Жылу жүйелері мен абоненттердің өзара әсерлері
4
5
6
7
Аннотация
В дипломном проекте изложены вопросы разработки системы управления
гидравлическим режимом магистрального теплопровода. В ходе изучения
данной темы был проведен анализ существующей системы управление в городе
Талдыкорган и были выявлены недостатки. В работе составлена модель
тепловой сети одного микрорайона с учетом всех составляюших, используемых
в построении реального объекта. На основе модели разработано окно
диспетчера, управляющего всей автоматизированной системой и в которой
выводится пьезометрический график в режиме реального времени.
Проведен расчет технико-экономических показателей по
индивидуальному заданию и решение ряда вопросов по безопасности
жизнедеятельности.
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыста магистралды жылу тасымалдауының
гидравликалық режимін басқару жүйесін жасау мәселелері қарастырылды.
Жобаны зерттеу барысында Талдықорған қаласының қызмет етіп тұрған жылу
жүйесінің анализі жасалып, кемшіліктері анықталды. Осы жұмыста шынайы
объектіні құрастыруда қаралатын барлық аспектілердің негізінде жасалған бір
ықшам ауданның жылу жүйесінің моделі жасалды. Құрастырылған модель
негізінде диспетчердің бақылау терезесі жасалды. Осы программаланған
терезеден барлық автоматтандырылған жүйенің басқарылуын және нақты
уақытта жиналатын пьезометр графигін көреміз.
Жеке тапсырма бойынша техника-экономикалық көрсеткіштері және
өміртіршілік қауіпсіздігі мәселелері бойынша бірқатар есептердің шешімі
келтірілді.
Abstract
The issues of development of the management system for main heating conduit
by hydraulic control are considered in this thesis project. During the study of this topic
we analyzed the current management system in Taldykorgan city and identified the
shortcomings of this system. The model of heating network for the one district in
consideration of all components that using in real object construction is developed in
this paper. On the base of this model was developed supervisor's window for the
management of all automatic system. The piezometric graph is drawn in compliance
with real-time and showed at this window.
The technical and economic parameters are calculated by the individual tasks,
and solved many questions of personal and social safety in this thesis project.
8
Мазмұны
Кіріспе
1 Технологиялық бөлім
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесі басқару құрылғысы ретінде
1.1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің басқару құрылғысындағы
ерекшеліктері
1.1.2 Ағын бөлінісін өткізуге қабілетті жүйесі
1.1.3 Суды тұтыну режимдері және жылу жүйесіндегі жылумен
қамтамасыз ету
1.1.4 Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің қазіргі жағдайы және
жобасы
1.2 Жылу жүйелері мен абоненттердің өзара әсерлері
1.2.1 Абоненттік қамтамасыз етілуі, желілік насостарға қажетті ағын
және қажетті қуат
1.2.2 Гидравликалық режимдерді қолдау тәсілдері
1.2.3 Шығынның қысымнан тәуелділігі
1.2.4 Қысым мен шығынды реттегіштің көмегімен желідегі ағынның
таралуын есептеу
1.2.5 Қысым мен кері клапандардағы, шығынды реттегіштер
функциясын алу үшін процедуралар
1.2.6 Шығындарды реттеуіш кедергісін есептеу
1.2.7 Пьезометриялы график
2 Арнайы бөлім
2.1 Гидравликалық режимді модельдеу
2.2 Еpanet программасындағы Талдыкорган каласының Самал ықшам
ауданының жылу желісінің моделі
2.3 Delphi программасында құрылған диспетчерлік бақылау терезесі
3 Техника - экономикалық негіздеу бөлімі
3.2 Жүйені құруға кететін капиталды шығындар
3.2.1 Есептеуіш жабдықтарды сатып алуға кететін капиталды
шығындар
3.2.2 Жабдықтарды монтаждауға кететін шығындар
3.2.3 Есептеуіш комплекске бөлінетін амортизациялық
қаражат(шығындар)
3.2.4 Электроэнергия шығындары
3.3 Жүйені еңгізудің экономикалық тиімділін есептеу
4 Өміртiршiлiк қауіпсіздігі бөлігі
4.1 Диспечерлік пунктің табиғи желдетуi
4.2 Диспечерлік пунктегі жасанды жарықтандыру туралы мәліметтер
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер
Қосымша А
9
6
7
8
8
11
14
17
17
17
19
21
23
23
24
25
29
39
32
35
40
40
42
42
43
43
43
45
45
51
58
59
60
Кіріспе
Жылумен қамтамасыз ету жүйелері еліміздегі отынэнергетика
ресурстарын орасан зор тұтынушы болып табылады. Осы жүйелердің қалыпты
жұмыс істеуінен жылытылатын ғимараттардағы жылу жайлылық шарттарына
адамдардың хал-жағдайы, еңбек өнімділігі және т.б. тәуелді.
Өндірістік
кәсіпорындар қатарында сапалы өнім шығару микроклиматтың нормаланатын
параметрлерін сақтауды талап етеді. Сонымен, жылумен қамтамасыз ету
жүйесінің сапасын, сенімділігін, үнемділігін арттыру мәселесінің мемлекеттік
маңызы бар.
Технологиялық үдерістерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін
енгізу жылыту мен орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету
тәжірбиеде осы жүйелерді пайдаланудың техникалық деңгейін шұғыл
көтеруге және отынды елеулі үнемдеуге мүмкіндік береді. Отынды
үнемдеуден басқа, қарастырылатын жүйелерді автоматтандыру ғимараттарды
жылытудың сапасын жақсартуға, жылу жайлылық деңгейін, жылытылатын
ғимараттар мен құрылыстардағы өнеркәсіп және ауыл шаруашылық
өндірісінің эффективтілігін, сонымен бірге қызмет атқарушылар санын
азайтқанда жылумен қамтамасыз етудің сенімділігін арттыруға мүмкіндік
береді.
Жылытуды автоматты бағдарламалы реттеу жүйесін қолдану жылыту
режимін ары қарай жетілдіруге мүмкіндік береді, мысалы, түнгі уақытта
тұрғын ғимараттарында ауаның температурасын төмендету немесе жұмыс
істемейтін уақытта өндірістік және әкімшілік ғимараттарда жылу жіберілуді
төмендету, ол жылуды қосымша үнемдеуді және жайлы жағдай жасауды
қамтамасыз етеді.
Жылу желісінің елеулі бөлігі құбыр гидравликасы болып табылады.
