Дроссельная шайба: конструкция устройства, расчёты и наладка

Алан-э-Дейл       17.08.2022 г.

Расчёт параметров течения газа через дроссельную шайбу (L 2 ;

P0 – давление перед дроссельной шайбой;

P1/P0 – отношение давлений до и после дроссельной шайбы;

e – коэффициент расхода;

На вспомогательном графике определения коэффициента расхода на входе в дроссельное отверстие (еin)

F1/F0 – отношение площади отверстия дроссельной шайбы к площади проходного сечения канала перед дроссельной шайбой.

На вспомогательном графике определения коэффициента расхода на выходе из дроссельного отверстия (еout)

F1/F0 – отношение площади отверстия дроссельной шайбы к площади проходного сечения канала после дроссельной шайбы.

Расход газа для докритического режима течения:

G = e · F · P0 · [(2 · g/(R · T)) · (k/(k-1)) · ((P1/P0) 2/k – (P1/P0) (k+1)/k ] 0,5

Расход газа для надкритического режима течения:

G = e · F · P0 · [(2 · g/(R · T)) · (k/(k+1)) · (2/(k+1)) 2/(k-1) ] 0,5

Критический перепад давления (при котором происходит переход от докритического течения к надкритическому) определяется по формуле:

Для построения системы номограмм данные формулы для нахождения расхода газа были разбиты на следующие комплексы:

C-ex A = e · [2 · g/(R · T) ] 0,5

Для докритического режима – C-ex B = [(k/(k-1)) · ((P1/P0) 2/k – (P1/P0) (k+1)/k ] 0,5

Для надкритического режима – C-ex B = [(k/(k+1)) · (2/(k+1)) 2/(k-1) ] 0,5

Показатель адиабаты вычисляем по формуле k = (Cv + R) / Cv = 1 + (R/Cv) или выбираем по таблице

Число степеней свободы

Схема работы с системой номограмм

Для выбора требуемых параметров используем следующую систему номограмм:

Основная система номограмм состоит из четырёх номограмм. Номограммы 1 и 2 имеют дополнительные системы номограмм, состоящие из трёх номограмм. Для первой номограммы – это определение коэффициента расхода е (ось Y), представляющего собой сумму коэффициентов расхода на входе и выходе дроссельной шайбы, которые в свою очередь зависят от отношения площадей и числа Рейнольдса (10 4 ). Также для первого графика используется дополнительная номограмма для определения произведения RT (газовой постоянной на температуру газа в К).

Для второй номограммы дополнительная система номограмм применяется для определения комплекса C-ex B. Данный комплекс рассчитывается по разным формулам для докритического и надкритического режима течения. Зная значение коэффициента адиабаты k, по нижнему графику дополнительной системы номограмм определяем критический перепад давления для данной шайбы. Если выбранный нами перепад давления на шайбе меньше [P1/P0]cr, значит течение надкритическое и комплекс C-ex B определяется по правому вспомогательному графику и зависит только от k. Если выбранный нами перепад больше [P1/P0]cr, то течение докритическое и C-ex B определяется по левой номограмме и зависит уже от k и P1/P0.

Для всех вариантов общими являются следующие диапазоны параметров:

d = 0,2 . 1,9 мм P0 = 0,4 . 35 кгс/см 2 Т = 200 . 2500К

e = 2. 14 RTx10 -3 =0.2. 7.5 G = 0 . 400 g/s

Введите данные в онлайн калькулятор для расчёта

Перед использованием калькулятора прочтите инструкцию.

Рассчитанную тепловую мощность рекомендуется увеличить на 20% для покрытия неучтенных обстоятельств, что и предусмотрено в предлагаемом расчёте. Для того, чтобы система водяного отопления правильно функционировала, необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе.

  • Скорости продвижения воды в трубопроводах рекомендуется в пределах от 0,3 до 1.5 м/сек;
  • при скорости меньшей 0.3 м/сек в системе могут появляться воздушные пробки;
  • при скорости большей 1.5 м/сек – гидравлические шумы. Таким образом,оптимальная скорость продвижения воды в трубопроводах находится в пределах от 0,4 до 1 м/с.

Для расчёта потерь давления кроме диаметра и длины трубопровода в нашем онлайн калькуляторе, необходимо также задать материал труб, эквивалентная шероховатость которых определяет затраты на преодоление трения жидкости о стенки труб; полученный результат умножается на коэффициент 1.2 для учета гидравлического сопротивления отводов, поворотов, кранов и других элементов трубопровода.

