XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Введение.

В данном курсовом проекте необходимо разработать проекты систем газоснабжения, выполнить расчет теплообменного аппарата.

Природный газ — самое чистое среди углеводородных ископаемых топлив. При его сжигании образуются только вода и углекислый газ, в то время как при сжигании нефтепродуктов и угля образуются еще копоть и зола. Кроме того, эмиссия парникового углекислого газа при сжигании природного газа самая низкая, за что он получил название «зеленое топливо». Благодаря своим высоким экологическим характеристикам природный газ занимает доминирующее место в энергетике мегаполисов. Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Мы будем рассматривать внутридомовую газовую сеть.

Курсовой проект по дисциплине «Теплогазоснабжение с основами теплотехники» состоит из двух частей:

1. Проектирование системы газоснабжения многоквартирного жилого дома;

2. Расчет теплообменных аппаратов: водяного экономайзера или воздухоподогревателя.

1. Проектирование системы газоснабжения многоквартирного жилого дома
1.1. Задание на проектирование.

Вариант №12 плана жилого здания.

Количество этажей – 5.

1.2. Расчет внутридомовой газовой сети.

Выбор расчетной схемы сети.

Прокладку газопроводов внутри зданий и сооружений предусматриваем открытой. Прокладку стояков газопроводов в жилых домах предусматриваем в кухнях, лестничных клетках или в коридорах. Не допускается прокладка стояков в жилых помещениях, ванных комнатах и санитарных узлах. Не допускается прокладка газопроводов в подвалах зданий.

Вводы газопроводов в жилые здания предусматриваются непосредственно в помещениях, где установлены газовые приборы.

Установку отключающих устройств на газопроводах, прокладываемых в жилых зданиях, надлежит предусматривать:

на каждом стояке, если от одного ввода питается два и более стояка в зданиях свыше четырех этажей;

перед счетчиками;

перед каждым газовым прибором.

Сеть может брать свое начало как от точки разветвления уличного распределительного газопровода с включением в нее участков дворовой сети, так и от ввода в здание.

Рассчитываются только участки, включенные в расчетную схему, диаметры остальных участков принимаются по аналогии с рассчитанными.

1.3. Вычисление расчетных расходов газа по участкам внутридомовой сети.

Расчетный расход газа на участке внутридомовой сети, м³/ч:
(1.1)
где k₀ – коэффициент одновременности включения газовых приборов;

m –количество квартир, питаемых газом от данного участка, определяемое из расчетной схемы сети;

q_i –суммарная тепловая нагрузка горелок бытовых газовых приборов одной квартиры, кДж/ч;

n_i –число однотипных приборов или групп приборов.

При установке в квартире бытовой газовой плиты:

q_i=q_i^пл.

При установке в квартире бытовой газовой плиты и газового водонагревателя: q_i=q_i^пл+q_i^вн,

где q_i^пл – тепловая нагрузка конфорочных горелок и горелки духового шкафа бытовой газовой плиты, принимаемая по техническим данным, кДж/ч:

- для 4-конфорочных плит q_i^пл=4,19(4×1600+4000),кДж/ч;

где q_i^вн – тепловая нагрузка горелки проточного или емкостного водонагревателя, Дж/ч.

Расчетные расходы газа на каждом из участков газовой сети можно определить по сумме номинальных расходов газа, всеми приборами, снабжаемыми через данный участок, с учетом коэффициента одновременности их действия. При нормальных условиях расчетный расход газа определяется по формуле, м³/ч:

Q_rk= k₀ × q × n (1.2)
где k₀ – коэффициент одновременности включения газовых приборов;

q - номинальный расход газа прибором или группой приборов, м³/ч;

n - однотипных приборов или групп приборов.

