Как найти коэффициент смешения

Коэффицие́нт смеше́ния (теплотехника) — соотношение объёмов смешанных жидкостей (как правило воды), вычисляемое по температурам жидкостей до смешения и после него. Применяется в теплотехнике для учёта расходов и нагрузок систем теплоснабжения, отопления и горячего водоснабжения.

Коэффициент смешения показывает количество единиц теплоносителя из обратного трубопровода системы теплоснабжения, которое необходимо добавить к одной единице теплоносителя, поступающей из тепловой сети, для обеспечения нормируемых температур в трубопроводах.

Формула для расчёта коэффициента смешения  где
U - Коэффициент смешения
t1 - температура в подающем трубопроводе теплосети  (°С);
t2 - температура в обратном трубопроводе (°С).
t3 - температура в подающем трубопроводе системы отопления или горячей воды (после смешения) (°С);

Простой пример[править | править код]

Для простоты понимания можно привести пример из жизни с обычным смесителем:

• t1 — температура горячей воды (например, 65 °C);
• t2 — температура холодной воды (например, 5 °C);
• t3 — температура смешанной воды в смесителе (например, 40 °C);

Следовательно, коэффициент смешения (65-40) / (40-5) ~ 0,7, то есть на 1 литр горячей воды смешивается 0,7 литра холодной.

Диаметр горловины элеватора определяется по формуле

Минимально необходимый напор ΔH эл.мин, м, перед элеватором для преодоления
гидравлического сопротивления элеватора и присоединенной к нему системы отопления (без
учета гидравлического сопротивления трубопроводов, оборудования, приборов и арматуры до
места присоединения элеватора) определяется по формуле:

Диаметр сопла элеватора dс, мм, определяется по формуле

Диаметр сопла определяется с точностью до десятых долей миллиметра с округлением в
меньшую сторону и принимается при расчетах не менее 3 мм.

Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы определяется по формуле:

Минимальный диаметр отверстия дроссельной диафрагмы принимается равным 3 мм. При
необходимости устанавливается последовательно несколько диафрагм соответственно с
большими диаметрами отверстий.

Пересчет диаметра сопла элеватора при изменившемся коэффициенте смешения производится
по формуле:

Связь диаметра сопла с диаметром горловины и коэффициентом смешения можно выразить
через зависимость:

2.1 Определение коэффициента смешения

Степень разбавления
воды реки очищенными сточными водами
определяют в определенном сечении
водоема, называемом расчетным створом.
Согласно «Правилам охраны поверхностных
вод от загрязнения сточными водами» в
качестве расчетного принимают створ,
расположенный на 1 км выше по течению
до ближайшего пункта водопользования.

Наибольшее
распространение для расчета получил
метод Фролова – Родзиллера. По
нижеприведенной формуле определяется
коэффициент смешения:

где Q
– минимальный среднемесячный расход
воды (при 95% обеспеченности) в створе
реки у места выпуска сточных вод, м³/с;

q
– максимальный секундный расход
сточных вод, м³/с;

L
– длина русла реки от места выпуска до
расчетного створа, м;

– коэффициент,
зависящий от гидравлических условий
смешения в реке, и определяемый по
формуле:

где φ –
коэффициент извилистости реки,
определяемый как отношение длины русла
от выпуска до расчетного створа по
фарватеру к расстоянию между этими
сечениями по прямой;

ξ – коэффициент,
учитывающий тип выпуска сточных вод
(для берегового выпуска ξ =1, для
руслового ξ =1,5);

D
– коэффициент турбулентной диффузии,
определяемый по формуле:

где V_ср
– средняя скорость течения реки, м/с;

H_ср
– средняя глубина реки на участке
между выпуском и расчетным створом, м.

Для берегового
выпуска:

Для руслового
выпуска:

Коэффициент
смешения при береговом выпуске:

Коэффициент
смешения при русловом выпуске:

Принимаем береговой
выпуск сточных вод в реку.

Для определения
кратности разбавления в расчетных
створах рек пользуются формулой:

2.2 Необходимая степень очистки сточных вод

Для последующей
разработки технологической схемы
очистных сооружений необходимо знать
требующуюся степень очистки сточных
вод по различным параметрам, определяемую
расчетным путем. В данном курсовом
проекте мы определим ее по трем показателям
– взвешенным веществам, БПК_полн
и растворенному в воде водоема кислороду.

2.2.1 Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Этот показатель
определяется в процентах по формуле:

где m
– предельно допустимое содержание
взвешенных веществ, в спускаемых в
водоем сточных водах, определяемое по
формуле:

где Р –
допустимое санитарными нормами увеличение
содержания взвешенных веществ в водоеме
после спуска сточных вод, г/м³;

b
– содержание взвешенных веществ в
водоеме до спуска в него сточных вод.

2.2.2 Расчет необходимой степени очистки по бпКполн

При расчете
учитывается снижение БПК_п за счет
разбавления водой водоема и биохимических
процессов самоочищения сточных вод от
органических веществ в летний период.
Необходимая БПК_п стоков L_ст,
которая должна быть достигнута в процессе
очистки, определяется исходя из уравнения
баланса БПК_п смеси речной и сточной
вод в расчетной точке:

,

Выразим необходимую
БПК стоков:

,

где L_р–
БПК_п речной воды до места выпуска
сточных вод, г/м³;

L_пр.д
– предельно допустимая БПК_п
смеси речной и сточной воды в расчетном
створе, г/м³, принимаемая равной
6 мг/л;

