暖房システム内のクーラントの移動速度。 暖房システムの水力計算
熱供給ニュースマガジン2005年第1号、www.ntsn.ru
博士号 外径 サマリン、モスクワ州立土木工学大学准教授
熱供給システムのパイプラインにおける水の移動の最適速度（最大3 m / s）および許容比圧力損失R（最大80 Pa / m）に関する現在の提案は、主に技術的および経済的計算に基づいています。 彼らは、速度が上がると、パイプラインのセクションが減少し、断熱材の量が減少することを考慮に入れています。 ネットワークデバイスへの設備投資は削減されますが、同時に、水力抵抗の増加により揚水のための運用コストが増加し、逆もまた同様です。 次に、最適なレートは、システムの推定減価償却期間の削減コストの最小値に対応します。
ただし、条件の下で 市場経済運用コストE（ルーブル/年）と資本コストK（ルーブル）の割引を必ず考慮に入れてください。 この場合、借入金を使用する場合の合計割引費用（SDZ）の計算式は、次の形式になります。
で この場合-資本との割引係数 運用費用、推定減価償却期間T（年）および割引率рに基づいて計算されます。 後者は、インフレと投資リスクのレベル、つまり、最終的には経済の不安定さの程度と現在の関税の変化の性質を考慮に入れており、通常は専門家の評価方法によって決定されます。 最初の概算として、pの値は銀行ローンの年利に対応します。 実際には、それはロシア連邦中央銀行の借り換え率の金額で取ることができます。 2004年1月15日以降、年間14％に相当します。
さらに、割引を考慮した最小SDZが、文献で推奨されているのと同じレベルの水速度と特定の損失に対応することは事前にはわかっていません。 したがって、パイプライン、断熱材、電気の現在の価格帯を使用して、新しい計算を実行することをお勧めします。 この場合、パイプラインが二次抵抗モードの条件下で動作すると仮定し、文献に記載されている式を使用して比圧力損失を計算すると、最適な水流量に対して次の式が得られます。
ここで、K tiは、断熱材の存在によるパイプラインのコストの上昇係数です。 ミネラルウールマットなどの家庭用素材を使用する場合は、K ti=1.3を使用できます。 パラメータCDは、パイプライン1メートルの単位コスト（ルーブル/ m2）を内径D（m）で割ったものです。 価格表は通常、金属1トンあたりのルーブルC mで価格を示しているため、再計算は明らかな比率に従って行う必要があります。ここで、はパイプライン壁の厚さ（mm）、\ u003d 7.8 t /m3-密度パイプライン材料の。 C elの値は、電気の料金に対応します。 OAO Mosenergoによると、2004年上半期の共同消費者のC el=1.1723ルーブル/kWh。
式（２）は、条件ｄ（ＳＤＺ）／ ｄｖ ＝ ０から得られる。 運用コストの決定は、パイプラインの壁の等価粗さが0.5 mmであり、ネットワークポンプの効率が約0.8であるという事実を考慮して行われました。 水の密度pwは、暖房ネットワークの一般的な温度範囲で920 kg /m3に等しいと見なされました。 さらに、ネットワーク内の循環は一年中行われていると想定されていましたが、これは給湯のニーズに基づいて非常に正当化されています。
式（1）の分析は、 長期暖房ネットワークで一般的な減価償却費T（10年以上）では、割引係数の比率は、その限界最小値p/100にほぼ等しくなります。 この場合、式（2）は、次の条件に対応する経済的に実行可能な最低の水速度を示します。 年利建設のために借りたローンの場合、運用コストの削減による年間利益に等しくなります。 無限の回収期間があります。 終了時には、最適な速度が高くなります。 しかし、いずれにせよ、このレートは割引なしで計算されたレートを超えます。それ以降、、、およびで見やすいためです。 現代の条件 1/Tになるまで< р/100.