Заказ услуги

Закажите расчет и установку шайб системы отопления в ООО «Центр проектирования и энергосбережения» по тел.:

Исходные данные возьмем из примера гидравлического расчета и разместим их в таблицу

При расчете шайб нужно учитывать следующее:

  1. При работе с элеватором располагаемый напор перед вводом в здание должен быть не менее 15 м.вод. ст.

Формула расчета располагаемого напора

Н=1,4* hр*(1+αсм) 2

где αсм- коэф. смешения элеватора, т.е. отношение расхода подмешиваемой воды Gпод=Gот-Gc к расходу сетевой воды поступающей из тепловой сети Gc

αсм=(Т1-Т3)/(Т3-Т2)=Gпод/Gc

hр- величина расчетных гидравлических потерь в местной системе отопления, 1-2 м.вод.ст.

2. При подключении системы отопления здания по без элеваторной схеме, располагаемый напор должен быть не ниже 6 м. вод. ст.

3. При расчетах шайб величина расчетных гидравлических потерь в местной системе отопления принимается в пределах 1-2 м. вод. ст.

4. При расчетах шайб на бойлер величина расчетных гидравлических потерь в бойлере принимается в пределах 2 м. вод. ст.

5.Шайба должна гасить максимальный напор до 40 м. вод. ст.

6. Диаметр шайбы должен быть больше диаметра сопла элеватора.

7.На сопло элеватора оставляем 40 метров располагаемого напора.

Например для участка 2 подключенного через элеватор, располагаемый напор в конце участка составил 62, 5 м. вод ст. Значит оставляем 40 метров напора на сопло и расчет сопла производим на эти 40 метров, оставшийся перепад распределяем так- 22,5-1=21,5 м на шайбу перед элеватором и 1 метр вод. ст. оставляем на гидравлические потери в местной системе отопления.

Для участка 5. Нр=50,5 –оставляем 40 м.вод. ст. на сопло элеватора; 50,5-40-1= 9,5 м.вод. ст. на шайбу отопления; 50,5-2 =48,5 м.вод. ст. на шайбу ГВС, (так как бойлер подключается перед элеватором).

Расчет диаметра отверстия дроссельной диафрагмы (шайбы) определяют по формуле:

dш=10*(G 2 /Hр) 0,25. где G расчетный расход воды через дроссельную диафрагму т/ч, Нр-напор, дросселируемый диафрагмой, м. вод. ст.

Расчет диаметра сопла элеватора

dсопл=9,6*(G 2 /Hр) 0,25. где G расчетный расход воды через сопло т/ч, Нр-напор, дросселируемый в сопле, м. вод. ст.

В загружаемом файле таблица сопел и шайб на участках.xls формулы УЖЕ вбиты в ячейки

Проверка состояния элеваторного узла системы отопления

Такое обследование имеет четкую последовательность:

— проверка целостности труб;

— сверка показаний по приборам контроля (манометрам и термометрам);

— проверка потерь давления (внутреннего сопротивления системы отопления);

— расчет коэффициента смешения.

После выполнения обследования, оборудование опечатывается с зафиксированными настройками, во избежание несанкционированных вмешательств.

Неоспоримым преимуществом элеваторной системы является простота эксплуатации. Поскольку она не нуждается в круглосуточном контролировании, то вполне достаточно проводить плановые осмотры. Хотя, хотел бы добавить, что сам я не являюсь сторонником элеваторной схемы системы отопления, а особенно схемы с механическим элеватором. Она не современна, и досталась «в нагрузку» от прошлых времен. Тогда, лет 30 — 50 назад, монтаж таких схем отопления был вполне обоснован и оправдан. Но много воды утекло с тех пор.

Что это такое и для чего нужна?

Дроссельная шайба – очень важная часть отопительной системы, но дело в том, что не все регламентируется простыми и конкретными параметрами ГОСТ. В системе отопления может быть много ответвлений и узлов для абонентов, которым необходима подача тепла. В качестве регулируемого источника отопления служит или находящаяся поблизости котельная, или центральный тепловой пункт. В системах для трубопровода предусмотрена расходомерная часть оборудования, обеспечивающая расчет подаваемого тепла.

Приборы устанавливаются в специальных тепловых камерах и узлах абонентов. Это обязательная часть отопительной системы в каждом жилом доме. Дросселирующая шайба может иметь разные типы конструкции, меняя приход и расход тепла прямо в процессе работы. Это дает возможность использовать её в разных тепловых режимах, а установить такие механизмы можно, не тратя время на разгерметизацию тепловых сетей.

