насоса визначається різницею між сумарними втратами тиску в системі гарячого водопостачання і розташовуваним тиском міського водопроводу.
З цього тиску і розрахунковій витраті води підбирається насос.
Тиск, який повинен розвивати циркулярний насос, визначається
ΔР1 і ΔР2 - втрата тиску в подавальному і циркулярному трубопроводах.
ΔРтр.ц - втрата тиску в подогревателе при циркулярному витраті.
До установці приймають два насоси: робочий і резервний.
8. Техніко-економічна частина
Таблиця 1. Порівняльні дані за двома варіантами приєднання водопідігрівача
Для визначення капіталовкладень можна прийняти питому вартість теплообмінника С = 90 ... 130 грн / кв.м
Тоді капіталовкладення
К1 = С * F1 = 100 * 5035 = 503500 грн
К2 = С * F2 = 100 * 7281 = 728100 грн
Приймаються перший варіант, тому що розрахункова поверхня менше на 2246 кв.м. і капіталовкладень менше на 224616 грн.
У роботі необхідно виконати техніко-економічне обгрунтування одного з двох порівняльних варіантів. Порівняння можна проводити для однієї і тієї ж теплової потужності на гаряче водопостачання, що залежить від кількості мешканців, але можуть приєднуватися за різними схемами до теплової мережі, наприклад:
1) Паралельну з паралельною, але в одному варіанті швидкість води всередині трубок прийняти 0,7 м / с, а в другому 1,5 м / с
2) Паралельну з двоступеневою змішаної, але швидкість всередині трубок прийняти однаковою 1м / с, для однієї і тієї ж теплової потужності.
3) Паралельну з двоступеневою послідовною, при тих же умовах, що і в п. 2.
При визначенні теплової потужності на опалення будівель, питома обсяг будинку, що припадає на одну людину дорівнює 50 ... 60 куб.м / чол
Тоді сумарний обсяг будинків по кожному варіанту можна визначити Vн = (50 ... 60) хm, куб.м
| Параметр | t, ˚ C | m, чол | Kr = f (U) | а, л / чел.суткі |
| 185 | 550 | - | 90 |
Кч - коефіцієнт годинної нерівномірності, приймається 2 ... 2,4
Среднечасовой витрата теплоти визначається
Кс - коефіцієнт добової нерівномірності, дорівнює 1,2 ... 1,3
m-число споживачів гарячої води
а-норма витрати гарячої води на 1 людину на добу, приймається а = 80 ... 100 (л / чол) на добу
b-норма витрати з урахуванням громадських будівель, приймається 5 ... 20л/чел на добу
tr - температура гарячої води, tr = 55 ˚ C
tx3-температура холодної води, в зимовий час tx3 = +5 ˚ C
Тоді, розрахунковий тепловий потік на потреби водопостачання
3. Вибір схеми приєднання водоподогревательной системи гарячого водопостачання
Приєднання водоподогревательной системи гарячого водопостачання повинно визначатися
А) при
Б) при
Максимальний часовий витрата теплоти на опалення визначається
qо - питома опалювальна характеристика
Vн - об'єм будівлі по зовнішньому обміру
tвн - усереднена розрахункова температура внутрішнього повітря в будівлі
tн.о. - Розрахункова для опалення температура зовнішнього повітря
η - поправочний коефіцієнт на теплову характеристику, що залежить від розрахункової для опалення температури зовнішнього повітря.
n-кількість будівель, приєднаних до даного тепловому пункту.
4. Тепловий розрахунок опалювальної установки
Приймемо варіанти порівняння схем приєднання водопідігрівачів до теплової мережі: паралельну з паралельною, але в одному варіанті швидкість води всередині трубок прийняти 0,7 м / с, а в другому 1,5 м / с.