Себебі тұтынушыларды жылумен қамтамасыздандыру тікелей гидравлика
заңдарына бағынады. Сонымен құбыр жүйелері - сипаттамалары жұмыс
уақыты кезінде әрқашан белгісіз заңдылық бойынша өзгеріп тұратын күрделі
динамикалық жүйелер Осыған байланысты құбыр жүйелерін жобалауда
гидравликалық жүйелерді модельдеу маңызды мәселе болып табылады. Бұл
жұмыста Талдықорған қаласының Самал ықшам ауданының жылу
желісінің гидравликалық моделі объектіден алынған мәліметтер негізінде
құрылады. Жиналған модель көмегімен басқару жүйесі және диспетчерге
арналған визуализация терезесі жасалады.
10
1 Технологиялық бөлім
Жылумен қамтамасыз ету жүйесі бұл коммунальдық және өндірістік
тұтынушылар үшін жылуды тарату және өндірістер, транспорттар үшін
тағайындалған құрал-жабдықтар кешені. Ол жылу көзінен (ЖЭО, аудандық
қазандықтар) жылутасымалдағыштарды жеткізу үшін өткізгіш құбырлар және
қосымша құрал жабдықтар (насостық станциялар, дроссольді станциялар,
тірелмелі, реттелетін, сақтандырғыштық арматуралар) және абоненттік
қондырғылар.
Жылу көзінде өндірілген жылу жылутасымалдағышқа беріледі (бу
немесе ыстық су), тасымалдаушы құбырлар жүйесі арқылы тұтынушыларға
беріледі, яғни жылуалмастырғыштан алынады немесе жылутасымалдағышпен
бірге тұтынылады.
Жылутасымалдығыштың түріне байланысты жылумен тасымалдау
қамтамасыз ету жүйелері тұтынушыларға жылуды тасымалдау үшін бу және
сумен жұмыс істейтін болып бөлінеді. Ресейде бумен қамтамасыз ету тек
өндірістік кәсіпорындарда қолданылады. Тұрғын және қоғамдық
ғимараттарды жылумен қамтамасыз ету жылумен қамтамасыз ету жүйесінің,
судың көмегімен іске асырылады.
Сумен жұмыс істейтін жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде жылу
тасымалдағыш қызметін су аткарады. Ол жылу көзінде қыздырылады және
жылу тұтынатын қондырғыларда салқындайды. Тұтынушыда салқындаған су
жылу көзіне оралады.
Тұрмыста жылумен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі қажеттіліктері:
жылумен қамтылатын тұрғындық жерлер, жылы желдеткіш ауа,
салқындатқыш ауа, адамға қауіпсіз температурадағы ыстық судың шығуы. Су
жүйесінің жылумен қамтамасыз ету абоненттік құрылғылары жылу алмасу,
арнайы құралдар, температура төмендеуіндегі бірлік желідегі суға тәуелсіз
мақсатпен қолданылады. Коммуналдық, абоненттік құрылғының қосылуының
негізгі түрлері: элеватор, насостың көмегімен араластыратын жылыту. Ыстық
суды дайындау қайталанбас суды таңдау жүйенің ашық жүйелері арқылы
жасалады немесе жабық жүйеде жылу алмасу арқылы ыстық сумен
қамтамасыз етіледі.
Осы жұмыс режиміне тәуелділігінің арқасында жылулық жүйеде
ерекшеленеді. Қазіргі уақытта жылулықпен қамтамасыз ету жүйесі орнына
ыстық сумен қамтамасыз етілетін жылу алмасулар және қайталанбас суды
талдау.
Жылу беру кейінгі тәсілдер арқылы жүзеге асып отырады:
- сапаның күнделікті шығынға ұшырауы желіге түсетін
температураның өзгеруіне байланысты;
- тұрақты температурада жылумен қамтамасыз ету жүйесінде судың
шығынының өзгеруі;
- түсетін желідегі - сандық реттелуі;
11
- жылумен қамтамасыз ететін жүйеде - жылу тасымалдағыштың
шығыны және желіге түсетін бір уақыттағы температураның өзгеруі;
- жылу беретін құралдардың сыртқы бетінің өзгеруі.
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесі басқару құрылғысы ретінде
1.1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің басқару құрылғысындағы
ерекшеліктері
Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелері басқару
құрылғысында ерекшеліктерімен қатар сипатталады. Бастысы жүйенің
күрделігі және стохостикалық факторларға қарсылығы болып табылады.
Қызмет атқару режимі екі түрлі маңызды параметрлермен сипатталады: жылу
тасмалдағыштың температурасы және қысымның өзгеруі. Бұл кезде
орталықтандырылған жылумен қамтамасыз
ету жүйелерінің маңызды
айырмашылығы басқа құбыр желісі жүйелерінен (су құбыры, газ құбыры,
мұнай құбыры және басқа да таратушы жүйелерден) тұрады. Бұл жағдайда
қысымды және температураны беру трактасы бойынша динамикалық
сипаттамалары бірден өзгереді. Желідегі шығындардың өзгерісі іс жүзінде
лезде орындалады (сығылмаған сұйықтағы дыбыс жылдамдығынан жоғары),
бұл уақытта температуралық толқынның жүруіне сағаттаған уақыттарды
қажет етеді, яғни, жылумен қамтамасыз ету жүйелері километрден де ұзақ, ол
магистральдағы жылу тасмалдағыштың шартты есептеулер бойынша
жылдамдығы 1,5 мс - тан аспайды.
Белгіленген үлкен транспорттық кешігу мен қатар үлкен сиымдылықты
кешігу бірдей тұтынушы инерциясының қоршауын тудырады. Бұл қоршаулар
өзіндік біртекті емес құрылымдарда жылу физикалық қасиеттерге ие болады.
Мысалы, әйнектелген терезе орналастыру қуысы мен қабырғалар
жиынтығының қатары және жылу өткізгішпен қосылған нөлдік инерцияға тең
болады. Мұндай қоршаулардың параллель жұмысы әртүрлі жылдамдықтағы
жылулық жоғалуға әкеліп соқтырады да, алдыңғы шарттағыдай түзетуді
есепке алу өз кезегімен өзіне тартылады және жақын аралық болжам болады
[12].
Жылумен қамтамасыздандыру жүйесінің құрылысындағы элементтердің
статистикалық және динамикалық сипаттамасы пайдалану үрдісінде тұрақты
болып қалмайды, ал заңдылықтың өзгерісі статистикалық болып табылады.
Жылу жүйесіндегі бірқатар элементтер жүйесінің шарттары және оның
факторының мінездемелік өзгерісі 1-кестеде көрсетілген.
Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің техникалық құрылымындағы
талдау сызбасы, абонент ендіру құрылысы мен қоғамдық жұмысының
принципін көрсетеді және жылумен қамтамасыз ету жүйесінің жұмыс істеп
тұрған жүйесі барлық көрсетілген нысанның автоматты басқару талаптарына
толық жауап бермейді.
