TÀI LIỆU THAM KHẢO
CHUONG 5: CHUONG 5: TINH TOAN THIET KE DUONG ÔNG DẪN NƯỚC
Mục đích của việc tính toán ống dẫn nước là xác định kích thước hợp lý của đường ống, xác định tông tôn thất trở lực và chọn bơm:
Hệ thống đường ống dẫn nước gồm 2 hệ thống:
- Hệ thống nước lạnh: làm nhiệm vụ đưa lạnh từ bình bay hơi tới những nơi tiêu thụ và đưa nước ấm từ các nơi tiêu thụ về bình bay hơi. Nước trong hệ thống này đã được xử lý và tuần hoàn theo chu trình kín.
- Hệ thống nước giải nhiệt: có nhiệm vụ đưa nước giải nhiệt từ bình ngưng lên tháp giải nhiệt và ngược. Nước tuân hoàn theo chu trình hở nên có thất thoát nước tại vị trí tháp giải nhiệt vì thế cần phải có hệ thống bỏ sung nước từ bên ngoài.
Hệ thống đường ống dẫn nước gồm có các phần cơ bản sau:
- _ Ông dẫn nước (ống chính, ống nhánh, ống nước đọng, ống nước bê sung...) - Bom nước
- Cac loai van, co (van tay, van điện từ), Bộ lọc (chủ yếu là các bệ lọc Y tại đầu hút bơm), Các cảm biến áp suất và nhiệt độ, Thiết bị xử lý nước.
5.2. Phương pháp tính toán thiết kế đường ông dẫn nước a) Xác định lưu lượng nước chảy trong ông
yoo
Pp. Cp. At Trong đó:
o_ V~ Lưu lượng nước di chuyên qua ống, m3/s.
o_ Qo- Năng suất lạnh yêu cầu của không gian cân điều hòa, kW o_ At- Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra
o_ Óp- Nhiệt dụng riêng của nước ở nhiệt độ trung bình tính toán, kJ/kgK o_ p- Khối lượng riêng của nước kg/m?
b) Tốc độ nước chảy trong ống
Lựa chọn tốc đệ nước chảy cũng phải dựa trên nhiều yếu tó đề có giá trị phù hợp nhất.
Với cùng một lưu lượng không đổi, nêu ta chọn vận tốc nước nhỏ thì yêu cầu đường ống kích thước lớn như vậy chỉ phí đầu tr ban đầu sẽ cao, tốn thất nhiệt trên đường ống lớn,
87 SVTH: Ngô Viết Gia Đạt
CHƯƠNG 5 GVHD: TS. V6 Kién Quéc
tuy nhiên các tôn thất áp suất trên đường ống nhỏ. Còn nếu như ta chọn vận tốc nước lớn thì kích thước ống sẽ nhỏ gọn hơn, tôn thất nhiệt giảm nhưng tôn thất áp suất trên đường ống tăng lên làm cho bơm phải hoạt động với công suất lớn nhự vậy chỉ phí vận hành sẽ cao. Theo kinh nghiệm võn tốc nước nờn thường cú giỏ trị khoảng ứ = 0,8 - 2,5 m/s.
4V
đụ, = |—
Tl. @
@ -van téc nuéc chuyén déng trong éng, m/s.
C) Xae dinh kich thuéc ống:
Trong đó:
- _ Dựa vào kết quả tính đường kính, chọn đường kính ống theo tiêu chuân - _ Sau khi đã chọn đường kính tiêu chuản, tính lại tốc độ nước trong ống đề kiêm tra.
d) Lựa chạn vật liệu ống: Lựa chọn vật liệu ống phô biến và được khuyên dùng, phù hợp với ứng dụng công trình.
e) Van và các phụ kiện: Lựa chọn các loại van và phụ kiện thường dùng trong các đường ống nước của hệ thông Chiller trong công trình.
f) Tén that 4p suat:
Tổn thất áp suất của nước chảy trong ống là đại lượng để chọn bơm có cột áp thích hợp.
Khi nước cháy trong óng thì có 2 dạng trở lực xuất hiện bao gồm ma sát theo chiều dài đường ống và trở kháng cục bộ tại các phụ kiện trên ống. Ta có:
Ap = Apms + Aden + Ape
Trong đó:
Apms: tôn thất ma sát trên đường ống nước.
Apen: tên thất cục bộ trên đường ống nước.
Api: Cột áp tĩnh trên đường ống nước.
