В результате гидравлического расчета тепловой сети определяют диаметры всех участков теплопроводов, оборудования и запорно-регулирующей арматуры, а также потери давления теплоносителя на всех элементах сети.

Коэффициент трения Я зависит от режима движения жидкости, характера шероховатости внутренней поверхности трубы и высоты выступов шероховатости k.

Движение теплоносителя в водяных и паровых сетях характеризуется турбулентным режимом. При относительно небольших значениях числа Рейнольдса (2300^Re^ I0d/k3) пристенный ламинарный слой закрывает выступы шероховатости и в результате создается режим гидравлически гладких труб. Такой режим создается (почти при всех значениях относительной шероховатости k/d, за исключением очень больших.

С развитием турбулентности потока толщина ламинарного слоя уменьшается, выступы шероховатости начинают возвышаться над ним и оказывать сопротивление движению потока. При этом в потоке наблюдается как вязкостное, так и инерционное гидравлическое сопротивление. Последнее связано со срывом турбулентных вихрей с выступов шероховатости. Турбулентные вихри оказывают инерционное сопротивление ускорению, возникающему вследствие перемещения их в зону больших скоростей к оси потока.

Рассмотренные режимы движения относятся к переходному турбулентному режиму. Установившийся турбулентный режим характеризуется квадратичным законом сопротивления, когда сопротивление обусловлено наличием инерционных сил и не зависит от вязкости жидкости.

При наблюдается квадратичный закон сопротивления. Определим предельную скорость движения воды, соответствующую квадратичному закону сопротивления. Максимальные расходы воды в тепловых сетях отвечают точке излома графика температур, поэтому предельный режим рассчитаем для температуры воды t = 70°C, при которой v = 0,415-10-6 м2/с.

Скорость движения воды в теплопроводах обычно превышает 0,5 м/с, следовательно, в большинстве случаев они работают в области квадратичного режима.

Предельную скорость движения пара среднего давления, соответствующую границе области квадратичного закона сопротивления, определим при давлении р=1,2в МПа (абсолютном).

В паропроводах скорость обычно больше 7 м/с, следовательно, они также работают в области квадратичного режима.

Эта скорость близка к максимальной в паропроводах, поэтому паропроводы низкого давления работают в основном в области гидравлически гладких труб.

Как видно, потери давления обратно пропорциональны плотности теплоносителя. Это следует учитывать при расчете, так как таблицы и номограммы составляют при определенной плотности, которую указывают на них. Плотность воды слабо зависит от температуры, поэтому некоторое отклонение фактической температуры воды от температуры, при которой составлены номограммы, приводит к незначительной ошибке в определении потерь давления.

Максимальные расходы воды в тепловых сетях отвечают точке излома графика температур, когда температура теплоносителя в падающей линии равна примерно 70°С. Для этой температуры и следует составлять таблицы. Диапазон колебания температур в тепловых сетях 40— 150°С. При этом колебании температур сопротивление сети, рассчитанное при t^70°C, будет изменяться на ±3%. Следовательно, таблицы, составленные при температуре воды tm7Q°C, можно использовать для гидравлических расчетов и при других температурах, если точность расчета в 3% по постановке задачи достаточна.

Следовательно, расход воды в 20 раз больше расхода пара при тех же значениях Ар nil и d. Это соотношение использовано при составлении расчетных номограмм, показанных на рис. 7.1—7.3*. Номограммы составлены для гидравлического расчета трубопроводов, по которым движется вода или пар при значениях |Агэ, равных 0,0002; 0,0005 и 0,001 м.

При гидравлическом расчете водяных тепловых сетей, включая сети горячего водоснабжения, СНиП рекомендуют принимать следующие значения удельных потерь давления на трение:

а) для основного расчетного направления от источника тепла до наиболее удаленного потребителя — до 80 Па/м;

б) для остальных участков — по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3,5 м/с.

Удельные потери давления на трение в паропроводах определяют по располагаемому перепаду давления, при этом скорость движения пара не следует принимать выше значений, приведенных в табл. 7.4.

В ответвлениях к отдельным потребителям допускается увеличение скорости движения пара примерно на 30%.