12
Кесте 1 - Жылумен қамтамасыздандыру жүйесінің элементтерінің статикалық
және динамикалық сипаттамаларының өзгерістеріне себепті факторлар
Басқару үрдісінде жүйенің жұмыс режимі, жылумен қамтамасыз
жүйесінің адамның араласуымен әртүрлі деңгейдегі иерархия құрылымы мен
сипатталады. Бұл араласу инабатты, инабатты емес сипатта болуы мүмкін. Бұл
жағдайдағы араласу инабатты және инабатты емес сипаттама болады.
Нұсқаушының араласуымен орындалған іс-әрекет нұсқау уақытымен
қарастырылып, барлық жақтардың қанағаттандырылған келісімін инабатты
дейміз. Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің шығыны бағытталған жеке
қызығушылығының әрекеті
мен қарастырылған өндірістік нұсқаулық
инабатты емес болады. Инабатты емес ықтималдық әрекеті жылу берілудің
төмендеуінде абоненттік орнатудың төменгі есептік белгісінде өседі.
Көп сандық абоненттер бірлесіп ауызекі магистральды желілерді
кезеңдік бұрышты басқаруы жүйені жеткіліксіз жұмсақ және бұлтарысты
жасайды және жылу тасымалдағышқа ол арқылы артық мөлшерде өткізеді де
абонентке шарттар нашар бағдарланады. Су құбырлы элеваторларды
пайдаланып, тұрақты коэфициенттердің қосындысы (80% барлық ендіру)
жылу құбырындағы судың шығынын автоматты түрде реттеуіш қиындатады.
13 Элементтер
Процесс
сипаттамасы
Сипаттамалардың өзгерістеріне себепті
факторлар
Ғимараттың
сыртқы
қоршауы
Қоршаған ортаға
берілген жылу
Қоршаудың пайдалану кезіндегі
жылуөткізгіштк пен ауа өткізгіштігінің
өзгеруі.
Терезелердің разгермитизациясы немесе
тығыздалуы. Терезенің кірленуі.
Жылумен
қамтамасыздан
дырылған
ғимарат немесе
бөлме.
Жылуды жинау
(иннерциондылы
қ)
Ғимаратта орналасқан жабдықтар мен
заттардың саны мен құрамының өзгеруі.
Жылу желісінің
құбырының
бөлігі
Гидравликалық
кедергі
Коррозиялық және таттық шөгінді
Жылу желісінің
құбырының
бөлігі
Қоршаған ортаға
берілген жылу
Жылу сақтағыштың зақымдануы немесе
дымқылдануы.
Топырақ дымқылдылығының өзгеруі.
Жылу желісінің
құбырының
бөлігі
Траспорттық
кешігу
Жылу тасымалдығышының бөлік
бойынша шығынның өзгерісі
Сыртқы
қабатты жылу
алмастырғыш
Гидравликалық
кедергі
Коррозиялық және таттық шөгінді
Сыртқы
қабатты жылу
алмастырғыш
Жылу
алмасуының
интенсивтілігі
Коррозиялық шөгінді, таттың пайда
болуы, Жылу тасымалдығыштың
шығынының өзгерісі
Қолданылған бір трубалы жылу құбырының жүйесі жылу құбырындағы
приборлардың жылу бергішіндегі жеке түзеткіштерді орнатуға қауқарсыз.
Қазандықтың технологиялық сызбасы құбырдағы үздіксіз шығынның
төмендеуі немесе тұрақты ағындағы шығыс колекторының көмегіне
бағдарланады. Жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі судың жүйелік
шығынының тиімді автоматтандырылған әсері [12] көрсетілгендей ауысу
керек.
Басқарудың интеграциялық жүйесін құру [10]-дей назар аудартады және
техника-экономикалық жоспарланған жүйені өзіне қосып алғандай, өндірістегі
техникалық үдерісті басқару жүйесіндей жылу тұтынудың бөлінісіндей
болады.
Жылулықты басқарудың интеграциялық жүйесіндегі басты мәселені
құру, табылған үйлесімді тапсырманың шешімі болатын бақылау-басқару мен
желілік автоматты басқарудың аралық қатынасындай және басқа түрде.
Басқарудың толық орталықтандырылған режимдік жүйесі, берілген
жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі негізгі тапсырма ғимараттағы барлық
берілген жылумен қамтамасыз етілу және барлық жүйедегі арматурамен
жалғастырылған бақылау жағдайына жатады.
Басқа жағынан қарағанда автоматтандыру және сәйкестендіру
абоненттік қондырғыларды және абоненттік қондырғылардың көздері жұмыс
істейтін жүйеде тұрақты емес, өзбек Ғылыми Өндірістік бірлестігі зерттеу
жүйесінде абоненттің шығу реттеуіштерінің гидравликалық режимде өзгереді.
Бұл өзгеріс абоненттердің жылу жүйесін қосу және өшіру тереңдетілген
жағдайда жұмыс істейді. Түнде гидравликалық режимнің параметрлерінің
температурасы өзгереді. Ыстық сумен қамтамасыз етілуі минималдық болады.
Абоненттік пиезометр графигімен анықталады. Автоматтандыру жүйесінің
ішінде жылуды қамтамасыз ету үшін гидравликалық режимдерде жылу қуаты
пайда болады. Аз жылуды берген кезде желілік
жүйені жылу
тасымалдағыштың температурасы жылу жүйесінде өседі, жүйедегі су жақын
абоненттер арқылы өтеді, гидравликалық режим жылу жүйесінде құлдырауы
мүмкін. Автоматтандыру жүйесін салу үшін психологиялық аспектілерді,
технологиялық және басқаруды ұйымдастыру орталықтандырылған жылумен
қамтамасыз ету жүйесінде қажетінше жетеді. Автоматтандыру жүйесінің
ішінде орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйесі
[1]
жұмыстарында көрсетілген. Жылуды тасымалдау үшін жаңа
автоматтандырылған режимі микропроцессорлы және жұмыс координация
жүйесі абоненттік жүйенің ішінде жылу көзін анықтау керек. Судың
максимум шығынын анықтау үшін гидравликалық жүйе және жылу режимін
оптимациялау керек. Жылу системасын авто жұмыс істеуге болады. Реттеудің
негізгі тәсілдері судың айналымы басқа сулармен қосылып жылу алмасқыш
жылу системасында орнатылады. Практикалық берілу жергілікті жағдайға
қатысты. Осының бір шешімі су элеваторының коэфициентін анықтау. Судың
14
мөлшерін араластырғыш насос арқылы анықтайды. Гидравликалық режимде
жылу системасы автореттегішпен жылуды анықтайды.
1.1.2 Ағын бөлінісін өткізуге қабілетті жүйесі
Ағын бөлінісінің есептік қиындығы тұйық және айналмалы жүйе
принципінің әдісімен ерекшеленеді. Егер тұйық жүйелік есеп нақты түрде
болса, онда ағын бөлінісінің айналмалы жүйедегі есебі сызықты емес
теңдеулер жүйесімен шешіледі. Тұйық аз өткізгіш жүйесінің шығын бөлінісі
әдістемелік есеп бойынша беріледі. Абоненттік қосылыстардың әсері
жылумен жабдықтау жүйесінің
тапсырмасындағысындай талданады,
абоненттің кезекті өшірілуі жүйенің шекті өткізу түсінігін береді.