C Dの平均レベルと限界比で式（2）によって計算された、最適な水速度とそれに対応する適切な比圧力損失の値を図1に示します。 式（2）には事前にわからない値Dが含まれていることに注意してください。したがって、最初に平均速度値（1.5 m / sのオーダー）を設定し、から直径を決定することをお勧めします。与えられた水の流量G（kg / h）を計算し、実際の速度と最適な速度をから計算します。 (2) vfがvoptより大きいかどうかを確認します。 それ以外の場合は、直径を小さくして計算を繰り返します。 GとDの関係を直接求めることも可能です。平均レベルCDについては、図1に示します。 2.2。
したがって、現代の市場経済の条件に対して計算された暖房ネットワークの経済的に最適な水速度は、原則として、文献で推奨されている制限を超えることはありません。 ただし、この速度は、許容される特定の損失の条件が満たされた場合よりも直径に依存することが少なく、中小の直径の場合、300〜400 Pa/mまでのRのより高い値が適切であることがわかります。 したがって、設備投資をさらに削減することが望ましい（
この場合-断面積を減らして速度を上げるため）、したがって もっと割引率が高いほど。 したがって、実際には、多くの場合、デバイス中の1回限りのコストを削減したいという要望があります。 エンジニアリングシステム理論的な正当化を受け取ります。
文学
1. A.A. Ioninetal。熱供給。 高校の教科書。 -M .: Stroyizdat、1982年、336ページ。
2.V.G.ガガーリン。 さまざまな国で建物の外皮の熱保護を強化するためのコスト回収基準。 土 報告 conf。 NIISF、2001年、p。 43-63。
繰り返し言及されているように、暖房システムの主な欠点は 自然循環冷却剤は循環圧が低く（特にアパートシステムでは）、その結果、パイプの直径が大きくなります。 パイプの直径の選択を少し間違えるだけで十分であり、クーラントはすでに「クランプ」されており、油圧抵抗を克服することはできません。 大きな変更を加えることなくシステムを「開く」ことができます。循環ポンプをオンにして（図12）、膨張タンクを供給から戻りに移します。 エキスパンダーをリターンラインに移す必要は必ずしもないことに注意してください。 簡単な暖房システム、たとえばアパートの暖房システムを簡単に変更するだけで、タンクを立ったままにしておくことができます。 新しいシステムを正しく再構築または設置すると、タンクは戻りラインに移され、開いた状態から閉じた状態に交換されます。
米。 12.循環ポンプ
循環ポンプはどのくらいの電力で、どのように、どこに設置する必要がありますか？
循環ポンプ 家庭用システム暖房システムの電力消費量は低く、約60〜100ワットです。つまり、通常の電球のように、水を発生させることはありませんが、パイプの局所的な抵抗を克服するのに役立ちます。 これらのポンプは、船のプロペラ（プロペラ）と比較できます。プロペラは水を押して船を推進しますが、海の水は増減しません。つまり、全体的な水収支は同じままです。 パイプラインに取り付けられた循環ポンプは水を押し出しますが、どれだけ押し出しても、反対側には同じ量の水が流れます。つまり、ポンプが開いたエキスパンダーを通して冷却剤を押し出す恐れがあります。無駄：暖房システムは閉回路であり、その中の水の量は一定です。 循環に加えて 一元化されたシステム含まれる場合があります ブースターポンプ、圧力を上げて水を上げることができるので、実際にはポンプと呼ばれるべきであり、一般的に理解されている言語に翻訳された循環するものは、ポンプとはほとんど呼ばれません-だから...ファン。 どんなに普通でも 家庭用ファンアパートの周りの空気は、そよ風（空気循環）を作り出すことしかできませんが、密閉された部屋でも大気圧を変えることはできません。
循環ポンプを使用することにより、暖房システムの範囲が大幅に拡大され、パイプラインの直径が縮小され、冷却剤パラメーターが増加したボイラーにシステムを接続することが可能になります。 給湯システムのサイレント操作を確実にするために ポンプ循環、冷却剤の移動速度は、次の値を超えてはなりません。住宅の本館に敷設されたパイプラインで、公称パイプ直径がそれぞれ10、15、および20 mm以上、1.5。 1.2および1m/ s; 住宅の補助施設に敷設されたパイプライン内-1.5m/ s; 補助的な建物に敷設されたパイプラインで-2m/s。
システムのノイズのない状態と必要な量のクーラントの供給を確保するには、小さな計算を行う必要があります。 \ u200b \ u200加熱された施設の面積に基づいて、必要なボイラー電力（キロワット単位）を大まかに決定する方法はすでにわかっています。 ボイラー機器の多くのメーカーが推奨する、ボイラーを通過する水の最適な流量は、次の簡単な実験式を使用して計算されます。Q = P、ここでQは、ボイラーを通過する冷却剤の流量、l/minです。 P-ボイラー出力、kW。 たとえば、30 kWのボイラーの場合、水の流量は約30 l/minです。 循環リングの任意のセクションの冷却液の流れを決定するために、同じ式を使用します。このセクションに設置されたラジエーターの電力を知っています。たとえば、1つの部屋に設置されたラジエーターの水流を計算します。 ラジエーターの出力が6kWであると仮定します。これは、冷却液の流量が約6 l/minになることを意味します。
水の流れに応じて、パイプラインの直径を決定します（表1）。 これらの値は、実際に受け入れられているパイプの直径と、毎秒1.5メートル以下の速度でパイプを流れる冷却剤の流量との対応に対応しています。
表1
次に、循環ポンプの出力を決定します。 循環リングの長さ10メートルごとに、0.6メートルのポンプヘッドが必要です。 たとえば、 全長パイプリングは90メートル、ポンプヘッドは5.4メートルである必要があります。 私たちは店に行き（またはカタログから選択し）、私たちに合った圧力のポンプを購入します。 前の段落で推奨されているものよりも小さい直径のパイプを使用する場合は、パイプが細いほどパイプの水力抵抗が大きくなるため、ポンプの出力を上げる必要があります。 したがって、大口径のパイプを使用する場合、ポンプ出力を下げることができます。