1) Витрата мережної води, що проходить через міжтрубний простір підігрівача
С - теплоємність води, 4,19 кДж / (кг * град)
2) Витрата водопровідної води, при максимальному навантаженні гарячого водопостачання
Підбір типу водопідігрівача проводиться з таким розрахунком, щоб швидкість води всередині трубок була в межах wmp = 0,8-1,5 м / с і загальні втрати тиску ΔРmp = 40 - 60 кПа. Візьмемо як водопідігрівачів:
У першому варіанті ОСТ 34-588-68 з довжиною підігрівача 2300, відношення зовнішнього та внутрішнього діаметра 76/69, живий перетин трубок 0,00108 кв.м, міжтрубний простір 0,00233 кв.м., поверхня нагріву однієї секції 0,65 кв.м, к-ть трубок 7.
У другому варіанті довжина підігрівача 2340, відношення зовнішнього та внутрішнього діаметра 89/82, живий перетин трубок 0,00185 кв.м, міжтрубний простір 0,00287 кв.м., поверхня нагріву однієї секції 1,11 кв.м., кількість трубок 12 .
3) Швидкість води всередині трубок
Згідно з умовою, ми взяли два порівняльних варіанти: для першого швидкість води всередині трубок 0,7 м / с, у другому 1,5 м / с.
4) Швидкість мережної води в міжтрубному просторі
5) Середня температура мережної води
6) Середня температура підводного води
7) Коефіцієнт теплопередачі від мережевої води до зовнішньої поверхні трубок
dе - еквівалентний діаметр міжтрубного простору.
8) Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні трубок до водопровідної води
dmp - внутрішній діаметр трубок = 0,014 м
9) Коефіцієнт теплопередачі від мережевої до водопровідної води
m = 0,8-0,85 - коефіцієнт, що враховує забруднення трубок
δmp = 0,001 - товщина стінки трубок
λmp-коефіцієнт теплопровідності латуні, приймається 104,7
10) Середній температурний напір у подогревателе
Δtδ, Δtм - більший і менший перепади температур в подогревателе
При противотоке
11) Необхідна поверхню нагріву підігрівача
12) Кількість стандартних секцій підігрівача
5. Гідравлічний розрахунок підігрівача
Для секційних підігрівачів з внутрішнім діаметром трубок 0,014 м втрати тиску складуть
n-коефіцієнт, що враховує заростання трубок, можна прийняти рівним 4.
m - коефіцієнт гідравлічного опору однієї секції підігрівача, приймається 0,75.
Втрати тиску в міжтрубному просторі
А) Для I ступеня
Б) Для II ступеня
l - довжина секції підігрівача
λ - коефіцієнт гідравлічного тертя, прийняти 0,04
Σξ - сумарний коефіцієнт місцевих втрат, можна прийняти 13,5
6. Баланс гідравлічних втрат
Сумарні втрати тиску в системі гарячого водопостачання при харчуванні з міського водопроводу повинні підкорятися нерівності
Якщо сумарні втрати тиску перевищать располагаемое тиск ΔРр у водопроводі, то необхідна установка насосів.
7. Підбір підвищувальних і циркулярного насоса
Необхідний тиск (напір) підвищувальних насоса визначається різницею між сумарними втратами тиску в системі гарячого водопостачання і розташовуваним тиском міського водопроводу.
З цього тиску і розрахунковій витраті води підбирається насос.
Тиск, який повинен розвивати циркулярний насос, визначається
ΔР1 і ΔР2 - втрата тиску в подавальному і циркулярному трубопроводах.
ΔРтр.ц - втрата тиску в подогревателе при циркулярному витраті.
До установці приймають два насоси: робочий і резервний.
8. Техніко-економічна частина
Таблиця 1. Порівняльні дані за двома варіантами приєднання водопідігрівача
| № варіанту | ώтр, м / с | F, кв.м | ΔРтр, кПа | ΔРм.тр, кПа |
| Варіант 1 | 1,29 | 5035 | 20466 | 87376 |
| Варіант 2 | 0,75 | 7281 | 5906 | 25208 |
Тоді капіталовкладення
К1 = С * F1 = 100 * 5035 = 503500 грн
К2 = С * F2 = 100 * 7281 = 728100 грн
Приймаються перший варіант, тому що розрахункова поверхня менше на 2246 кв.м. і капіталовкладень менше на 224616 грн.