Тұйық жүйелік есеп кедергінің эквиваленттік әдісімен жүргізілуі
мүмкін. Алдын ала пайымдауымызша кедергінің еселік ауданы турбуленттік
ағын режиміне және формуламен есептеледі.
Ағын бойындағы шығын.(Дарcи формуласы):
,
(1.1)
мұндағы
- гидравликалық үйкеліс коэффициентті L - құбырдың ұзын
бөлігі. D-құбырдың ішкі диаметрі; Р-сұйық беріктігі, W-құбыр бөлігіндегі
сұйық жылдамдығы. Дарcи формуласындағы
коэффиценті:
гидравликалық үйкеліс
(
)
,
(1.2)
мұндағы гидравликалық үйкеліс коэффициенті мұндағы
-
Рейнольдс саны, қозғалыс ағынының инерциясы мен тұтқырлық күш
қатынасын сипаттайды және сұйық
формуламен анықталады:
,
жылудың сипаттамалық режимі
(1.3)
мұндағы v - сұйықтың кинематикалық тұтқырлығы.
w - сұйықтың қозғалыс ағынының жылдамдығы.
Dвн - осы жағдайдағы анықталған сұйық ағынының өлшемі,
құбыр диаметрі.
Орнатылған режимдегі сұйықтың қозғалысы (Ламинарлық, тегіс
құбырдағы турбуленттік немесе ) формалы арнасына қатысты. Рейнольдстің
шекті саны, турбулентті режимнің өтпелі және орнатпалы шекарасына тең.
15
;
және
жаңа құбырлар үшін
Әдетте, құбырдағы жылдамдық wпр немесе Re сандық белгімен
жылдамдығы айтарлықтай жоғары, (17) формуладағы өрнектелуді ескермеуге
болады, онда
(
)
(
)
.
(1.4)
Eсептелетін бөлігін құбырлық бөлік деп атаймыз, мұндағы шығын мен
диаметр тұрақты болып қалады. Белгілі бір нүктедегі оқшауланған есептік
бөлікті басқаларына қарағанда түйін деп атаймыз. Сондықтан түйіндік нүктені
тұтынушының бірлесуі деп атаймыз. Тұтынушы кедергісін еселік шығындағы
қысым төмендеуінің қатынасы деп атаймыз. Есептік бөліктегі кедергіні мына
формула арқылы анықтаймыз:
.
Бұл өрнекті қойғанда мұндағы x келесі түрде болады:
(1.5)
(
)
.
(1.6)
Есептік кедергі мен шығын үшін алынған формуланы (1.3-1.4)бөлу
керек:
(
)
(
)
(1.7)
Абонент кедергісі мына формуламен анықталады:
(
)
,
(1.8)
мұндағы
- абоненттегі шығынның есептік шарты;
- берілген абоненттегі су жүйесінің есептік шығыны, жылу
тұтыну жүйесінің есебімен анықталады.
Тұйық сызбадағы жылумен қамтамасыз ету жүйесі бұл құбырдағы
тізбектей және параллель қосылған жүйе.
16
Екі А және B нүктенің А,B,С бөліктерінде ұшы параллель қосылғанда
судың жылдамдығы бір қалыпты болады, ал А және В нүкте судың
жылдамдық қосындысы құбырдың ішінде А,B,С-ға тең.
Әр құбырда еселік аудандарда кедергісі былай анықталады:
,
(1.9)
√
.
(1.10)
Ал b және с құбырлары үшін осыған ұқсас:
√
√
,
,
(1.11)
(1.12)
√
√
√
.
(1.13)
Параллель құбырлар үшін:
,
(1.14)
√
√
√
√
(
√
√
√
) , (1.15)
(
√
√
√
)
(
)
.
(1.16)
Үш параллель құбырларда (1.16) формула бойынша эквивалентті
кедергіні анықтауға болады:
(∑
√
)
(1.17)
Тізбектей қосылған құбырларда судың ағыны және кедергісі бір бөлікте
қысымның қосындысы мен қысымның шығынын есептеуге болады.
АВС нүкте тізбегі қысымның лезде мынандай сөзбен жазуға болады:
17
(1.18)
,
,
,
,
,
(1.19)
(1.20)
(1.21)
(1.22)
(1.23)
(
) .
(1.24)
Тізбектей қосылған кезекті құбырлар эквивалентті кернеуді тауып, бір
құбырдың ішінде теңестіреді:
.
(1.25)
Негізінде, n тізбектегі қосылған құбырларда мынандай құбылыс болады:
∑
.
(1.26)
Бірнеше параллель қосылған құбырларда эквивалентті кернеуі 1-ге тең
болуы керек, ал эквивалентті жүйенің ішінде n тізбектей қосылған
құбырларды 1 құбырда қосуға болады және жүйенің ішінде судың ағынынан
қысымын анықтауға болады. Содан кейін судың ағынының әр бөлігінде
эквивалентті жүйені параллель бөлуге болады. құбырлық өткігіш дегеніміз -
судың ағынының кернеуіне кері пропорционал болады. гидравликалық
өткізгішті жүйенің параллель қосынды болған кезде жылумен қамтамасыз ету
жүйесі ашық түрде болады, су қоймасының ф барлық абонентте бірыңғай
түрде есептеп аламыз. Су бөлігінің кедергісін абоненттер үшін есеп кезінде
және кері құбырды 1-бетте есептеуге болады.
1.1.3 Суды тұтыну режимдері және жылу жүйесіндегі жылумен
қамтамасыз ету
Ескерілетін бөлімі және жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі жылуды
тұтынудың дәлелді режимдерінің басқа көздерін арнаулы түрде үйрету.
Жылумен қамтамасыз ету жүйесі автоматтық режимдерде және басқару
сұрақтарында және жұмыста баяндалған. Тұрақты кедергіде абоненттер және
ыстық сумен жабдықтау құбырының ашық түрдегі жүйесінде жылумен
қамтамасыз етудің қысымының түсуін элеватор қондырғыларында байқалады,
суды жылытудың төмендеуіне әкеп соқтырады. Ашық жүйе желісінің
18
температурасы 60ºС жылытуға міндетті және 70ºС - желінің суының
температурасының төмендеуіне шектейді, жүйенің жылумен қамтамасыз ету
жұмысы тұрақты болған кезде реттеусіз жағдайда ғимараттың артық қызуына
әкеліп соқтырады.
