Строительные лаги  Справочник 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157

схеме отопления. Тогда в толще воды в каждой точке системы отопления можно определить избыточное гидростатическое давление в зависимости от высоты столба воды, расположенного над рассматриваемой точкой (в связи с изменением положения точки).

В вертикальной системе отопления (ее замкнутый контур изображается двойными линиями на рис. IV.11) с ненагреваемой водой при бездействии насоса, т. е. с водой равномерной плотности, находящейся в покое, избыточное гидростатическое давление в теплопроводах одинаково на любом рассматриваемом уровне (например, на уровне /-/ оно равно pghi, где hi - высота столба воды или глубина погружения под уровень

Рис. IV.II. Эпюра гидростатического давления в системе отопления с ненагреваемой водой, находящейся в покое

/ •- расширительный бак; 2 - циркуляционный насос (бездействует)

воды в расширительном баке /). Наименьшее гидростатическое давление pghx действует в верхней магистрали, наибольшее p/i2 - в нижней, причем бездействующий насос 2 испытывает, как уже отмечалось, равное давление со стороны как всасывающего, так и нагнетательного патрубка.

Ряс. IV.12. Эпюра гидростатического давления в системе отопления с нагреваемой водой вгри бездействии насоса

j - расширительный бак; 2 - цир-куляцноввый шасос

Величину избыточного гидростатического давления в трубах системы отопления нанесем на рис. IV.U штрихпунктирнымн линиями в прямой зависимости от высоты столба воды h и для ясности изображения отложим давление в верхней магистрали над нею, в нижней - под нею, а в вертикальных трубах - слева и справа от них. Показанные на рисунке штрихпунктнрные линии называются пьезометрическими, а их совокупность- эпюрой гидростатического давления, в данном случае в статическом режиме.

В системе отопления при циркуляции с постоянной скоростью движения воды - вязкой жидкости - энергия давления изменяется по длине теплопроводов. Вязкость и деформации потока обусловливают со-отнвленае движению воды. Они вызывают оотерю части энергии дав-

ления, имеющейся в движущемся потоке, переходящей в результате трения (линейная потеря) и вихреобразования (местная потеря) в тепло.

Следовательно, в горизонтальной трубе гидростатическое давление уменьшается в направлении движения воды.

В вертикальной трубе при движении воды снизу вверх гидростатическое давление значительно убывает не только из-за линейной и местной потери давления, но и вследствие уменьшения высоты столба воды. В вертикальной трубе при движении воды сверху вниз гидростатическое давление возрастает по мере увеличения высоты столба воды, несмотря на попутную потерю давления. Гидростатическое давление в трубе с восходящим потоком изменяется интенсивнее, чем в трубе с нисходящим потоком.

Рассмотрим изменение гидростатического давления в системе отопления с нагреваемой водой при бездействии насоса - фактически в гравитационной системе отопления. Представим, что вода в системе отопления, нагреваемая в одной точке (ц. н. - центр нагревания на рис. IV. 12), охлаждается в другой (ц. о. - центр охлаждения). При ьтом плотность воды в левом стояке составит рг, в правом - ро. В системе отопления при неравномерном распределении плотности воды должно возникнуть свободное движение - естественная циркуляция воды.

Для определения гидростатического давления предположим, что вода в системе на какое-то мгновение неподвижна. Тогда максимальное • гидростатическое давление в нижней точке правого стояка с охлажденной водой будет (см. рис. IV.12):

g{9vhx + 9oh)> (IV. 17а)

а максимальное гидростатическое давление в левом стояке с нагретой водой

gi9rh + 9rh)* (IV. 176)

Так как ро!>рг, то гидростатическое давление в правом стояке при отсутствии циркуляции воды будет больше, чем в левом. Штрихпунктир-ные линии на рис. IV. 12 изображают эпюру давления в статическом режиме. Разность полученных гидростатических давлений, вызывающая циркуляцию воды по часовой стрелке, является естественным циркуляционным (гравитационным) давлением:

Аре = Pog2 -РгАа, (IV 18)

где -вертикальное расстояние между центрами охлаждения и нагревания воды или высота двух столбов воды - охлажденной и нагретой.

Из уравнения (IV.18) можно сделать выводы:

а) естественное циркуляционное давление возникает из-за различия гидростатического давления двух столбов охлажденной и нагретой воды равной высоты (Аре на рис. IV.12);

б) естественное циркуляционное давление не зависит от высоты расположения расширительного бака (i на рис. IV. 12).

В общем виде естественное циркуляционное (гравитационное) давление в системе водяного отопления равняется:

Дре = Др.§й (IV ЛЭ)

и его величина зависит от разности плотности воды и вертикального расстояния между центрами охлаждения и нагревания воды.

Под влиянием естественного циркуляционного давления в замкнутом контуре системы отопления устанавливается определенная циркуляция воды, при которой давление Аре, вызывающее- циркуляцию, равняется сопротивлению движению воды в системе Арс:

Аре = Арс. (IV. 20)

Гидростатическое давление в точке присоединения трубы расширительного бака к верхней магистрали системы отопления, равное pr-gh\, при рассмотренных ранее условиях измениться не может. Эта точка называется точкой постоянного давления или «нейтральной» точкой системы.

Во всех остальных точках теплопроводов системы гидростатическое давление при циркуляции воды должно измениться из-за потери давления. Условно принимая линейную и местную потерю давления в теплопроводах равномерной, нанесем на рис. IV.12 вторую эпюру гидростатического давления уже в динамическом режиме - при естественной циркуляции воды в системе отопления (сплошные линии), начав построение с точки постоянного давления О.

Как видно, гидростатическое давление во всех остальных точках системы при циркуляции воды изменяется следующим образом: перед течкой О (считая по направлению движения воды) оно увеличивается, а после точки О - уменьшается по сравнению с гидростатическим давлением, предполагавшимся при отсутствии циркуляции. В частности, гидростатическое давление в левом подъемном стояке (с восходящим потоком воды) возрастает, а в правом опускном стояке (с нисходящим потоком) убывает.

Можно констатировать, что при циркуляции воды в замкнутом контуре гравитационной системы отопления гидростатическое давление изменяется во всех точках, за исключением одной точки присоединения к контуру трубы расширительного бака.

Перейдем к рассмотрению динамики давления в системе отопления с нагреваемой водой при действии циркуляционного насоса - в местной насосной системе отопления.

Насос, действующий в замкнутом контуре системы отопления, усиливает циркуляцию, нагнетая воду в теплопровод с одной стороны и засасывая с другой. Уровень воды в расширительном баке при пуске циркуляционного насоса не изменится, так как равномерно работающий лопастной насос обеспечивает лишь определенную кратность циркуляции в системе неизменного количества воды, практически несжимаемой. Поскольку при этих условиях - равномерности действия насоса и постоянства объема воды в системе - уровень воды в расширительном баке сохраняется неизменным, безразлично, работает ли насос или нет, то гидростатическое давление в точке присоединения бака к трубам системы будет постоянным. Точка эта по-прежнему остается «нейтральной», т. е. на гидростатическое давление в ней не влияет давление, создаваемое насосом (давление насоса в этой точке равно нулю).

Следовательно, точка постоянного давления будет местом, в котором давление, развиваемое насосом, меняет свой знак: до этой точки насос, создавая компрессию, воду нагнетает, после нее он, вызывая разрежение, воду всасывает. Все теплопроводы системы от насоса до точки постоянного давления (считая по направлению движения воды) будут

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157