Su geo bilimsel araştırma enstitüsünün hesaplanmasına bir örnek. Metodolojik kılavuzu indirin

RUSYA FEDERASYONU FEDERAL AJANSI
İNŞAAT VE KONUT VE YARDIMCI İŞLER
(ROSSTROY)

Tanıtım

3. Rusya Federasyonu'nda kamu su temini ve kanalizasyon sistemlerinin kullanımına ilişkin kurallar.

Öneriler, Rusya Federasyonu FSUE "NII VODGEO" Devlet Araştırma Merkezi'nden Dr. teknik bilimlerşunlardan oluşur: teknik bilimler adayları, teknik bilimler doktoru, mühendis, teknik bilimler adayları, teknik bilimler doktoru.

Önerileri geliştirirken, Leningrad Bölgesinin Başarılarının Leningrad Araştırma Enstitüsü uzmanları tarafından V.I. , VNIIVO ve işletmelerde bir dizi endüstri araştırma kuruluşu çeşitli endüstriler sanayi ve şehirlerin topraklarından atık su arıtma tesisleri işletme deneyiminden elde edilen veriler ve endüstriyel Girişimcilik, son 30 yılda tasarlanmış ve inşa edilmiştir.

Yüzey atık sularının toplanması ve bertarafı için önerilen sistemlerin hesaplanması, bir mühendis, Teknik Bilimler Doktoru, Teknik Bilimler Adayı, Teknik Bilimler Doktorları ve A. M. Kurganov tarafından geliştirilen ve daha sonra geliştirilen yoğunlukları sınırlama yöntemine dayanmaktadır.

Yazarlar, Tavsiyelerin hazırlanmasındaki yardımları için Devlet Üniter Girişimi Soyuzvodokanalproekt'in baş uzmanına, Teknik Bilimler Adayına ve ayrıca VODGEO Bilimsel Araştırma Enstitüsü "Toplama Sistemleri, şehirlerin ve endüstriyel işletmelerin yerleşim alanlarından yüzey akışının yönlendirilmesi ve işlenmesi" (6-7 Nisan 2005 Moskova) yeni baskıÖneriler, görüş ve öneriler için.

1 1983 yılında VNII VODGEO tarafından yayınlanan "Sanayi işletmelerinin topraklarından yüzey akışının arıtılması için tesislerin tasarımı ve su kütlelerine salınması için koşulların hesaplanması için geçici tavsiyeler" bu tavsiyelerin yayınlanmasıyla geçersiz hale geldi. .

Bölüm 1 Mevzuat ve Düzenleyici Belgeler

1. Rusya Federasyonu Su Kanunu 16 Kasım 1995 .

3. Koruma kuralları yüzey suyu. - M., 1991.

4. SanPiN 2.1.5.980-00. Hijyen gereksinimleri yüzey sularının korunmasına yöneliktir.

5. GOST 17.1.3.13-86. Genel Gereksinimler yüzey sularının kirlilikten korunması.

6. Sistemleri kullanma kuralları kamu su temini ve kanalizasyon fiyatı Rusya Federasyonu'de. | 12 Şubat 1999 tarih ve 000 sayılı Rusya Federasyonu Hükümeti Kararnamesi ile onaylanmıştır.

7. SNiP 2.04.03-85. Kanalizasyon. Dış ağlar ve yapılar.

8. SNiP 23-01-99. Bina klimatolojisi.

9. GOST 17.1.1.01-77. Doğanın Korunması. Hidrosfer. Suların kullanımı ve korunması. Temel terimler ve tanımlar.

10. GOST 17.1.3.13-86. Doğanın Korunması. Hidrosfer. Su kütlelerinin sınıflandırılması.

11. SanPiN 2.2.1/2.1.1.1200-03. Sıhhi ve epidemiyolojik kurallar ve düzenlemeler.

12. GOST 27065-86. Su kalitesi. Terimler ve tanımlar.

13. GOST 19179-73. Arazi hidrolojisi. Terimler ve tanımlar.

14. Balıkçılık standartlarının listesi: izin verilen maksimum konsantrasyonlar (MAC) ve gösterge niteliğinde güvenli maruz kalma seviyeleri (SLI) zararlı maddeler balıkçılık amaçlı su kütlelerinin suları için. 28 Haziran 1999 tarih ve 96 sayılı Roskomrybolovstvo emriyle onaylanmıştır.