暖房システム内の水の一定の循環を確保するために、少なくとも2つの循環ポンプを設置することをお勧めします。1つは作動しており、もう1つは（バイパス上に）予備です。 または、1つのポンプがシステムに取り付けられており、最初のポンプが故障した場合に迅速に交換する場合に備えて、もう1つのポンプは人里離れた場所にあります。
ここに示されている暖房システムの計算は非常に原始的であり、多くの要因や機能を考慮していないことに注意してください。 個別システム暖房。 あなたが暖房システムの複雑なアーキテクチャでコテージを建てているなら、あなたはする必要があります 正確な計算。 これは、暖房技術者のみが行うことができます。 なしで数百万ドルの構造を構築する エグゼクティブドキュメント-建物のすべての機能を考慮に入れたプロジェクトは非常に不合理です。
暖房システムの循環ポンプは水で満たされ、ヒートパイプに接続された入口（吸引）パイプと出口（排出）パイプの側面から、両側で等しい（水が加熱されていない場合）静水圧を経験します。 モダン 循環ポンプ、水潤滑ベアリングで作られており、供給パイプラインと戻りパイプラインの両方に配置できますが、ほとんどの場合、それらは戻りラインに配置されます。 当初、これは純粋に技術的な理由によるものでした。 冷水ベアリング、ローター、ポンプシャフトが通過するスタッフィングボックスの耐用年数が長くなりました。 そして今では、閉回路で人工的な水循環を作り出すという観点から、循環ポンプの位置は無関心であるため、それらは習慣からではなくリターンラインに配置されています。 通常は静水圧が低い供給パイプラインに配置する方が合理的です。 たとえば、ボイラーから10 mの高さでシステムに膨張タンクが設置されている場合、これは10 mの水柱の静圧を生成することを意味しますが、このステートメントは、上部の下部パイプラインにのみ当てはまります。 1つは、水柱がここで小さくなるため、圧力が低くなります。 ポンプをどこに置いても、垂直の主供給または戻りライザーに置いても、ポンプが小さいため、2つのポンプノズル間の圧力差は小さくなります。
ただし、すべてがそれほど単純ではありません。 加熱システムの閉回路で動作するポンプは、一方の側からヒートパイプに水を押し込み、もう一方の側から水を吸引することにより、循環を強化します。 均一に作動するポンプは一定量の水しか循環させないため、循環ポンプの始動時に膨張タンクの水位は変化しません。 これらの条件（ポンプの均一性とシステム内の水量の一定性）では、ポンプが稼働しているかどうかに関係なく、膨張タンクの水位は変化しないため、エキスパンダーはシステムパイプに接続され、一定になります。 この点は、ポンプによって生成される循環圧力が膨張タンクによって生成される静圧に影響を与えないため、ニュートラルと呼ばれます。 言い換えれば、この時点での循環ポンプの圧力はゼロです。
閉じた状態で 油圧系循環ポンプは、ポンプによって発生する圧力がその符号を変える基準点として膨張タンクを使用します。この点まで、ポンプは圧縮を生成し、水を汲み上げ、その後、希薄化を引き起こし、水を吸います。 ポンプから一定圧力のポイント（水の移動方向を数える）までのシステムのすべての熱パイプラインは、ポンプ排出ゾーンに属します。 この時点以降のすべてのヒートパイプ-吸引ゾーンへ。 言い換えれば、循環ポンプが接続ポイントの直後にパイプラインに挿入されている場合 膨張タンク、次に、タンクから水を吸引してシステムにポンプで送ります。ポンプがタンク接続ポイントの前に設置されている場合、ポンプはシステムから水をポンプで送り、タンクにポンプで送ります。
それで、それがシステムの周りを回る限り、ポンプがタンクから水を汲み出すか、それをタンクに汲み上げるかどうかは、私たちにどのような違いをもたらしますか。 また、大きな違いがあります。膨張タンクによって生成された静圧がシステムの動作を妨げます。 ポンプの排出エリアにあるパイプラインでは、静止時の水圧と比較した静水圧の増加を考慮に入れる必要があります。 逆に、ポンプの吸込ゾーンにあるパイプラインでは、圧力の低下を考慮する必要がありますが、静水圧が大気圧まで低下するだけでなく、真空が発生する可能性もあります。 つまり、システム内の圧力差の結果として、空気の吸引または放出、または冷却剤の沸騰の危険があります。
沸騰または空気吸引による水循環の中断を回避するために、水加熱システムを設計および水力学的計算する場合、次の規則を遵守する必要があります。加熱システムのパイプラインの任意のポイントの吸引ゾーンで、静水圧が必要です。ポンプが作動している間、過剰なままです。 このルールを実装するには、4つの方法があります（図13）。
米。 13.13。 概略図ポンプ循環とオープン膨張タンクを備えた暖房システム
1.上昇 膨張タンク十分な高さ（通常は少なくとも80cm）まで。 これは、自然循環を備えたシステムをポンプ循環に再構築する場合はかなり簡単な方法ですが、かなりの高さが必要です。 屋根裏スペース膨張タンクの注意深い絶縁。
2.排出ゾーンに上部ラインを含めるために、膨張タンクを最も危険な上部ポイントに移動します。 ここで説明する必要があります。 新規で 暖房システムああ、ポンプ循環の供給パイプラインは、ボイラーからではなくボイラーに向かって傾斜して作られているので、循環ポンプの原動力によって気泡が上流に泳ぐことができないため、気泡は水と一緒に移動します自然循環のあるシステムで。 したがって、システムの最高点は、メインライザーではなく、最も離れたライザーで取得されます。 自然循環を備えた古いシステムをポンプ場に再構築する場合、パイプラインの変更が必要になるため、この方法は非常に手間がかかります。新しいシステムを作成する場合は、他のより成功したオプションが可能であるため、正当化されません。
3.循環ポンプの吸込管の近くに膨張タンク管を接続します。 言い換えれば、私たちが再構築する場合 古いシステム自然循環の場合は、タンクを供給ラインから切り離し、循環ポンプの後ろの戻りラインに再接続するだけで、最も多くのタンクを作成できます。 良好な条件.
