Расчет паровой системы низкого давления

Расход тепла в отдельных помещениях рассчитывается при паровой системе также, как и при водяной, то есть На низшую суточную наружную температуру; далее задаются упругостью пара в пределах 1,05 - 1,5 атмосферы (0,05 - 0,5 атм. выше наружной) и по полученным расходам рассчитывают величину нагревательных приборов для каждого отдельного помещения, определяя поверхность их при открытых приборах по формуле:

здесь Т - комнатная температура, T₁ - температура пара, входящего в прибор, определяемая по таблице № 18 в зависимости от принятой упругости пара, Т₂ - температура пара при выходе из прибора, принимаемая равною 100° С., так как пар должен конденсироваться в приборе.

Если нагревательные приборы закрыты щитами или помещены в отдельные камеры, через которые циркулирует комнатный воздух, то температура выходящего воздуха принимается равною 60° С. и поверхность нагревательных приборов определяется по формуле:

F₁=W/K((T₁+T₂)/2 - (60+T)/2) кв. метр.

Что касается до коэффициента К, то величина его назначается по таблице № 19 в зависимости от типа нагревательного прибора.

Далее, вычертив развертку здания, размещают нагревательные приборы, намечают расположение паропроводных и конденсационных труб и задаются - скоростью движения пара; скорость эту при паровой системе низкого давления можно привить от 10 до 20 метр.. в секунду в зависимости от давления пара и от расстояния нагревательных приборов от котла; большую скорость принимают для участков, прилегающих к котлу, меньшую - для участков, удаленных от котла.

Количество тепла, выделяемого 1 кг. пара при конденсации его в воду, согласно формуле Реньо, будет равно 606,5 + 0,305 T₁ - Т₂, где Т₂ - есть количество тепла, остающееся в конденсационной воде; следовательно, если данный прибор должен выделять W ед. т. в час, то количество пара, притекающее к нему по пароприводной трубе в течение часа, будет:

P=W/606,5 + 305 T₁-T₂ кг.

а объем его равен:

W/(606,5+0,305 T₁-T₂)(r₁+r₂)/2 куб. метр.

где r₁ и r₂ - вес куб. метра пара при температурах Т₁ и Т₂, определяемый по таблице № 18.

Обозначая через ? - скорость движения пара в секунду, а через d - диаметр рассчитываемой трубы, получим:

пd₂/4 x V x 3600 = W/(606,5+0,305T₁-T₂)(r₁+r₂)/2

откуда, по заданной скорости, и может быть определен искомый диаметр. рассчитываемой трубы:

d = 0,019√W/v(606,5+0,305T₁-T₂)(r₁+r₂)/2 метр.

Точно также для всякой другой трубы, по которой должно протекать количество пара, способное выделить при конденсации W₁ ед. тепла при произвольной скорости v₁ будет иметь:

d'= 0,019√W₁/v₁(606,5+0,305T₁ -T₂ )(r₁+r₂)/2 метр.

Уравнение (114) служит для предварительного расчета паровых труб, для чего, согласно вышеуказанному, задаются скоростью движения пара от 10 до 20 метр. в секунду и определяют диаметры всех труб; затем диаметры эти изменяют в зависимости от размеров продажных труб, принимая ближайшие большие диаметры из тех, которые имеются в продаже. Для облегчения этого расчета составлена таблица № 20, в которой указаны диаметры труб и соответствующие им расходы тепла при скоростях движения пара в 10, 15 и 20 метр. в секунду.

Затем производят проверку принятой скорости, принимая во внимание сопротивления, встречающиеся по пути движения пара, и имеющийся в системе напор, для чего используются общим уравнением движения жидкостей по трубам, при установившемся движении:

h₁= v₁²/2g(yE1/D+Er₁)

здесь значение сопротивлений r₁ - то же, какое было уже указано при водяной системе, коэффициент трения y = 0,028; что касается до высоты напора h₁ то она в данном случае должна быть выражена в виде высоты парового столба при соответственной давлению температуре и равна разности давлений пара в начале и в конце системы; но так как пар должен весь конденсироваться при выходе из нагревательных приборов и давление его здесь должно быть равно нулю, то высота напора может быть принята равною высоте парового cтолба, соответствующей давлению в котле; высота эта, выраженная в метрах, дана в нижеследующей таблице:

Проверку скорости производят для прибора, находящегося в наиболее не выгодных условиях, то есть наиболее удаленного от котла; если вычисленная для этого прибора скорость превышает принятую первоначально на 10% - 15%. то произведенный расчет можно считать окончательным; в противном же случае все диаметры должны быть вновь пересчитаны по скорости.

Конденсационные трубы должны иметь такие размеры, чтобы конденсационная вода протекала по ним самотеком, не оказывая движению дара никакого сопротивления, в виду чего их можно было бы рассчитывать на основании формул, служащих для водопроводов, по объему протекающей воды, при чем размеры их получались бы весьма незначительными; но так как эти же трубы служат обыкновенно и для удаления воздуха из системы, что должно происходить быстро, то им приходится придавать размеры большие нежели те, которые могут получиться при расчете их. Обыкновенно принимают: для вертикальных конденсационных труб d₁=0,5d и для горизонтальных: d₁=0,7d

где d₁ - диаметр конденсационной трубы, а d - диаметр соответствующей ей паровой трубы; при этом следует иметь в виду, что конденсационные трубы не следует делать диаметром менее 3/4 дюйма (21 мм.). принимая во внимание, что они могут быстро зарастать ржавчиною и грязью.

Размеры парового котла определяются при условии, что он дол жен развивать весь необходимый пар при самых невыгодных условиях, то есть при наинизшей суточной температуре, с запасом до 10% на бесполезную потерю пара в паропроводах; поэтому, обозначая наибольший часовой расход тепла в системе через W₀ получим, что искомая поверхность нагрева котла F₀ будет:

F₀=1,1W₀/n₀ кв.метр.

где n₀ - количество тепла, доставляемое 1 кв. метром поверхности нагрева; для цилиндрических котлов с жаровыми трубами n₀ принимается равным 9000 ед. тепла с 1 кв. метра, для котлов с дымогарными трубками и для чугунных батарейных котлов n₀ может быть принято равным 8000 ед. т.

Размеры топочной решетки, поддувала и дымовой трубы рассчитываются на основании общих формул для расчета топливников вставляя лишь в них 1,1 W₀ вместо W_k принимая коэффициент полезного действия котла p = 0,80.