15. GN 2.1.5.1315-03. İzin Verilen Maksimum Konsantrasyonlar (MAC) kimyasal maddeler ekonomik ve içme ve kültürel ve evsel su kullanımı nesnelerinin sularında. Hijyenik standartlar. Rusya Federasyonu Baş Devlet Sıhhi Doktorunun 30 Nisan 2003 tarih ve 78 sayılı Kararı ile onaylandı ve yürürlüğe girdi.

16. GN 2.1.5.1316-03. Aşağı yukarı kabul edilebilir seviyeler(ODU) içme ve kullanma suyu kullanımı için su kütlelerinin suyundaki kimyasallar. Hijyenik standartlar. Rusya Federasyonu Baş Devlet Sıhhi Doktorunun 01.01.01 tarih ve 78 sayılı Kararı ile onaylandı ve yürürlüğe girdi.

Bölüm 2. Terimler ve tanımlar

Bu belgenin amaçları doğrultusunda aşağıdaki terimler ve tanımlar geçerlidir:

DEPOLAMA KAPASİTESİ(yüzey akış akümülatörü) - sonraki arıtma amacıyla yerleşim alanlarından ve işletme alanlarından yüzey atık sularının akış hızını ve bileşimini almak, toplamak ve ortalamasını almak için bir tesis.

Bugün ısıtma sisteminin hidrolik hesaplamasının nasıl yapıldığını analiz edeceğiz. Gerçekten de, bugüne kadar, bir hevesle ısıtma sistemleri tasarlama pratiği yayılıyor. Bu temelde yanlış bir yaklaşımdır: ön hesaplama yapmadan malzeme tüketiminde çıtayı yükseltir, anormal çalışma modlarını kışkırtır ve maksimum verimlilik elde etme fırsatını kaybederiz.

Hidrolik hesaplamanın amaçları ve hedefleri

Mühendislik açısından bakıldığında, bir sıvı ısıtma sistemi, ısı üretmek, onu taşımak ve ısıtılmış odalarda serbest bırakmak için cihazlar da dahil olmak üzere oldukça karmaşık bir kompleks gibi görünmektedir. İdeal çalışma modu hidrolik sistemısıtma, soğutucunun kaynaktan maksimum ısıyı emdiği ve hareket sırasında kayıp olmadan oda atmosferine aktardığı bir ısıtma olarak kabul edilir. Tabii ki, böyle bir görev tamamen ulaşılamaz görünüyor, ancak daha düşünceli bir yaklaşım, sistemin davranışını tahmin etmemize izin veriyor. çeşitli koşullar ve karşılaştırma ölçütlerine mümkün olduğunca yaklaşın. Bu, en önemli kısmı hidrolik hesaplama olarak kabul edilen ısıtma sistemlerinin tasarımının ana amacıdır.

Hidrolik hesaplamanın pratik amaçları aşağıdaki gibidir:

1. Soğutma sıvısının sistemin her bir düğümünde hangi hızda ve hangi hacimde hareket ettiğini anlamak.
2. Cihazların her birinin çalışma modundaki bir değişikliğin bir bütün olarak kompleksin tamamı üzerindeki etkisini belirleyin.
3. Hangi performans ve performansı belirleyin bireysel düğümler ve cihazlar, ısıtma sisteminin işlevlerini önemli bir maliyet artışı olmadan yerine getirmesi ve makul olmayan derecede yüksek bir güvenlik marjı sağlaması için yeterli olacaktır.
4. Sonuç olarak, çeşitli ısıtma bölgelerine kesinlikle ölçülü bir termal enerji dağılımı sağlamak ve bu dağılımın yüksek bir sabitlik ile sürdürülmesini sağlamak gerekir.

Daha fazlasını söyleyebiliriz: en azından temel hesaplamalar olmadan, kabul edilebilir stabilite ve uzun süreli ekipman kullanımı elde etmek imkansızdır. Aslında, bir hidrolik sistemin çalışmasını modellemek, tüm diğer tasarım geliştirmelerinin üzerine inşa edildiği temeldir.

Isıtma sistemleri çeşitleri

Bu tür mühendislik hesaplamalarının görevleri, hem ölçek hem de konfigürasyon açısından ısıtma sistemlerinin yüksek çeşitliliği nedeniyle karmaşıktır. Her biri kendi yasalarına sahip olan birkaç tür ısıtma değişimi vardır:

1. İki borulu çıkmaz sistemler a - cihazın en yaygın versiyonu, hem merkezi hem de bireysel ısıtma devrelerini düzenlemek için çok uygundur.