4.戻りラインのポンプの通常のレイアウトから逸脱し、膨張タンクの接続ポイントの直後に供給ラインにオンにします。 自然循環を備えたシステムを再構築する場合、これが最も簡単な方法です。他に何もやり直すことなく、ポンプを供給パイプに埋め込むだけです。 ただし、ポンプの選択は非常に慎重に行う必要があります。結局のところ、ポンプを配置します。 不利な条件高温。 ポンプは長期間確実に作動する必要があり、信頼できるメーカーだけがこれを保証できます。
配管および暖房器具の現代の市場では、膨張タンクを交換することができます オープンタイプ閉じます。 密閉されたタンクでは、システムの液体は空気と接触しません。冷却剤は蒸発せず、酸素が豊富ではありません。 これにより、熱と水の損失が減少し、加熱装置の内部腐食が減少します。 密閉されたタンクから液体がこぼれることはありません。
膨張タンク クローズドタイプ（「expansomat」）-球形または楕円形のカプセルで、内部が密封された膜によって空気と液体の2つの部分に分割されています。 窒素含有混合物は、特定の圧力の下で体の空気部分にポンプで送られます。 暖房システムを水で満たす前に、圧力 ガス混合物タンクの内側は、ダイヤフラムをタンクの水部分にしっかりと押し付けます。 水を加熱すると、作動圧力が発生し、冷却剤の量が増加します。膜はタンクのガス部分に向かって曲がります。 最大使用圧力および 最大倍率水の量、タンクの水部分が満たされ、ガス混合物が最大に圧縮されます。 圧力が上昇し続け、クーラントの量が増え続ける場合、 安全弁水を落とす（図14）。
米。 14.膨張タンク膜タイプ
タンクの容積は、その有効容積が冷却剤の熱膨張の容積以上になるように選択され、タンクのガス部分の予備空気圧は次のようになります。 静圧システム内のクーラントカラム。 ガス混合物の圧力のそのような選択は、加熱システムが満たされているがオンにされていないときに、膜を平衡（引き伸ばされていない）位置に保つことを可能にする。
密閉型タンクはシステム内のどこにでも設置できますが、膨張槽設置場所の液温をできるだけ低くするため、原則としてボイラーの隣に設置します。 そして、エキスパンダーの直後に循環ポンプを設置するのが最善であることはすでにわかっています。そこでは、循環ポンプ（および暖房システム全体）にとって最も好ましい条件が作成されます（図15）。
米。 15.ポンプ循環と密閉型膨張タンクを備えた暖房システムの概略図
しかし、このような暖房システムのスキームでは、空気の除去と空気の除去という2つの問題に直面しています。 高血圧ボイラーに。
開いた膨張タンクを備えたシステムで、向流（自然循環を備えたシステム）または途中（ポンプ循環を備えたシステム）でエキスパンダーを介して空気が除去された場合、これは閉じたタンクでは起こりません。 システムは完全に閉じており、空気が逃げる場所がありません。 取り外し用 エアロックパイプラインの上部には、自動通気口が設置されています-フロートと シャットオフバルブ。 圧力が上昇すると、バルブが開き、空気を大気中に放出します。 または、Mayevskyタップが各暖房ラジエーターに取り付けられています。 この部分は、暖房器具に取り付けられており、ラジエーターから直接エアプラグを解放することができます。 Mayevskyクレーンは、一部のラジエーターモデルのキットに含まれていますが、多くの場合、個別に提供されます。
米。 16.自動エアベント
通気孔の動作原理（図16）は、空気がない場合、デバイス内のフロートが出口バルブを閉じたままにすることです。 フロートチャンバーに空気が溜まると、通気孔内の水位が下がります。 フロートが下がり、排気バルブが開き、空気が大気中に放出されます。 空気が抜けると、ベント内の水位が上がり、フロートが上がり、排気バルブが閉まります。 このプロセスは、空気が再びフロートチャンバーに集まり、水位を下げてフロートを下げるまで続きます。 自動通気孔が製造されています 異なるデザイン、形状とサイズ、両方にインストールできます メインパイプライン、および直接（ L字型）ラジエーター。
マエフスキークレーンは、自動通気口とは異なり、一般に、空気出口チャネルとそれにねじ込まれた円錐ねじを備えた通常のプラグです。ねじを回すと、チャネルが解放され、空気が出ます。 ネジを回すとチャンネルが閉じます。 コーンスクリューの代わりに使用する通気孔もあります 金属球排気口をふさぐ。