Диафрагма и расчетные шайбы, установленные в каждый абонентский узел резьбовым соединением, существенно помогают снизить тепловые расходы, при этом качество услуг не теряется, а, наоборот, возрастает. Это, в свою очередь, качественно сказывается на работе тепловых магистралей в целом, снижает общую затрату выделяемых ресурсов, включая электроэнергию, так как напряжение по радиаторам распределяется равномерно.

Такая шайба для всех отопительных систем изготавливается исходя из расчетов и формул. По своей форме она напоминает стальной диск, а в качестве исходного материала используется листовой металл, толщина которого может достигать 4 мм или более того. Резьбовое отверстие просверливается по центру, его диаметр согласно государственным стандартам качества не превышает 3 мм. В зависимости от диаметра шайбы меняется и её толщина. Если диаметр равен приблизительно 90 мм, то толщина может достигать 3 мм.

Само отверстие по центру имеет длинную форму и два противоположных штока, которые обеспечивают управление шайбы по бокам. В зависимости от того, где именно они расположены, меняются и особенности конструкции. Если они задвинуты, предел минимального диаметра, который соблюдается при изготовлении, – это 5,5 мм включительно. Соответственно если они выдвинуты наружу, внешний диаметр не должен превышать 18 мм. Регулировка положения шайбы возможна с помощью специального ключа.

Кроме этого, конструкция может предусматривать возможность специальных ограничителей для штоков, чтобы пользователь не мог случайно сдвинуть положение шайбы, тем самым сбить общий баланс тепловой сети. В целом шайбы можно разделить на несколько разновидностей.

С модифицированной формой корпуса. В таком случае стальной диск ставится совершенно особенным образом. Во время регулировки двигается верхний шток, который провоцирует смещение центрального диска вместе с резьбовым отверстием посередине. Но такая конструкция в несколько раз повышает риск возможности того, что диск заклинит на середине. Самостоятельно его сделать невозможно, так как там много мелких деталей и ключевых узлов, а при использовании некачественных материалов возрастает риск оплавиться конструкции, так как работа так или иначе ведется в условиях высоких температур.

Рекомендуем: Виды газовых обогревателей: какой лучше выбрать, рейтинг лучших

Ещё один вид конструкции выполняется из нескольких дроссельных деталей. Они обрабатываются особым образом уже на этапах изготовления, детали более плотны во время установки, а их конструкция довольно простая. Шайбы закрепляются в нужном положении с помощью специальных гаек. Они статичны и используются обычно летом, когда не нужно думать о регулировке давления и подаче тепла.

Расчет дроссельной шайбы

Шайбы, ставящиеся в трубных магистралях для перевозки жидкости, занимают важное место в равномерном распределении носителя тепла. В водопроводной системе они считаются регулятором водорасхода, а в схеме теплоснабжения их ставят с целью фиксирования необходимой мощности дизайн радиаторов

Другими словами, они считаются балансировочным регулятором жидкостного расхода.

Назначение и устройство регулировочных шайб ^

Схема теплосети представляет трудную конструкцию, которая состоит из котла, крепежей труб, магистралей, батарей, распределителя носителя тепла, циркуляционных помп и бака расширительного. Дроссельная шайба в системе обогревания необходима для одинакового распределения водяного горячего потока, двигающегося по трубам. Без нее тепловой носитель от котла либо другого источника теплоснабжения делится неровно. Другими словами, горячая вода больше поступает в помещения, которые находятся вблизи котельной установке, а ее остаток достается дальним комнатам.

Дроссельная шайба, монтируемая в отопительной системе на ответвлениях трубопровода, собой представляет деталь из металла с выбранным отверстием, меньшим от трубного диаметра. За счёт подобных регулировочных компонентов получается прекрасно подогревать помещения с самым меньшим расходом энергоносителя.

За счёт наличия шайб в водопроводе обогревания строения общий расход носителя тепла в отопительной системе уменьшается в 1,5 – 3 раза, из чего необходимо выделить такие плюсы:

  • экономится электроэнергия, которая нужна для работы циркулярных насосов;
  • уменьшается топливный расход, нужный на нагрев воды до необходимой температуры в водопроводе;
  • увеличивается температура носителя тепла на выходе теплового источника.

Установка дроссельных шайб в отопительной системе просит некоторых знаний и способностей. Благодаря этому подобную работу должны исполнять мастера профессионалы.