Isı mühendisliğinden hidrolik hesaplamaya geçiş, kütle akışı kavramı, yani her bölüme sağlanan belirli bir soğutucu kütlesi kavramı tanıtılarak gerçekleştirilir. ısıtma devresi. Kütle akışı, gerekli ısı çıkışının, soğutucunun özgül ısı kapasitesinin ürününe ve besleme ve dönüş boru hatlarındaki sıcaklık farkının oranıdır. Yani taslakta ısıtma sistemi nominal kütle akışının gösterildiği kilit noktaları not edin. Kolaylık sağlamak için, kullanılan ısı taşıyıcının yoğunluğu dikkate alınarak hacimsel akış da paralel olarak belirlenir.

G \u003d Q / (c (t 2 - t 1))

• Q gerekli termal güçtür, W
• c - 4200 J / (kg ° С) kabul edilen su için soğutucunun özgül ısı kapasitesi
• ΔT \u003d (t 2 - t 1) - besleme ve dönüş arasındaki sıcaklık farkı, ° С

Buradaki mantık basit: teslim etmek Gerekli miktar radyatöre ısı vermek için, önce birim zamanda boru hattından geçen belirli bir ısı kapasitesine sahip soğutma sıvısının hacmini veya kütlesini belirlemelisiniz. Bunu yapmak için, hacimsel akışın borunun iç geçişinin kesit alanına oranına eşit olan devredeki soğutucu akışkanın hareket hızını belirlemek gerekir. Hız, kütle akışına göre hesaplanırsa, paydaya soğutucu yoğunluğunun değeri eklenmelidir:

V = G/(ρ f)

• V, soğutucunun hızıdır, m/s
• G - soğutucu akış hızı, kg / s
• ρ, soğutucunun yoğunluğudur, su için 1000 kg / m3 alabilirsiniz
• f borunun kesit alanıdır, π- r 2 formülü ile bulunur, burada r borunun iç çapıdır, ikiye bölünür

Dekuplaj borularının nominal çapının yanı sıra akış ve basıncı belirlemek için akış ve hız verilerine ihtiyaç vardır. sirkülasyon pompaları. cihazlar zorunlu dolaşım boruların ve vanaların hidrodinamik direncinin üstesinden gelmek için aşırı basınç oluşturmalıdır. En büyük zorluk, gerekli aşırı basıncın ısıtılmış soğutucunun hacimsel genleşme hızı ve derecesinden hesaplandığı doğal (yerçekimi) sirkülasyonlu sistemlerin hidrolik olarak hesaplanmasıdır.

Baş ve basınç kayıpları

İdeal modeller için parametrelerin yukarıda açıklanan ilişkilere göre hesaplanması yeterli olacaktır. V gerçek hayat hem hacimsel akış hem de soğutma sıvısı hızı, her zaman için hesaplananlardan farklı olacaktır. farklı noktalar sistemler. Bunun nedeni, soğutucunun hareketine karşı hidrodinamik dirençtir. Bir dizi faktörden kaynaklanmaktadır:

1. Soğutucunun boruların duvarlarına karşı sürtünme kuvvetleri.
2. Bağlantı parçaları, musluklar, filtreler, termostatik vanalar ve diğer bağlantı parçaları tarafından oluşturulan akışa karşı yerel direnç.
3. Bağlantı ve dallanma türlerinin dallarının varlığı.
4. Dönüşlerde, daralmalarda, genişlemelerde vb. türbülanslı girdaplar.

Basınç düşüşünü ve hızı bulma problemi farklı bölgeler sistem haklı olarak en karmaşık olarak kabul edilir, hidrodinamik ortam hesaplamaları alanındadır. Böylece, sıvı sürtünme kuvvetleri yaklaşık iç yüzeyler borular, malzemenin pürüzlülüğünü ve kinematik viskoziteyi hesaba katan bir logaritmik fonksiyonla tanımlanır. Çalkantılı girdapların hesaplamaları ile daha da zordur: en ufak değişiklik kanalın profili ve şekli her bir durumu benzersiz kılar. Hesaplamaları kolaylaştırmak için iki referans katsayı tanıtılmıştır:

1. Kv'ler- boruların, radyatörlerin, ayırıcıların ve doğrusala yakın diğer alanların verimini karakterize etmek.
2. Kms- çeşitli bağlantılarda yerel direncin belirlenmesi.