それ以外の 自動通気孔とMayevskyタップ、空気分離器は、加熱システムに含めることができます。 この楽器は、ヘンリーの法則の適用に基づいています。 暖房システムに存在する空気は、部分的に溶解し、部分的にマイクロバブルの形をしています。 水が（空気とともに）システムを通過すると、その領域に流入します 異なる温度と圧力。 ヘンリーの法則に従って、一部の地域では空気が水から放出され、他の地域では水に溶解します。 ボイラーでは、クーラントが高温に加熱されるため、空気を含む水がボイラー内に放出されます。 最大数小さな泡の形の空気。 すぐに取り外さないと、システム内の温度が低い他の場所で溶解します。 ボイラーの直後にマイクロバブルが除去されると、セパレーターの出口で空気のない水が得られ、空気が吸収されます。 別の場所システム。 この効果は、ボイラーと空気分離器の組み合わせにより、システム内の空気を吸収し、大気に放出するために使用されます。 このプロセスは、システムから空気が完全に除去されるまで継続的に続行されます。
米。 17.エアセパレーター
エアセパレーター（図17）の動作は、マイクロバブルの融合の原理に基づいています。 実際には、これは小さな気泡が特殊なリングの表面に付着し、集まって大きな気泡を形成し、それが壊れてセパレーターの空気室に浮かぶ可能性があることを意味します。 流体がリングを流れると、さまざまな方向に発散します。リングの設計では、リングを通過するすべての流体がリングの表面に接触し、マイクロバブルが付着して合体します。
米。 18.ポンプ循環、閉鎖型の膨張タンク、空気分離器を備えた暖房システムの概略図
それでは、空気から少し離れて、循環ポンプに戻りましょう。 パイプラインが長く、その結果、油圧損失が大きい暖房システムでは、かなり強力な循環ポンプが必要になることが多く、暖房ボイラーが設計されている圧力よりも高い圧力が排出パイプに発生します。 つまり、ボイラーの真正面の戻りラインにポンプを配置すると、ボイラー熱交換器の接続が漏れる可能性があります。 これを防ぐために、強力な循環ポンプがボイラーの前ではなく、ボイラーの後ろ、つまり供給パイプラインに設置されています。 そして、疑問が生じます。空気分離器をポンプの後ろまたは前のどこに配置するか。 暖房システムの大手メーカーはこの問題を解決し、気泡による損傷からポンプを保護するためにポンプの前にセパレーターを設置することを提案しています（図18）。
そして今、私たちはポンプ循環を備えた暖房システムをより詳細に検討します。
給湯システムが正しく機能するためには、システム内の望ましい冷却剤速度を確保する必要があります。 速度が遅い場合、部屋の暖房は非常に遅くなり、遠くのラジエーターは近くのラジエーターよりもはるかに冷たくなります。 逆に、クーラントの速度が速すぎると、クーラント自体がボイラー内で加熱する時間がなくなり、暖房システム全体の温度が低くなります。 ノイズレベルに追加されました。 ご覧のとおり、暖房システムのクーラントの速度は非常に速いです 重要なパラメータ。 最適な速度を詳しく見てみましょう。
自然循環が発生する暖房システムは、原則として、クーラント速度が比較的低くなります。 パイプ内の圧力降下は、ボイラー、膨張タンク、およびパイプ自体の正しい位置によって達成されます-まっすぐで戻ります。 それだけ 正しい計算インストールする前に、正しい、 均一な動きクーラント。 しかし、それでも、自然な流体循環を備えた暖房システムの慣性は非常に大きいです。 その結果、施設の暖房が遅くなり、効率が低下します。 このようなシステムの主な利点は、電気からの最大の独立性であり、電動ポンプがありません。
家庭で最も一般的に使用される暖房システムは 強制循環クーラント。 このようなシステムの主な要素は循環ポンプです。 クーラントの動きを加速するのは彼であり、加熱システム内の液体の速度はその特性に依存します。
暖房システムのクーラントの速度に影響を与えるもの：
暖房システム図、
-クーラントの種類、
-出力、循環ポンプの性能、
-パイプの材質と直径、
-パイプやラジエーターにエアジャムや詰まりがないこと。
民家の場合、最適な冷却速度は0.5〜1.5 m/sの範囲です。
管理棟の場合-2m/s以下。
為に 工業施設– 3 m/s以下。
冷却剤速度の上限は、主にパイプ内の騒音レベルに基づいて選択されます。
多くの循環ポンプには液体流量レギュレーターが付いているため、システムに最適なものを選択することができます。 ポンプ自体を正しく選択する必要があります。 電力消費量が増えるため、大きなパワーリザーブを使用する必要はありません。 暖房システムの長さが長く、回路の数が多く、階数が多いなどの場合は、容量の小さいポンプをいくつか設置することをお勧めします。 たとえば、ポンプを2階の暖かい床に別々に置きます。