Жылуды азайту үшін температуралық графиктар салынған қосынды
жүктемелі жылу құбырын және ыстық сумен қамтамасыз ету қараңыз. Жылу
беру мезгілінде пайдалана отырып жылулық жылу тұтынылуы 2%-ға өседі,
және дыбыссыз жылу насостарын қолдануға болады.
Қарап тұрып
температуралық графиктердің типтік абоненттергғ есеп жүргізуге болады.
абонентке есеп берген кезде ең тиімді тип . Типтік емес абоненттердегі ыстық
сумен қамтамасыз ету жүесінің жүктеме үлесі алғашында аз немесе көп болуы
мүмкін. Олардың шығыны су көздерінде жоғарылатылған графиктің үлкен
бөлігінің жылу жүйесінде, ал екіншіден жылу жүйесінің шығынына тең.
Алғашқы абонент орынға ие болады. Осының салдарынан артық жылу
әлдеқандай төменгі температурада, ал екіншіден әлдеқандай жоғары болады.
Жылу жүйесіндегі абоненттердің әрекеті жылу жүктемелерін екі түрде
реттеуге болады, мұндайда жылумен қамтамасыз ету жүйесінің толық жылу
берілуінде пропорционалды емес мүмкіндіктер пайда болады. Су көздерін
тарату ыстық су пайдалану жүйесінің қажетіне жеткілікті уақытта пайда
болады, ол бірнеше сағатқа созылады да, тек тәулігіне екі сағатқа жуық толық
қысқартылады. Жұмыс уақытында ыстық су пайдалану жүйесінің абоненттік
қондырғысы қалыпты төмендетілген ағында жұмыс жасайды.
Жылу пайдалану жүйесінің гидравликалық режимдегі талдауы ашық
түрде беріледі. Абоненттік ретсіздік су бөлінісінде пропорционалға жуық
екендігін көрсетеді, егер ыстық су пайдалану жүйесіндегі абоненттер біркелкі
жүктемелерден құралса, біркелкі су жинау үлесі сызықтық құлаудың және
көлденең жолақтың принципі реттелінген.
Cілтемеде абоненттердің ыстық сумен қамтамасыз ететін методикасын
жасаған. Бұл методикада абоненттердің кіру және шығу процесстеріндегі
жылу тасымалдағыштардың кедергісі су қоймасының жылу жүктемесін
анықтайды. Оның шамаларының жинақталуы абоненттік енгізу қосымша
кедергілерді орнату әдісімен аяқталады. Ыстық су пайдаланудың жылу
жүктемесінің бірнеше бірнеше үлесі су бөлінісінің ретсіздігінің
пропорционалдығын қамтамасыз етеді. (1.16) тапсырманың әдістемесі жылу
пайдалану жүйесінде ашық және жабық түрде қолданылады.
Ыстық су пайдалану жүйесінің ортақ жүктемесі жылу жүйесінің есептік
жүктемесінің 10-40% құрайды, сондықтан ол ғимаратттың жылу режиміне
әсер етпейді. Өндірістік ыстық су пайдалану жүйесеінің ерекшелігі жеке
приборлардың жұмысындағы периодты және қысқа мерзімді қосылу болып
табылады, ыстық су шығының тез айнымалы графигі бір тәулікке созылады.
Байқауымызша ішкі тәуліктік тербеліс, орта тәуліктік шығынның апталық,
айлық, жылдық өзгерісін бақылайды (1.1). Су пайдаланудың тәуліктік
интегралдық графиктері әр түрлі аудандардың беріктігіне және аудандардың
19
негізгі жүктемесіне байланысты болады. Тәулік ішіндегі су пайдалануды
жеткілікті дәрежеде болжайды.
Жылу пайдалану режимі ыстық су пайдалану жүйесінде тәуліктік және
апталық орта шамаға тең. Бұл сызбадағы қабылданған тәуелділік тұтынушыға
және әртүрлі жүйедегі гидравликалық режимге әсер етеді.
Су дайындаудың келесі сызбасы белгілі: ыстық су пайдаланудың
жылытқышын қосудағы тізбекті сызбасы, жүйедегі температураны реттеудің
параллель және аралас және орталықтандырылған су тарату.
Практикада су таратудың жыл және суық кезеңіндегі сызықтық берілу
немесе кері қайту ыстық су реттегіштің істен шығуына әкеліп соғады.
Ашық типтегі ыстық су пайдалану жүйесін зерттеу былай көрсетіледі.
Сыртқы ауаның төменгі температурасында жүйедегі су шығынының
тербелісі жылу жүйесінің сезімталдық жағдайында, осы мезетте кері құбырда
су тарату жүргізіледі, жүйедегі су айналымын күшейтеді. Құбырдағы су
таратудың құлауы, жылу жүйесіндегі су шығынының азаюы сыртқы ауаның
тек оң температурасы орындалады, жылу жүйесі жұмысындағы біршама
өзгерістер ғимараттағы температураның аз байқалатын әсерін әсерін
көрсетеді. Қыс ортасындағы температурада су жүйесін таңдау ыстық су
жүйесін пайдалану кезіндегі қысымның елеулі өзгерістері, сонымен қатар
жеке абоненттің суды көп тұтынуы көрші магистральдағы суық суды
тұтынудың бағытының өзгеруіне әкеледі. Ыстық суды тұтынудың жабық
сызбасы жылытқыштарды параллель қосудың гидравликалық және жылу
режимдері ауыр жағдайда құрылады (1.2).
Жүйедегі су шығынының тербелісі бұл жағдайда максимал болады.
Жылытқыштардың ттізбектегі орналасуы жылу жүйесінің алдында жылу
тасымалдағыштың температурасының төмендеуін тудырады, судың желілік
температурасы компенсациясымен бірге берілген түзуде өседі.
Қосылудың аралас сызбасы жылу жүйесіндегі су шығынын біршама
төмендетеді, бірақ
параллель өрнектелгендей емес.
Жабық жылу
пайдаланудың және орталықтандырылмаған су таратудағы аралас сызбасының
жұмысы жүктемесін реттеудегі сапалық-сандық әдісімен нәтижелі құрылады.
Бұл режимде ыстық су пайдалану жүйесінің жылытқыш жұмысы желідегі
ағын ұлғайысының компенсациялық әсерін қажет етпейді. (параллель жинақ).
Жылу тұтынудағы ыстық су пайдалану және ішкі жылу бөліну ішкі
қозғаушы факторға дәл сондай ішкі жылу бөлінуіне тиесілі.
Ыстық су пайдалану жүйесінің реттеуіш параметрлерінің маңызы ыстық
су пайдалану жүйесіндегі су температурасы мен су тарату нүктелеріндегі ағын
болып табылады.
Ыстық судың температурасының залалсыздандыру
шарттары 55ºС мен 75ºС шекте болу керек. Су тарату нүктесіндегі ағын
құбырға алдымен ауа кірмеуін қолдауы шарт, ол кемі 5 м биік нүктеде болу
керек. Максималдық қысым құбырдың беріктік шартымен анықталады.