Установка дроссельной шайбы ^

В действительности процесс шайбирования отопительного трубопровода производится в несколько этапов.

  • исследование на предмет одинакового температурного распределения системы обогрева, начиная от источника и завершая удалённой точкой обогревания;
  • составляется схема с указыванием диаметров труб, арматуры запорной и длин;
  • получение температурных данных по отдельности по каждому помещению;
  • анализ минусов работы двухтрубной сети обогревания.
  • выполняется расчет дроссельных заслонок с отверстиями;
  • разрабатывается метод улучшения работы системы обогрева;
  • монтируются дроссельные детали на отводах трубопровода – устанавливаются в местах установки задвижек на вводе к потребителю или в крепёжные соединения в виде резьбы труб.
  • проверка собранной обогревательной схемы
  • обследование параметров улучшений после того как произошла установка шайб;
  • замена шайб в местах, где нет необходимого показателя – исполняется замена на заслонки с небольшим или большим диаметром в зависимости от температуры на определенном участке магистрали;

Гидрострелка 3 элеваторного типа

Из установленного метода инновационного и технического процесса очень важное – это способность точно высчитать диаметр шайб. Чтобы это сделать нужно пользоваться числами, полученными из расчетов, которые должны подходить к справочным данным

Как выполняется расчет дроссельной шайбы ^

Диаметры отверстий дроссельного элемента рассчитываются по формуле:

Когда исполняется расчет, по предоставленной формуле требуется иметь в виду:

• H- дросселируемый напор (м вод. ст.);

• G –расход тепло несущей жидкости (т/час).

Необходимо знать, что перед монтажем дроссельных диафрагм следует внимательно вымыть отопительную систему. Чтобы система не забывалась мусором, требуется устанавливать шайбы не меньше 3 мм. Также нужно знать, что снос шайб в системах, присутствующих под давлением запрещен.

Установление размера шайб требуется делать для всех помещений. Самая большая результативность достигается, когда они будут установлены на всех контурах и по всем комнатам. Параллельно с установкой данных компонентов необходимо проверить функционирование циркуляционных помп и их соответствие требуемым нормативам.

Шайбирование сети обогревания даст возможность разделить горячую воду по всем помещениям в зависимости от их потребностей. Таким вариантом можно подогреть самые далекие точки до необходимой температуры без добавочного увеличения мощности теплового источника.

Общие данные

Сегодня есть несколько вариантов отопительных систем, но водяное отопление уже не один десяток лет является самым популярным методом.

Особенно эффективным считается вариант, в котором происходит принудительная циркуляция теплоносителя. При ее выборе можно с уверенностью говорить о качестве обогрева помещения даже большого метража.

Перед проектированием отопительной системы стоит определиться с материалом, из которого будут изготовлены трубы и составляющие элементы.

На сегодняшний день широкое применение нашли: стальные, полипропиленовые, металлопластиковые и медные изделия.

Как установить?

Помимо установки, очень важно правильно провести расчет – это два ключевых этапа, которым нужно обязательно уделить внимание

Расчет

Провести расчет для отопительной системы означает учесть не только диаметр отверстия шайбы, но и еще несколько ключевых параметров. Несмотря на то что в расчете давления для воды и для газа используется всего одна-единственная формула, это все равно остается сложным и ответственным процессом. Главную роль здесь будет играть точность исходных данных, которые гарантируют бесперебойный тепловой и гидравлический режимы работы. Исходя из проведенных расчетов изготавливается шайба с необходимыми отверстием и сечением. Расчет может проводится двумя методами:

  • вручную;
  • с применением специализированного программного обеспечения.

Вручную расчет ведется по формуле Д=10х ?Р/ ΔН, где операнд «P» определяет тепловой расход при воздействии максимальной температуры в обоих вариантах трубопровода – подающем и обратном, а второй определяет напор, который может погасить диафрагма в данной системе. Диаметр шайбы в таком случае, согласно государственным стандартам качества, в любом случае не будет меньше 3 мм. Если отверстие будет ниже, а сам диаметр меньше, есть вероятность засора его мелкими частицами. Чаще всего это ржавчина, а после засора система отопления в жилом доме не будет работать, вообще, и всю работу придется начинать полностью заново, с предварительным удалением всей воды из тепловой сети.