K_ст
и K_р –
константы скорости потребления кислорода
сточной и речной водой, равные
соответственно 0,16 и 0,1;

t
– Продолжительность протекания воды
от места выпуска до расчетного пункта,
равная отношению расстояния от места
выпуска стоков до расчетного пункта к
средней скорости течения воды в реке.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Здраствуйте, уважаемые читатели! Элеватор отопления — это по сути, водоструйный насос, действие которого основано на подмешивании воды из обратки в подачу отопления. Подавляющее количество жилых домов в советское время строилось именно с элеваторными теплоузлами. Тогда, в то время, это было обоснованно и правильно. Элеваторный узел дешев, прост, в то же время при нормальной работе обеспечивает необходимую комфортную температуру в квартирах, и даже с избытком. В советское время учет тепла в жилых домах практически не велся. Приборы учета тепла были только на теплоисточниках (ТЭЦ, котельных), ну может быть кое где в ЦТП (центральных тепловых пунктах). О домовом, а уж тем более поквартирном учете тепла тогда никто и не думал. Сейчас, конечно, уже совсем другая ситуация. Переплачивать за тепло никто не хочет. 

        Кое где, конечно, элеваторные схемы заменены на более современные схемы с двух, трехходовыми клапанами регулирования расхода. Но в подавляющем количестве жилых домов и зданий применяется именно элеваторная схема отопления с подмесом. Вот почему так важно знать и уметь рассчитывать элеваторный узел, для того чтобы он функционировал в нормальном режиме, а не в режиме недогрева или перегрева.

        Мое личное отношение к элеваторным узлам таково — конечно, их нужно менять на более современные схемы. Как минимум, на схемы с электронными погодозависимыми элеваторами с регулируемым соплом.

Они довольно быстро окупают себя за счет того, что на них можно выставлять ночное понижение температуры и за счет устранения перегрева в осенне — весенний период. Или, что еще лучше, на схемы с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном (лучше двухходовым). Схемы такие в европейских странах применяют уже давно.

        Но у нас в стране элеватор, я думаю, еще долго будет «рулить». Какие же параметры важны для нормальной работы элеватора и соответственно должны быть правильно просчитаны? Это прежде всего коэффициент смешения u. Коэффициент смешения u показывает отношение расхода через подмес элеватора из обратки G2 к расходу воды, поступающей из теплосети к элеватору Gт.с., u = G2/Gт.с. То есть цифра нужная.

u = (t1-t3)/(t3-t2) ; где

t1 — температура воды в подаче, °С.

t2 — температура воды в обратке,°С.

t3 — температура воды после элеватора,°С.

При расчете элеватора нам необходимо просчитать такие параметры, как минимально необходимый напор перед элеватором и диаметр горловины элеватора. Минимально необходимый напор перед элеватором рассчитывается по формуле : H = 1,4*h*(1+u)² ; где

h — потери напора, или по другому сопротивление системы. Эта цифра должна быть у вас в проектной документации на здание. Если нет, значит надо просчитывать гидравлику, что довольно затруднительно. Но вообще сопротивление системы обычно составляет от 0,8 до 1,5 м. Если больше двух, то элеватор скорее всего, нормально работать не будет.

u — коэффициент смешения элеватора.

 Диаметр горловины рассчитывается по формуле :

где: G — расход сетевой воды, т/ч.

u — коэффициент смешения.

Н — потери напора, или другими словами сопротивление системы, м.

Для нормальной работы элеватора, а особенно механического, просто необходимо знать диаметр сопла элеватора. Считается диаметр по формуле :

где: G — расход сетевой воды, т/ч.

        Н1 — напор перед элеватором,м. Если все делать правильно, то он определяется по пьезометрическому графику. Но мы в такие дебри лезть не будем, напор берем фактический, который у вас в теплоузле ( напор — это перепад давлений между подачей и обраткой) , либо который можно выставить.

        Просчитав все эти цифры, можно приступать к выбору элеватора.

Выбирается по диаметру горловины. При выборе элеватора следует выбирать стандартный элеватор с ближайшим меньшим диаметром горловины. Элеваторы подразделяются по номерам от 1 до 7. Соответственно, чем больше номер, тем больше диаметра горловины. Лучше всего, на мой взгляд, расчет элеватора расписан в СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов». Ссылка ниже по тексту:

СП 41-101-95, Проектирование тепловых пунктов

Весь этот расчет я полностью автоматизировал и расписал в программе в формате Exel, и вы можете ее приобрести , для этого вам нужно написать мне по эл.почте den.ch.1976@mail.ru , и я вышлю вам программу по эл.почте. Нужно только подставить свои исходные данные.

        Что еще хотелось бы сказать по поводу элеваторной схемы отопления. Централизованное теплоснабжение еще долго будет  лидировать, соответственно и изобретение нашего отечественного инженера В.М.Чаплина — элеватор еще долго будет в работе.

     Я не сторонник такой схемы подключения, хотя и можно сказать, что электронные элеваторы с регулируемым соплом работают неплохо и даже довольно быстро окупаются.Но все же более перспективными представляются схемы с насосным подключением с двух и трехходовыми клапанами. То есть циркуляционный насос для поддержания циркуляции и регулирования режимов работы, и клапан для регулировки давления и расхода воды.

     Совсем недавно я написал и выпустил книгу «Устройство ИТП (тепловых пунктов) зданий». В ней на конкретных примерах я рассмотрел различные схемы ИТП, а именно схему ИТП без элеватора, схему теплового пункта с элеватором, и наконец, схему теплоузла с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном. Книга основана на моем практическом опыте, я старался писать ее максимально понятно, доступно.

Вот содержание книги:

1. Введение

2. Устройство ИТП, схема без элеватора

3. Устройство ИТП, элеваторная схема

4. Устройство ИТП, схема с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном.

5. Заключение

Просмотреть книгу можно по ссылке ниже:

Устройство ИТП (тепловых пунктов) зданий.