Ыстық су пайдалану жүйесіндегі реттеулер болу керек: су тарату
нүктесіндегі ағынды қажетінше қолдау, жүйедегі ыстық судың қажетті
20
температурасы, су тарату нүктесіндегі ағынның минималдығы тұтынудың
нақты және есептік пропорционалдығын қамтамасыз ету, апаттық
жағдайдатұтынушыларды жоғары дәрежеде қамтамасыз ету.
1.1.4 Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің қазіргі жағдайы және
жобасы
Жылумен жабдықтау энергетикалық нарықтың ірі буыны болып
табылады. Қысқаша айтқанда Ресейдің жыл сайын өндірілетін отынның 25 %-і
жылумен қамтамасыз етуге жұмсалады.
Коммуналдық шаруашылықтар тұтынатын жылудың қосындысының
жартысынан көбі жылыту есебінен қанағаттандырылады. Бұл кездегі барлық
жүйені құрайтын құрал-жабдықтардың жағдайы тозғандығымен сипатталады.
Баяндамада айтылғандай және региондардағы жылу желілеріндегі
құбырларының 20 % - і жедел ауыстыруды қажет етеді, өткізгіш құбырлардың
80 %-і қолданылу мерзімінен өтіп кеткен. Бір жылда тек 2003 жылы 82 ірі апат
орын алды.
Әлеуметтік
апаттар қаншалықты көп болған сайын, төтенше
жағдайларға қаржы көп жұмсалады.
Қазіргі уақытта құбырлар желісінің тозғандығы және абоненттік
қондырғылар (1500C -700C) температураны ұстап тұра алмайды (1.24).
Желілерді қайта өңдеу үшін үлкен қаржымен қатар, 20-30 уақыт қажет.
Қазіргі уақытта жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің міндеті күнделікті
атқарыла береді.
Жылумен қамтамасыз жүйелерінің жұмысын жақсарту үшін
температуралық графикті (100,110-700C)-ға дейінтөмендетіп тұтынушылардың
базалық жылу жүктемелерін ірі қазандықтар мен ТЭЦ-тер арқылы қамтамасыз
етеді. Жұмыс істеп тұрған құбырлардың төменгі беріктігіне төмендетілген
есептік температуралар сәйкестендірілген.
Шығыс Европа елдерінде, мысалы Польшада жылумен қамтамасыз ету
жүйелерін модернизациялауға орталықтандырылған диспетчерлік пунктті
құру мен жергілікті жылуды тұтынушылар жүйесін автоматтандыру кіреді.
Жүйенің өзі бастапқыда үлкен шығынды (жуықтап 2 млрд. Доллор) қажет
етеді және Әлемдік банктің көмегіне жүгінеді.
1.2 Жылу жүйелері мен абоненттердің өзара әсерлері
1.2.1 Абоненттік қамтамасыз етілуі, желілік насостарға қажетті
ағын және қажетті қуат
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің негізгі міндеті барлық
абоненттердің қажетті жылу мөлшерімен қамтамасыз ету болып табылады.
Егер жүйе белгілі бір себептерге байланысты абоненттерді қамтмасыз ете
алмаса, ондай кезде жылу желілерін жетілдіру керек болады. Мұндай
жағдайды желінің өткізу қабілетін ұлғайтуды немесе жеке бөліктердегі
21
(құбырды қайта жөндеу және желіні қайта түзеу) жағдайларды қысқа уақытта
күрделі жөндеуден өткізеді. Немесе осы мақсаттар үшін насостық станцияның
қуатын арттырады.
Бұл кезде жұлу жүйелерінің құрылымы
гидравликалықрежимнің өзгерісіне тәуелді.
Жылумен қамтамасыз етудің тұйықталған жүйесі жылумен қамтамасыз
ету жүйелерінің ішіндегі ең кең таралғаны болып табылады.
Құбырлардың
тұйықталған жүйесінің басты ерекшелігі
желідегі
абоненттердің шығынының және желідегі жалпы шығын мен абоненттің
шығыны арасындағы қатынас берілген ағынға тәуелсіз болады. (1.16). Бұл
қатынас есептелген (қажетті) шығындардың таралуымен сәйкес келуі немесе
келмейі де мүмкін. Сәйкес келмей қалған жағдайда, желі түзелмейді деп
айтады:
.
(1.27)
Айтылған гдравликалық есептелген шығындарға оның қалыпты жұмысы
үшін абоненттік қондырғы арқылы желінің нақты шығынына қатынасын түзеу
шарасы деп есептейді, мұнда G - абоненттің нақты шығыны; G - берілген
абонент үшін есептелген шығын.
Бұл шама түзеу деп аталады. Берілген желінің жұмыс режимінде есептік
сипаттамамен салыстырмалы алғанда аталған абонент қаншалықты
қамтамасыз етілуі көрсетілсе, оны абоненттің қамтамасыз етілу дәрежесі деп
атаймыз.
Түзеу желілеріндегі шығынның таралуы ешқашан есептелген шығынмен
сәйкес келмейді. Сондықтан, абонентке жылу тасымалдағыштың артығымен
беруі, оның кешшілігі болып табылады. Абонентке қатысты алғанда
жылутасымалдағыштың желіге жылуды жеткіліксіз беруі тиімсіз, ал
абонентке жылуды артық беру тиімді болады. Желінің бұл жағдайдағы жалпы
тиімділігі минималды және максималды қамтамасыз ету арасындағы
айырмашылық арқылы табиғи болады. Түзетілген желідегі
жылутасымалдағыштың тарату тиімділігін екі шама арқылы сипаттауға
болады: Ф минимальды және абонентті ф максимальды қамтамасыз етуі.
Жылу тасымалдағыштың жылуды артық беруі қамтамасыз ету дәрежесін
сипаттайды.
Жүйедегі жылумен қамтамасыз ету үнемі шығынын таратылуынан
қарсылықтарға қондырғыға қарсы жетеді. Шығынның сәйкестігін ауада
анықталу құбырдың элемент жүйесінің
қарсылықты
ара-қатынасымен
қысымның түсуіне дейін абонентті сипаттайды, және қондырғы
қарсылығымен абонентті анықтайды. Егер де ортақ құбырдың немесе
жиналмалы және реттегіш коллектордың қарсылығы 0-ге тең бола алады,
абоненттік қондырғының қарсылық ара-қатынасымен анықталады, қосымша
қарсылықтармен жұмыс істейді және жиі қосымша құрылғысыз жұмыс
22
істейді. Абоненттің енгізілуімен V жүйенің жобалап көбеюі реттегіш кірістің
кедергісімен анықталады. Желілер абоненттің енгізу кедергісімен бірталай
құбырдың кедергісімен жүзеге асады және гидравликалық төзімді болып
таылады, қамсыздандыру абоненттік жүйеде орны кішігірім.