ô Đối với hệ thống ống dẫn nước lạnh: vỡ đõy là hệ thống nước chảy theo vũng tuần hoàn kín nên phần cột áp tĩnh của mức cấp đi lên đã bị triệt tiêu do nước hồi chạy xuống. Vì Vậy trong trường hợp này Api =
ô Đối với hệ thụng ỗng dẫn nước ghi nhiệt: đõy là hệ thống hở, vỡ vậy trong trường hợp này cần phải xác định Api.
88
SVTH: Ngô Viết Gia Đạt
% Xác định ảnh hưởng của áp suất theo phương pháp hệ số trở kháng
Theo công thức (6.2), (6.3), (6.4) tài liệu [1]:
lọ w?
d' 2
Ap,, = Ép. SỐ Pa
AĐ„¿ = Â ,Pa
Trong đó:
- ]— Chiều đài đoạn ống, m
-_ p— Khối lượng riêng của nước, kg/m°
- œ- Tốc độ nước, m/s - _.À— Hệ số trở kháng ma sát - €- Hệ số trở kháng cục bộ Khi dòng chảy tầng Re < 2.10:
_ 64 _ 64v
Re od Trong đó:
-v— độ nhớ động học của nước, m?/s Khi dòng chảy với Re > 10000:
A= 1
(1,82logRe — 1,64)?
% Xác định ảnh hưởng của áp suất theo phương pháp đồ thị
Đề đơn giản hóa việc tính toán tôn thất áp suất cho hệ thống đường ống nước, người ta lập các dé thị dé tra được ngay tên thất áp suất trên một đơn vị chiều dài phụ thuộc vào đường kính và tốc độ nước chảy bên trong óng:
Ap = L. Apim, Pa Trong đó:
Apim - tên thất áp suất trên 1m chiều dài ng, Pa/m
Các phụ kiện trên đường ống như van, tê, co... sẽ được quy ra chiều đài tương đương dé tính tốn thất áp suat.
89
SVTH: Ngô Viết Gia Đạt
CHƯƠNG 5 GVHD: TS. V6 Kién Quéc
g) Lựa chọn bơm:
Dựa trên tông tốn thất áp suất trên đường ống dài nhất và lưu lượng qua mỗi bơm tính được để lựa chọn bơm theo tiêu chuẩn thị trường.
5.3. Tính toán hệ thắng ống dẫn nước lạnh 5.3.1. Phương án lắp đặt hệ thông ống dẫn nước lạnh
Hệ thống ống dẫn nước lạnh của công trình bao gồm 2 đường ống chính, vậy công trình sẽ có 2 khu vực để lắp đặt cho 2 đường ống chính, mỗi khu vực được gọi là trục l và trục II. Các đường ống chính đều đi thắng từ tầng B1 đến tầng 4.
s Ưu điểm của phương án: khi lắp đặt 2 đường ông chính cho công trình, khi vào thời điểm ít người, phụ tái ít nên lưu lượng cân thiết trong ống giảm, vân tốc giảm đi và được chia đều cho hai ống, nên sẽ có bơm không cần hoạt động mà vẫn đáp ứng được tái cần. Vì vậy phương án này có lợi cho chỉ phí vận hành
e Nhược điểm của phương án: vì lắp dat 2 éng di đều thăng từ tầng BI đến tầng 1 cùng với việc phân bó đường đi của ống để đến 2 khu vực trục l và II nên sẽ cần đặt hàng cho nhiều đường ống, vì vậy sẽ tốn kém cho chi phi đầu tư ống nước.
5.3.2. Tính toán đường ống nhánh nỗi với đầu vào ra từng bình bay hơi
Công trình vận hành 3 tê máy nên có 3 bình bay hơi hoạt động, mỗi bình tương ứng có mãi ng nhánh nói từ ống góp. Tương tự ở đầu hút và đầu đây của mỗi bơm cũng có mỗi ống nhánh được nối từ ống góp.
* Lưu lượng nước cung cấp Ta có:
1450
V= căng“ 1895.1000 = 0,0692 m3/s Trong đó:
o_ V~ Lưu lượng nước di chuyên qua ong, m*/s.
o Qo-Nang suất lạnh yêu câu của một Chiller, Qo = 1450 kw o At-Dé chénh nhiệt độ nước vào và ra khỏi dàn lạnh, At = 5°C
© Cp= 4,189 kJ/kgK Nhiệt dung riêng của nước ở nhiệt độ trung bình.
© p- Khối lượng riêng của nước kg/mẺ, p = 1000 kg/mŠ
$% Đường kính ống nước
90 SVTH: Ngô Viết Gia Đạt