Bu katsayılar, her bir ürün için boru, valf, musluk, filtre üreticileri tarafından belirtilir. Katsayıları kullanmak oldukça kolaydır: basınç kaybını belirlemek için Kms, soğutma sıvısı hızının karesinin serbest düşüş ivmesinin iki katına oranıyla çarpılır:

Δh ms = K ms (V 2 /2g) veya Δp ms = K ms (ρV 2/2)

• Δh ms - yerel dirençlerde basınç kaybı, m
• Δp ms - yerel dirençlerde basınç kaybı, Pa
• K ms - katsayı yerel direnç
• g - serbest düşüş ivmesi, 9,8 m/s 2
• ρ, su için 1000 kg / m3 soğutucunun yoğunluğudur

Doğrusal bölümlerdeki basınç kaybı, kanal kapasitesinin bilinen kapasite faktörüne oranıdır ve bölmenin sonucu ikinci güce yükseltilmelidir:

P \u003d (G / Kvs) 2

• P - kafa kaybı, bar
• G - soğutucunun gerçek akış hızı, m3 / saat
• Kvs - verim, m 3 / saat

Sistem ön dengelemesi

Isıtma sisteminin hidrolik hesaplanmasının en önemli nihai amacı, her bir ısıtma devresinin her bir parçasına belirli bir sıcaklığa sahip kesin olarak ölçülen bir soğutucu sıvısının girdiği ve ısıtma cihazlarında normalleştirilmiş ısı salınımını sağlayan bu tür verim değerlerinin hesaplanmasıdır. . Bu görev ilk bakışta zor görünüyor. Gerçekte dengeleme, akışı kısıtlayan kontrol vanaları ile yapılır. Her valf modeli için, hem tam açık durum için Kvs faktörü hem de valf için Kv faktör eğrisi gösterilir. değişen dereceler ayar çubuğunun açılması. Genellikle bağlantı noktalarına monte edilen vanaların kapasitesini değiştirerek ısıtma cihazları, soğutucunun istenen dağılımını ve dolayısıyla aktardığı ısı miktarını elde etmek mümkündür.

Bununla birlikte, küçük bir nüans vardır: sistemin bir noktasındaki verim değiştiğinde, yalnızca incelenen bölümdeki gerçek akış değişmez. Akıştaki bir azalma veya artış nedeniyle, diğer tüm devrelerdeki denge bir dereceye kadar değişir. Örneğin, soğutucunun yaklaşan hareketine paralel olarak bağlanan farklı termal güce sahip iki radyatör alırsak, o zaman devrede ilk olan cihazın verimindeki bir artışla, ikincisi nedeniyle daha az soğutucu alacaktır. hidrodinamik dirençteki farkta bir artış. Aksine, kontrol valfi nedeniyle akış azaldığında, zincirin aşağısındaki diğer tüm radyatörler otomatik olarak daha büyük miktarda soğutma sıvısı alacak ve ek kalibrasyona ihtiyaç duyacaktır. Her kablolama türünün kendi dengeleme ilkeleri vardır.

Hesaplamalar için yazılım kompleksleri

Açıkçası, manuel hesaplamalar yalnızca her birinde 4-5 radyatör bulunan maksimum bir veya iki devreli küçük ısıtma sistemleri için doğrulanır. 30 kW'ın üzerinde termal güce sahip daha karmaşık ısıtma sistemleri, kullanılan araç yelpazesini kalem ve kağıdın çok ötesine genişleten hidrolik hesaplamasına entegre bir yaklaşım gerektirir.

Bugün yeterince var çok sayıda yazılım tedarik edilen en büyük üreticiler Valtec, Danfoss veya Herz gibi ısıtma teknolojisi. Hidrolik davranışını hesaplamak için bu tür yazılım sistemlerinde, incelememizde açıklanan aynı metodoloji kullanılır. İlk olarak, görsel düzenleyicide tasarlanan ısıtma sisteminin tam bir kopyası modellenir ve bunun için ısı çıkışı, soğutma sıvısı türü, boru hattı düşüşlerinin uzunluğu ve yüksekliği, kullanılan bağlantı parçaları, radyatörler ve yerden ısıtma serpantinleri ile ilgili veriler gösterilir. Program kitaplığı, üreticinin önceden belirlediği çalışma parametrelerini ve temel katsayıları her ürün için çok çeşitli hidrolik cihazlar ve bağlantı parçaları içerir. İstenirse, gerekli özellik listesi kendileri için biliniyorsa üçüncü taraf cihaz örnekleri eklenebilir.