暖房システムの水速
暖房システムの水速度給湯システムが正しく機能するためには、システム内の冷却剤の望ましい速度を確保する必要があります。 速度が遅い場合は、
暖房システムのパイプ内の水の移動速度。
ThượngTáQuânĐộiNhânDânViệtNam
ああ、そしてあなたの兄弟はそこでだまされています！
何が欲しい？ 「軍の秘密」（実際にそれを行う方法）を見つけたり、コースペーパーを渡したりしますか？ コースペーパーだけの場合は、教師が書いたトレーニングマニュアルによると、他に何も知らず、知りたくありません。 そして、あなたがそうするなら 方法まだ受け入れません。
1.はい 最小限水の動きの速度。 これは、空気を除去した状態から0.2〜0.3 m/sです。
2.はい 最大パイプが音を立てないように制限されている速度。 理論的には、これは計算によってチェックする必要があり、一部のプログラムはこれを行います。 特に 知識のある人テーブルがあった1962年に古いSNiPの指示を使用してください 限界速度。 そこから、そしてすべての参考書によると、それは分散しました。 これは、直径40以上の場合は1.5 m / s、直径32の場合は1 m / s、直径25の場合は0.8 m / sです。直径が小さい場合は、他の制限がありましたが、くそー。
許容速度は現在6.4.6節（最大3 m / s）にあり、SNiP 41-01-2003の付録Gでは、貧しい学生がそれを理解できないように「候補者とのガイド」のみが試みられました。 そこでは、それは騒音レベル、そしてキロや他のがらくたに結びついています。
しかし、許容できる いいえ最適な。 SNiPの最適については全く触れられていません。
3.しかし、まだあります 最適な速度。 0.8〜1.5ではありませんが、実際のものです。 というか、速度そのものではなく、 最適径パイプ（速度自体は重要ではありません）、および金属消費、設置の面倒さ、構成、油圧安定性などのすべての要因を考慮に入れます。
秘密の公式は次のとおりです。
0.037 * G^0.49-プレハブラインの場合
0.036 * G^0.53-ライザーの加熱用
0.034 * G ^ 0.49-負荷が1/3に減少するまで、分岐メインの場合
0.022 * G^0.49-ブランチ全体の1/3の負荷を持つブランチのエンドセクションの場合
ここで、どこでもGはt / h単位の流量ですが、メートル単位の内径になります。これは、最も近い大きい方の基準に切り上げる必要があります。
さてそして 正しい男の子は速度をまったく設定しません 住宅一定の直径のすべてのライザーと一定の直径のすべてのライン。 しかし、どの直径かを正確に知るのは時期尚早です。
暖房システムのパイプ内の水の移動速度
暖房システムのパイプ内の水の移動速度。 暖房
水力計算暖房システムのパイプライン
トピックのタイトルからわかるように、冷却剤の流量、冷却剤の流量、パイプラインと継手の油圧抵抗などの油圧に関連するパラメータが計算に含まれます。 同時に、これらのパラメーターの間には完全な関係があります。
たとえば、クーラントの速度が上がると、パイプラインの水力抵抗が増加します。 特定の直径のパイプラインを通る冷却剤の流量が増加すると、冷却剤の速度が増加し、油圧抵抗が自然に増加します。 ビッグサイド速度と油圧抵抗が減少します。 これらの関係を分析することにより、油圧設計は信頼性と信頼性を確保するための一種のパラメータ分析になります 効果的な仕事システムと材料費を削減します。
暖房システムは、パイプライン、ヒーター、熱発生器、調整、および4つの主要コンポーネントで構成されています シャットオフバルブ。 システムのすべての要素には独自の水力抵抗特性があり、計算で考慮する必要があります。 同時に、前述のように、水力特性は一定ではありません。 メーカー 暖房設備材料は通常、製造する材料または機器の水力特性（特定の圧力損失）に関するデータを提供します。
のノモグラム 水力計算 FIRAT（Firat）製ポリプロピレンパイプライン
パイプラインの特定の圧力損失（圧力損失）は、1r.mで示されます。 パイプ。
ノモグラムを分析すると、前に示したパラメーター間の関係がより明確にわかります。
そこで、水力計算の本質を定義しました。
次に、各パラメーターを個別に調べてみましょう。
クーラント消費量
クーラントの量をより広く理解するためのクーラントの流量は、クーラントが熱発生器からヒーターに移動する必要のある熱負荷に直接依存します。