Тартылыстың ұлғаюы және желінің жүктемесі оның беріктігінің кеуіне
әкеліп соғады.
Шығынның ара қатынасы абоненттердің арасында жылумен қамтамасыз
ету желілік жүйесінде оның кернеуінің әсерінен белгілі бір деңгейде кернеуге
тәуелді болмайды, қамсыздандыру абоненттік жылу тасығыштың дәрежесінің
ең төмені.
Насостардың желілік ағыны абоненттің ең төмен жылу тасығыштың
есеп санының қуатымен толық қамсыздандырады, бұл ретте насос
қондырғысы қажетті орнатылады.
Бұл жағдайда насостық қондырғы қажетті қуатқа арналған деп атайды.
Толық ағындағы қамтамасыз етудің техникалық cипаттамасы берілген
желідегі абоненттерге жылу тасымалдағыштың қандай да бір қамтамасыз ету
санымен жүзеге асырылады. Шындығында, берілген ағынның көтерілуі желіге
әкеледі, мысалы, құбырдағы қысымның ұлғаюы, яғни, ақырғы беріктігіне ие
болады. Жылумен қамтамасыз ету жүйелеріне қажетті қуат энергетикалық
тиімділігімен сипатталады, яғни, берілген жылу желісіндегі барлық
абоненттерді қамтамасыз ету үшін қажетті энергияны береді.
Осы үлгіде жылумен қамтамасыз ету жүйесінің тиімділігі насостар
желісіне қажетті қуат пен ағынды толық қамтамасыз етеді, жүйедегі
абоненттерді минимальды және максимальды қамтамасыз ететін жүйелерге
таралады.
1.2.2 Гидравликалық режимдерді қолдау тәсілдері
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде гидравликалық режимдердің
орнықтылығы үшін шығындарды реттеуіштер қолданылады. Олардың жұмыс
істеу принципі арнайы орнатылған кедергілерде немесе жылу желісінің
бөлігінде қысымның құлауын іріктеуден тұрады.
Қондырғы сұйықтың G тұрақты шығынын қамтамасыз етуі тиіс.
Шығынның тұрақтылығы реттеуіштің жұмыс принципіне және құрылысына
тәуелді оның бақылау кедергілерінің кейбір берілген АР мәндерінде тек
қысымның төмендеуі жоғарылағанын қолдайды. Төмендеудің (0 ... ..АР)
аралығында реттеуіштің кедергісі тұрақты, ал шығын желі элементтерінің
гидравликалық сипаттамаларының қатынасы арқылы анықталады. Реттегіштің
жұмысын G және АР параметрлері анықтайды, кез келген қысым құлауында
олар оның тұрақты гидравликалық қысымынанықтайды.
(
)
Реттегіштің шығын сипаттамасы 1.1-суреттегідей болады.
23
Cурет 1.1 - Шығынды реттегіштің гидравликалық сипаттамасы
Шығынды реттегіштің механикалық жұмыс үшін біршама күштер
жұмсауы қажет және олар елеулі бақылау кедергілеріне ие болады. Бұл
бақылау кедергілерін жеңуге қажетті оны орнату үшін қосымша желілік
насостардың қуаттық шығынын қажет етеді.
Бақылау кедергісінің шамасы реттегіштің энергетикалық тиімділігін
анықтайды. Себебі, берілген ағынның тарауындағы қажетті қысым шығыны
анықтайды.
Бұл шығындар реттеуіштің жұмыс істеу принципіне және
конструкциясына тәуелді. Идеал реттегіш ретінде бақылау кедергісі О немесе
соған жақын реттегіштер аталады.
Ол болған жағдайда жылу желісінің режиміне жақындайды.
Нолдік кедергі бар реттеуіш идеал қондырғы болып табылады. Оны
жобалау мүмкін емес. Бірақ, ол бар кездегі режимдерді есептеулер реал
қондырғылардың ең жоғары тиімділігін анықтауға мүмкіндік береді.
1.1 - суретте нөлдік кедергі бар кездегі және жоқ кездегі абонентті
жалғау кезіндегі қажетті қуаттық тәуелділік графигі келтірілген. Сурет қажетті
нөлдік кедергісі реттеуіш бар кездегі қажетті қуаттың жылу желісінің
бұзылуына байланысты елеулі үнемдеуге болады.
Тура әсер ететін нақты реттегіштерде кедергілер болады және
механикалық қондырғылары сенімсіз болып табылады. Олар қайта құруды
талап етеді. Сондықтан, осы жеткіліксіздіктерді жою үшін құрылғыны қайта
құрастыру қажет.
Липецк мемлекеттік техникалық университеті ПТЭ кафедрасында
қозғалмалы бөліктері және сұйық ағынының қайнау құбылысында жұмыс
24
істейтіән шығын реттегіші құрастырылды. Ол зерттеулер берілген жұмыстың
келесі тарауында көрсетіледі.
Нөлдік кедергісі бар немесе жоқ реттегіштер негізіндегі қажетті қуаттар.
1 - реттегішсіз жаңа 1.0 абоненттің салыстырмалы шығыны;
2- идеалды реттегішпен 1.0 жаңа абоненттің салыстырмалы шығыны;
3 - реттегішсіз 0,5 жаңа абоненттің салыстырмалы шығыны;
4 - идеалды реттегішпен 0,5 жаңа абоненттің салыстырмалы шығыны.
Cурет 1.2 - Қорек көзінен ара-қашықтық
1.2.3 Шығынның қысымнан тәуелділігі
Біріншіден біз кірістегі және шығыстағы
қысымнан тәуелділік
формасының нәтижелерін алдық келтірілген.
1.3-суретте шығыстағы шығынның қысымнан тәуелділіктері
көрсетілген. Біз шығыстағы сипаттамадан үзінділерді көреміз, яғни,
қысымның өзгеруіне байланысты шығыстағы шығын азаймайды және
көтерілмейтінін байқадық. Бұл бөлік шығыстағы анықталған қысым
шамасымен шектеледі. Бұл шама кірістегі қысымнан тәуелді, яғни, бұл
жағдайда тұрақты болады.
25
мұндағы 1-кірістегі 20м су бағанының қысымы;
2-кірістегі 40м су бағанының қысымы;
3- кірістегі 80м су бағанының қысымы
Cурет 1.3 - Шығыстағы шектегіш арқылы шығынның қысымнан тәуелдігінің
графиктері.
.
Графиктегі 1 - қысымның қисығы үшін тұрақты шығын бөлігінің
аяқталуы 10 метр су бағанын құрайды, 2 қисық үшін 20 метр су бағанын, ал 3
қисық үшін метр су бағанын құрайды.