1.4. Гидравлический расчет внутридомовой сети

1. Производится разводка газопроводов на плане первого этажа дома и строится расчетная аксонометрическая схема внутридомовой сети с наиболее удаленным от ввода в здание стояком. После этого нумеруются узлы и выделяются участки сети. В соответствии с нормами СНиП размещаем газовые приборы. Во всех кухнях принимаем к установке унифицированные газовые плиты ПГ-4 и проточные газовые водонагреватели Л-3. Ответвление от распределительного газопровода принимаем подземным. По кухням через перекрытия поднимаем газовые стояки до последнего этажа и от них осуществляем подводку к газовым приборам всех квартир на каждом этаже. В качестве запорных устройств, предусматриваем пробочные краны.

2. В проектируемом задании получилось 11 расчетных участков. Вычисляем расчетные расходы участков, считая, что установленные газовые приборы имеют следующие номинальные расходы газа: 4-хкомфорочная плита ПГ-4 – 1,2 м³/ч, водонагреватель Л-3 – 2,9 м³/ч. Вначале рассматривается самый дальний по ходу движения газа участок, оканчивающийся бытовым газовым прибором одной квартиры.

Участок 1-2 обеспечивает газом один водонагреватель Л-3. В этом случае

k₀ = 1, n = 1. Следовательно, расчетный расход газа на участке 1-2:

Q_{rk 1-2} = k₀ * q * n= 1* 2,9 * 1 = 2,9 м³/ч.

Участок 2-3 обеспечивает газом 2 прибора: водонагреватель Л-3 и газовую плиту ПГ-4, при этом k₀ = 0,72 и n = 1.

Q_{rk 2-3} = 0,72* (2,9+1,2) * 1 = 3,0 м³/ч.

Аналогично рассчитываем остальные участки:

Участок 3-4: Q_{rk 3-4}= 0,46* (2,9+1,2) * 2 = 3,8 м³/ч.

Участок 4-5: Q_{rk 4-5} = 0,35* (2,9+1,2) * 3 = 4,3 м³/ч.

Участок 5-6: Q_{rk 5-6} = 0,31* (2,9+1,2) * 4 = 5,1 м³/ч.

Участок 6-7: Q_{rk 6-7} = 0,28* (2,9+1,2) * 5 = 5,7 м³/ч.

Участок 7-8: Q_{rk 7-8} = 0,22* (2,9+1,2) * 10 = 9,0 м³/ч.

Участок 9-10: Q_{rk 9-10} = 0,19* (2,9+1,2) * 15 = 11,7 м³/ч.

Участок 10-11: Q_{rk 10-11} = 0,18* (2,9+1,2) * 20 = 14,8 м³/ч.

Участок 11-12: Q_{rk 11-12}= 0,18* (2,9+1,2) * 25 = 18,5 м³/ч.

Участок 12-13: Q_{rk 12-13}= 0,18* (2,9+1,2) * 30 = 22,1 м³/ч.

3. Задаемся диаметром участка газопровода, рассматривая участки в той же последовательности, что и при определении расчетных расходов. Для участков стояка в зданиях до 5-ти этажей включительно с установкой в квартирах газовых плит и проточных водонагревателей рекомендуется принимать диаметры труб участка стояка в первом приближении не менее d=20мм.

4. Составляем по каждому участку перечень элементов, имеющих местные гидравлические потери и определяем с помощью табл. 1.1 значения ξ этих элементов.

Значения КМС для стальных труб Таблица 1.1.

Вид местного сопротивления	ξ
Внезапное сужение в пределах перехода на следующий диаметр по ГОСТ	0,35
Внезапное расширение в пределах перехода на следующий диаметр по ГОСТ	0,3
Тройник проходной	1,0
Тройник поворотный (ответвление)	1,5
Отвод гнутый 90˚	0,3
Угольник  90˚ (d=20мм)	2,1
Угольник  90˚ (d=25мм)	2,0
Угольник  90˚ (d=40мм)	1,6
Угольник  90˚ (d=32мм)	1,8
Счетчик	1,0
Термозапорный клапан	1,0
Пробочный кран	2,0

5. Вычисляем ∑ξ каждого участка сети.