具体的には、水力計算では、特定の計算領域での冷媒の流量を決定する必要があります。 決済エリアとは何ですか。 パイプラインの計算されたセクションは、クーラントの一定の流量を持つ一定の直径のセクションと見なされます。 たとえば、ブランチに10個のラジエーター（条件付きで、1 kWの容量を持つ各デバイス）が含まれ、冷却剤による10kWに等しい熱エネルギーの伝達に対して総冷却剤流量が計算される場合。 次に、最初のセクションは、熱発生器からブランチの最初のラジエーターまでのセクションになります（直径がセクション全体で一定である場合）。冷却剤の流量は10kWです。 2番目のセクションは、1番目と2番目のラジエーターの間に配置されます。熱伝達コストは9 kWで、以下同様です。 最後のラジエーター。 供給パイプラインと戻りパイプラインの両方の水力抵抗が計算されます。
サイトのクーラント流量（kg / h）は、次の式で計算されます。
Qアカウント- 熱負荷セクションW。 たとえば、上記の例では、最初のセクションの熱負荷は10kWまたは1000Wです。
c \ u003d 4.2 kJ /（kg°С）- 比熱水
t g-暖房システムの高温冷却剤の設計温度、°С
t o-暖房システム内の冷却されたクーラントの設計温度、°С。
クーラントの流量。
クーラント速度の最小しきい値は、0.2〜0.25 m/s以内にすることをお勧めします。 低速では、クーラントに含まれる過剰な空気の放出プロセスが始まり、エアポケットが形成され、その結果、暖房システムが完全または部分的に故障する可能性があります。 クーラント速度の上限しきい値は、0.6〜1.5 m/sの範囲にあります。 上限速度に準拠することで、パイプラインでの油圧ノイズの発生を回避できます。 実際には、0.3〜0.7 m/sの最適速度範囲が決定されました。
推奨されるクーラント速度のより正確な範囲は、暖房システムで使用されるパイプラインの材料、またはむしろ粗さ係数に依存します 内面パイプライン。 たとえば 鋼パイプライン銅およびポリマー（ポリプロピレン、ポリエチレン、金属プラスチックパイプライン）の場合は0.25〜0.5 m / sのクーラント速度を0.25〜0.7 m / sに準拠するか、可能な場合はメーカーの推奨事項を使用することをお勧めします。
クーラントの流量
クーラントの流量。 暖房システムのパイプラインの水力計算トピックのタイトルからわかるように、流れなどの水力に関連するパラメータ
速度-動き-クーラント
技術装置における熱媒体の移動速度は、通常、流れの移動の乱流レジームを提供し、既知のように、運動量、エネルギー、および質量の集中的な交換があります。 隣接するプロット混沌とした乱流脈動による流れ。 物理的本質の観点から、乱流熱伝達は対流伝達です。
自然循環のある暖房システムのパイプライン内の冷却剤の速度は、通常0 05〜0 2 m / sであり、人工循環の場合は0 2〜1 0 m/sです。
クーラントの移動速度は、レンガの乾燥速度に影響します。 上記の研究から、レンガの乾燥の加速と冷却剤の速度の増加は、この速度が0 5 m/sを超えるとより顕著になることがわかります。 最初の乾燥期間では、クーラントが十分に湿っていない場合、クーラントの速度を大幅に上げると、レンガの品質に悪影響を及ぼします。
熱回収ユニットのチューブ内の熱キャリアの移動速度は、熱キャリアとして水を使用するすべての動作モードで少なくとも0 35 m / sであり、非凍結熱で少なくとも0 25 m/sである必要があります。キャリア。
暖房システム内のクーラントの移動速度は、次のように決定されます。 水力計算および経済的考慮事項。
チャネルの断面積によって決定される熱媒体の移動速度 熱交換器、は非常に広い範囲内で変動し、熱交換器のタイプと寸法の問題が解決されるまで、大きなエラーなしに受け入れまたは確立することはできません。
冷媒速度wは、熱伝達に大きく影響します。 速度が速いほど、熱伝達が強くなります。
乾燥チャネル内の熱媒体の移動速度は、作業層のでこぼこの表面と過度の応力がかかった構造の形成を避けるために、5〜6m/分を超えてはなりません。 実際には、クーラント速度は2〜5 m/minの範囲内で選択されます。
給湯システムの冷却剤の移動速度は、住宅および住宅で最大1〜15 m/sまで許容されます。 公共の建物産業施設では最大3m/s。
クーラントの速度を上げることは、特定の限界までしか有益ではありません。 この速度が最適な速度よりも速い場合、ガスは材料にすべての熱をあきらめる時間がなく、ドラムを離れます。 高温.