Дросселируемый напор, который гасится диафрагмой, рассчитывается из разницы давления между подающим и обратным давлением в трубах. Строго говоря, это минимальный и максимальный показатель внутридомовых труб. Учитывается и гидравлическое сопротивление, где суммируется вся потеря напора в тепловых сетях. Гидравлический расчет всегда является первым этапом, и для каждой системы он проводится отдельно согласно ряду обязательных к выполнению рекомендаций:

  • напор воды при включении должен составлять не менее 6 м;
  • перед расчетами учитывается параметр гидропотерь в 1-2 м включительно;
  • размер шайбы всегда определяется предварительно и с учетом возможных гидропотерь, чтобы в итоге она прилегала максимально плотно;
  • максимальный напор не должен превышать параметра в 40 м;
  • отверстие шайбы всегда немного больше, чем отверстие узла, прокручиваться при этом она должна ровно и свободно.

Установка

Как установить шайбу правильно? После выполнения расчетов и соответствия размеров остается только приложить её к нужному отверстию, закрепив её положение с помощью гайки. Закрепление должно быть максимально плотным, чтобы отопительная система работала. Стоит проверить надежность крепежа перед запуском системы!

Все о дроссельных шайбах

В отопительной системе такая шайба устанавливается на фиксируемый ввод в жилые дома, с их помощью ограничивается объем подаваемого тепла и давления на входе в процессе работы. Именно благодаря шайбе можно соблюдать баланс между давлением и гарантировать стабильную подачу теплоносителя на протяжении всего отопительного сезона. Само устройство внешне напоминает металлический диск с резьбовым отверстием по центру. Его размер выполняется в зависимости от стандартов проекта или технических требований конкретной тепловой системы. Расчеты, имея все формулы под рукой, можно выполнить и самостоятельно. В качестве исходных данных потребуются уникальные данные по отопительным расходам конкретного дома и температурный предел с давлением воды.

Конструкция устройства

Перед установкой дроссельных шайб на систему отопления ее выполняют по чертежам в форме стального диска, вырезанного из листового металла толщиной 2-4 мм. Строго по центру просверливается расчетное отверстие. Минимальный допустимый диаметр на шайбе ограничен нормативными требованиями и должен быть не менее 3.0 мм. Толщина нерегулируемой шайбы для трубопроводов с наружным диаметром до 89 мм принимается от 2 до 3 мм, свыше – от 3 до 4 мм.

Расчетное отверстие регулируемой шайбы имеет продолговатую форму. Эта конструкция обладает двумя штоками, расположенными диаметрально противоположно в отношении друг друга. Для возможности наружного управления, их выводят сбоку через уплотнительные каналы. Вариация положений данных элементов изменяет площадь отверстия в конструкции. В том случае, когда они до конца задвинуты, то минимальный диаметр прохода равняется 5.5 мм, а при полностью открытых — диаметр прохода будет равный 18.0 мм. Подобные устройства снабжаются специальными ключами для выполнения операций по регулировке.

Кроме того, очень важно знать, что в такой конструкции существует возможность установить ограничения для передвижения штоков и его опломбирования. Это выполняется для того, чтобы потребители не смогли самостоятельно изменять проходное сечение устройства, тем самым вмешиваться в работу тепловой сети, вызывая ее разбалансировку

Отечественная промышленность выпускает следующие виды дроссельных шайб для регулировки режимов тепловой сети:

  1. Первая модификация выполняется в форме корпуса, на который ставится диск, располагающий сквозным отверстием. При регулировке нужно поворачивать шток, после чего элемент, аналогичный по конфигурации усеченной сфере, совершает вращение подвижного диска с выполненными в его полости отверстиями. Недоработка устройства — возможное заклинивание во время регулирования подвижного диска. Кроме того, конструкция устройства довольно сложная имеет достаточно много деталей и узлов, самостоятельно выполнить подобную конструкцию практически не возможно, а в процессе эксплуатации, каждая лишняя деталь, работающая в зоне высоких температур и скоростей жидкости — увеличивают угрозу выхода из строя всей конструкции.
  2. Следующий вид ограничительного устройства выполняется из комплекта дроссельных деталей, выполненных с отбортовкой. Модификация имеет преимущество из-за возможности самоуплотнения всех деталей при установке. Конструкция проста и надежна. Для регулировки расходных показателей теплоносителя, достаточно смонтировать нужное число шайб и закрепить их гайкой. Поскольку установка шайбы производится на подающем трубопроводе, в тепловом колодце или на элеваторном узле потребителя, такие устройства устанавливают исключительно летом, во время ремонта тепловых сетей, после дренажа воды из внутридомовых систем отопления.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.