Çalışmanın sonunda, program uygun olanı belirlemeyi mümkün kılar. koşullu geçiş sirkülasyon pompalarının yeterli debisini ve basıncını seçin. Hesaplama, sistemin dengelenmesiyle tamamlanırken, hidrolik çalışmasının simülasyonu sırasında, sistemin bir düğümünün verimindeki değişikliklerin diğerleri üzerindeki bağımlılıkları ve etkisi dikkate alınır. Uygulama, ücretli yazılım ürünlerinin bile geliştirilmesinin ve kullanımının, hesaplamaların sözleşmeli uzmanlara emanet edilmesinden daha ucuz olduğunu göstermektedir.

Yerleşim alanlarından ve işletme alanlarından yüzeysel (yağmur, eriyik, sulama) atık suların bertarafı ve arıtılması için sistemlerin tasarımını düzenleyen düzenleyici ve metodolojik belgeler ve ayrıca SP 32.13330.2012 “Kanalizasyon. Dış ağlar ve yapılar” ve “Yerleşim alanlarından ve işletme alanlarından yüzey akışının toplanması, yönlendirilmesi ve arıtılması ve su kütlelerine salınması için koşulların belirlenmesi için sistemlerin hesaplanması için öneriler” (JSC “NII VODGEO”). Bu belgeler, yerleşim alanları ve kirlilik açısından kendilerine yakın işletmelerin siteleri için yıllık akış hacminin en az% 70'i miktarında yüzey akışının en kirli kısmının arıtma için bertarafına izin verir ve tüm toprakları toksik özelliklere veya önemli organik madde içeriğine sahip belirli maddelerle kirlenmiş olabilecek işletmelerin alanlarından gelen akış hacmi. Kabul edilen ortak tasarım uygulaması mühendislik yapıları Yoğun (yağmur fırtınası) nadir sıklıkta yağmurlar ayırma odalarından (fırtına deşarjları) bir su kütlesine düştüğünde atık suyun bir kısmının kısa süreli deşarjına izin veren ayrı ve birleşik kanalizasyon sistemleri. Bölgesel yönetimlerin başarısızlıkları ile ilgili durumlar göz önünde bulundurulur. Devlet uzmanlığı ve Federal Balıkçılık Ajansı, atık suyun sıhhi arıtma ve nötralizasyondan geçmemiş su kütlelerine boşaltılmasını yasaklayan Rusya Federasyonu Su Kanunu'nun 60. Maddesi temelinde tasarlanmış sermaye inşaat tesislerindeki faaliyetlerin uygulanmasını koordine etmede .

anahtar kelimeler

Atıf yapılan literatür listesi

1. Danilov O.L., Kostyuchenko P.A. pratik rehber seçim ve geliştirme ile enerji tasarrufu projeleri. - M., CJSC Tekhnopromstroy, 2006. S. 407–420.
2. Yerleşim alanlarından, işletme alanlarından yüzey akışını toplamak, yönlendirmek ve arıtmak için sistemlerin hesaplanması ve su kütlelerine salınması için koşulların belirlenmesi için öneriler. SP 32.13330.2012 “Kanalizasyon. Harici ağlar ve yapılar” (SNiP 2.04.03-85'in güncellenmiş versiyonu). - M., OJSC "NII VODGEO", 2014. 89 s.
3. Vereshchagina L.M., Menshutin Yu.A., Shvetsov V.N. Yüzey atık sularının uzaklaştırılması ve arıtılması için sistemlerin tasarımı için düzenleyici çerçeve hakkında: IX Bilimsel ve Teknik Konferansı "Yakovlevsky Okumaları". – M., MGSU, 2014. S. 166–170.
4. Molokov M. V., Shifrin V. N. Şehirlerin ve sanayi bölgelerinin topraklarından yüzey akışının saflaştırılması. – M.: Stroyizdat, 1977. 104 s.
5. Alekseev M. I., Kurganov A. M. Kentsel alanlardan yüzey akışının (yağmur ve eriyik) saptırılması organizasyonu. - M.: Yayınevi ASV; SPb, SPbGASU, 2000. 352 s.