熱交換器の速度の増加は、互いに直列に接続された複数の熱交換器のバッテリーである要素（バッテリー）熱交換器でも達成できます。
熱媒体の移動速度Rew/ / vが増加すると、熱伝達係数aと密度が増加します。 熱の流れ qaAt。 ただし、速度とともに、熱交換器を介して冷却剤をポンプで送るポンプの油圧抵抗と消費電力は、w2に比例して増加します。 存在する 最適値速度。熱伝達の強度の増加と、速度の増加に伴う水力抵抗のより激しい増加を比較することによって決定されます。
環状部内の冷却剤の移動速度を上げるために、縦方向と横方向の仕切りが配置されています。
ビッグ百科事典オイルとガス
石油とガスの速度の大百科事典-動き-冷却剤
熱交換器の計算方法
熱交換器の設計は非常に多様ですが、 一般的なテクニック 熱技術計算、利用可能な初期データに応じて、プライベート計算に使用できます。
熱交換器の熱工学計算には、設計（設計）と検証の2種類があります。
設計計算熱交換器を設計するとき、熱媒体の流量とそのパラメータを設定するときに作成されます。 設計計算の目的は、選択した装置の熱交換面と設計寸法を決定することです。
検証計算それらのために既存または標準の熱交換器を使用する可能性を判断するために実行されます 技術プロセスこのマシンが使用されている場所。 検証計算では、装置の寸法と動作条件が示され、未知の値は熱交換器の性能（実際）です。 検証計算は、公称以外のモードでの装置の動作を評価するために実行されます。 このような。 したがって、検証計算の目的は、次のことを保証する条件を選択することです。 最適モードデバイスの操作。
設計計算は、熱（熱工学）、水力、および機械の計算で構成されます。
設計計算の順序。 計算を実行するには、以下を指定する必要があります。1）熱交換器のタイプ（コイル、シェルおよびチューブ、チューブインチューブ、スパイラルなど）。 2）加熱および冷却された熱媒体の名前（液体、蒸気、または気体）。 3）熱交換器の性能（熱媒体の1つの量、kg / s）。 4）熱媒体の初期温度と最終温度。
以下を決定する必要があります。1）熱媒体の物理的パラメータと移動速度。 2）ベース上の加熱または冷却クーラントの流量 熱バランス; 3）プロセスの推進力、すなわち 平均温度差; 4）熱伝達および熱伝達係数。 5）伝熱面; 6）装置の設計寸法：長さ、コイルの巻数、コイルの巻数、長さ、パイプの数、シェルアンドチューブ装置のケーシングの直径、スパイラル熱交換器の巻数とケーシングの直径など。 7）熱媒体の入口と出口の継手の直径。
クーラント間の熱伝達は、 物理的特性および熱交換媒体のパラメータ、ならびに熱媒体の運動の流体力学的条件。
設計タスクでは、作動媒体（熱媒体）、それらの初期温度と最終温度が指定されます。 定義する必要があります 平均温度各媒体について、この温度で、参照テーブルからそれらの物理パラメータの値を見つけます。
媒体の平均温度は、温度に対する初期tnと最終tの算術平均として概算できます。
主要 物理的パラメータ作動媒体は、密度、粘度、比熱、熱伝導率、沸点、蒸発または凝縮の潜熱などです。
これらのパラメータは、参考書に表、図、モノグラムの形で示されています。
熱交換装置を設計するときは、熱伝達係数と水力抵抗が経済的に有益であるような熱媒体（それらの作動媒体）の流量を作成するように努める必要があります。
適切な速度の選択には 非常に重要熱交換器の良好な動作のために、速度の増加に伴い、熱伝達係数が大幅に増加し、熱交換面が減少するため、すなわち、 デバイスの設計寸法は小さくなっています。 速度の増加と同時に、装置の油圧抵抗が増加します。 ポンプ駆動の消費電力、およびウォーターハンマーとパイプの振動の危険性。 最小値速度は、乱流の達成によって決定されます（移動が容易で低粘度の液体の場合、レイノルズ基準Re> 10000）。
媒体の平均速度は、体積流量と質量流量の方程式から決定されます。
MS; 、kg /（m 2 s）、（9.1）
ここで、は平均線速度、m/sです。 V-体積流量、m3 / s; Sは流れの断面積m2です。 –平均質量速度、kg /（m 2 / s）; G- 質量流量、kg/s。
質量と線速度の関係：
, (9.2)
ここで、は媒体の密度、kg /m3です。
適用されるパイプの直径（57、38、および25 mm）の場合、液体の速度を実際には1.5〜2 m / s、3 m / s以下にすることをお勧めします。ほとんどの液体の最低速度制限は、0.06〜0.3mです。 /s。 ほとんどの場合、低粘度液体のRe = 10000に対応する速度は、0.2〜0.3 m/sを超えません。 粘性液体の場合、流れの乱流は大幅に達成されます 高速したがって、計算では、わずかに乱流または層流の領域を想定する必要があります。
でのガスの場合 大気圧 15〜20 kg /（m 2 s）の質量速度が許可され、下限は2〜2.5 kg /（m 2 s）であり、 線形速度最大25m/ s; 為に 飽和蒸気凝縮するときは、速度を10 m/sに設定することをお勧めします。
継手の分岐パイプ内の作動媒体の移動速度： 飽和蒸気 20〜30 m / s; 過熱蒸気の場合-最大50m/ s; 液体の場合-1.5-3m / s; 蒸気凝縮物を加熱するため-1-2m/s。