Участок 1-2: - угольник 90°( d= 20), ξ = 2,1 ;

- пробочный кран ξ = 2,0;

- отвод 90° ξ = 0,3;
 ξ_1-2 = 4,4.

Участок 2-3: - тройник проходной ξ = 1,0;

- 2 пробочных крана ξ = 2,0*2=4,0;

- угольник 90° ξ = 2,1;

- отвод 90° ξ = 0,3;

- счетчик ξ = 1,0

- термозапорный клапан ξ = 1,0

-1 сужение ξ = 0,35;
 ξ_2-3 = 9,75.

Участок 3-4: - 2 тройника проходных ξ = 1,0*2=2,0;

- 3 пробочных крана ξ = 2,0*3=6,0;

- угольник 90° ξ = 2,1;

- 2 отвода 90° ξ = 0,3*2=0,6;

- счетчик ξ = 1,0;

- термозапорный клапан ξ = 1,0;

-1 сужение ξ = 0,35;

 ξ_3-4 = 13,05.

Участок 4-5: - 2 тройника проходных ξ = 1,0*2=2,0;

- 3 пробочных крана ξ = 2,0*3=6,0;

- угольник 90° ξ = 2,1;

- 2 отвода 90° ξ = 0,3*2=0,6;

- счетчик ξ = 1,0;

- термозапорный клапан ξ = 1,0;

 ξ_4-5 = 12,70.

Участок 5-6: - 2 тройника проходных ξ = 1,0*2=2,0;

- 3 пробочных крана ξ = 2,0*3=6,0;

- угольник 90° ξ = 2,1;

- 2 отвода 90° ξ = 0,3*2=0,6;

- счетчик ξ = 1,0;

- термозапорный клапан ξ = 1,0;

-1 сужение ξ = 0,35;

 ξ_5-6 = 13,05.

Участок 6-7: - тройник проходной ξ = 1,0;

- тройник поворотный ξ = 1,5;

- 3 пробочных крана ξ = 2,0*3=6,0;

- угольник 90° ξ = 2,1;

- 2 отвода 90° ξ = 0,3*2=0,6;

- счетчик ξ = 1,0;

- термозапорный клапан ξ = 1,0;

 ξ_6-7 = 13,20.

Участок 7-8: - тройник проходной ξ = 1,0;

- 3 угольника 90° ξ =1,6*3=4,8;

 ξ_7-8= 5,8.

Участок 9-10: - тройник проходной ξ = 1,0;

 ξ_9-10= 1,0.

Участок 10-11: - тройник проходной ξ = 1,0;

 ξ_10-11= 1,0.

Участок 11-12: - тройник проходной ξ = 1,0;

 ξ_11-12= 1,0.

Участок 12-13: - тройник проходной ξ = 1,0;

- 2 угольника ξ =1,6*2=3,2;

- пробочный кран ξ =2,0

 ξ_12-13= 6,20.

6. При известных расчетном расходе и диаметре участка определяем с помощью номограммы (рис1.1.) l_экв участка и расчетную длину участка l_p. по формуле (1.3).

Номограмма для определения эквивалентных длин в газопроводах. Природный газ ρ= 0,73 кг/м³, ν= 14,3·10^-6м²/с (при 0 ^оС и101,3 МПа).

Рисунок 1.1.

Для внутренних газопроводов расчетную длину участка l_p. следует определять по формуле:

l_р. = l+ l_доп(1.3)

l_доп= l_экв× ξ (1.4)

где l – действительная длина участка газопровода;

l_экв.–эквивалентная длина участка, м, потери давления на которой равны потерям давления в местном сопротивлении со значением ξ = 1;

 ξ– сумма коэффициентов местных сопротивлений участка длиной l_rk.(определяем по таблице 1.1).

Записываем произведение суммы коэффициентов местных сопротивлений на эквивалентную длину, т.е. дополнительную условную длину участка:

Код для цитирования: Скопировать