1.4 - сурет шығысында тұрақты қысым кезіндегі шектеуіштің кірісіндегі
шектеуіштің кірісіндегі шығынның қысымнан тәуелдігін көрсетеді. Осы
қисықтардың кез келген тән иілу нүктелері болады. Яғни, оны екі бөлікке
бөледі. Бірінші бөлікте кірістегі қысымның ұлғаюына байланысты шығын өте
тез өседі. Ал, екінші бөлікте бірінші бөлікке қарағанда баяу өседі. Кірісіндегі
қысымның шамасы иілу нүктесінің шығысындағы қысымға тәуелді жүреді,
яғни, бұл жағдайда тұрақты болады.
Кірістегі қысым, м
1- Шығысындағы 0,0 мтр су бағанының қысымы
2- Шығысындағы 20,0 метр су бағанының қысымы
3-Шығысындағы 40 метр су бағанының қысымы
Cурет 1.4 - Кірістегі қысымнан шектегіш арқылы шығынның тәуелділік
графиктері
26
1.2.4 Қысым мен шығынды реттегіштің көмегімен желідегі
ағынның таралуын есептеу
Гидравликалық есептеуге байланысты көптеген практикалық есептер
насостық станциялар, қысым мен шығынды реттегіштері және т.б. кіретін
гидравликалық тізбек моделіне жатпайтын жылумен қамтамасыз ету
жүйелеріндегі гидравликалық режимді талдаумен байланысты, жоғарыда
айтылғандай мұндағы Qj, Si, Hi тұрақты шамалар болып табылады. Бұл
шамалар тұрақты шама ретінде әрқашанда алдын ала берілмеуі мүмкін, қысым
және белгісіз шығындардың функциялары есептелуі керек. Гидравликалық
желілердегі ағынның таралуы былай анықталады:
( )
(
)
( )
(1.28)
Ақырында бұл мәндердің сипаттамасы сыртқы бір стационар режимінен
келесіне өзгереді олар сияқты ізделетін шешім анықталады, яғни ағынның
таралуы орнайды.
Гидравликалық желіні есептеудің негізгі әдісі реттелетін
параметрлермен ол бірнеше рет тұрақты параметрлі гидравликалық тізбек
сияқты есептеледі. Бұл интерацияның қос циклына әкеледі. Осы ішкі цикл
кезінде кезекті қысымдардың жорамалдануы және жуықталған шығындарды
алу үшін тізбектелген әдіс қолданылады, яғни барлық реттегіш параметрлер
қандай да бір шамалармен тіркеледі. Ішкі циклда алынғандарды пайдаланып,
сыртқы цикл х пен һ - параметрлерімен қайта есептеу үшін арналады.
Гидравликалық кедергінің квадраттық заңы сипаттамасы үшін жылу желілерін
одан әрі қарастырайық.
Ағынның таралу желісіндегі тапсырманың алгоритмі қысым мен
шығынды реттеуіштерде келесі үлгіде беріледі:
1.2.5 Қысым мен кері клапандардағы, шығынды реттегіштер
функциясын алу үшін процедуралар
Жоғарыда берілген алгоритмде көрсетілгендей желідегі ағынның
таралуын есептеу үшін гидравликалық кедергі бөліктерінің өзгерісі бойынша
қаралған ағын таралуының әсеріндегі теңдеулер шешіледі. Бұл әсер
анықталған шарттарда орындалады. Мысалы, байланысқан шамаларға
жеткенде, яғни, ерте орнатылған шамалардан аз. Итерацияда шешілген
вектордан алғаннан кейін реттегіш элементтердің кедергісі нақтыланады.
Кері клапандардың кедергісін есептеу.
Кері клапан - тек бір бағытта сұйықтағы шығынды өткізетін реттегіш,
егер сұйық кері бағытта ағатын болса, онда кері клапан жабылып қалады. Кері
клапанның типтік схемасы 1.5-суретте келтірілген.
27
.
Cурет 1.5 - Кері клапанның схемасы
Кері клапанның жабылуы оның кедергісінің Smax=106 - ға дейін өсуіне
әкеледі.
Реттегіштегі кедергінің өзгерісі номиналды кедергіден максималь
шамаға дейін күрделі топологиялық үлкен схемаларға әкелсе, онда есептеу
процесінде қателікке әкеледі. Сондықтан ұсынылған алгоритмде кері
клапанның жабық кезінде кедергі бірқалыпты артады (итерацияның әрбір
қадамында 100 есе). Кедергі шамасына жеткенде реттеу аяқталады. Бұл жабық
клапанға толықтай сәйкес келеді. Егер сұйық ағысының бағыты дұрыс болған
жағдайда, кедергі smin шамасына меншіктеледі.
Енді жаңа кедергіні есептеу алгоритмін қарастырайық.
Smin - толық ашық клапанның кедергісі, Smax - толық жабық клапанның
кедергісі, Scur - реттеу процесінің ағымдағы кедергісі (алғашында Smin - ге тең),
x - клапан арқылы шығын, Regflag - реттеу процесінің шығыны болсын.
Шығындардың шешімін алғаннан кейін әрбір итерацияда келесі амалдар
жүргізіледі.
Егер x0 (сұйық ағысының бағыты дұрыс), егер scur = smin (клапан ашық),
Regflag = 0 (реттеу аяқталды).
Әйтпесе (ағысты аудару - реттеу процесі), scur=scur·100, Regflag=1
(клапанды реттеу жағдайы). Егер scur =smax, онда scur=smax(клапан толық жабық),
Regflag=0 (реттеу аяқталды).
1.2.6 Шығындарды реттеуіш кедергісін есептеу
Шығындарды реттеуіштің жаңа кедергісін есептеу.
Әрбір итерацяның шешімін алғаннан кейін жүргізіледі, мұндағы
ағындардың мәні RrStart = 10м-ден аз.
28
smin - клапан толық жабық кездегі реттеуіштің кедергісі, smax - клапан толық
жабық кездегі реттеуіштің кедергісі, snew - жаңа есептелген кедергі,
scur - алдыңғы интерацияның ағымдағы кедергісі(алғашында smin- ке тең), х-
реттегіш арқылы шығын, Q - шығын, Regflag - реттеу процесінің жағдайы,
Nr - шығын бойынша белгіленген үйлеспеушілік.
10м аз ағынның үйлеспеушілік мәні әрбір итерацияда келесі әрекеттер арқылы
жүргізіледі:
1) Реттеуіштің жаңа кедергісі (1.28)-де келтірілген формула бойынша
есептеледі:
.
2) (1.27) формуласымен есептелген реттеуіштің кедергісі күрделі
топологиялық үлкен схемаға әкелді.Практикалық қолдануда тиімділік
құпталады. Regflag процесінің күйі 1-ге сәйкес келеді:
(
).
3) Егер Snew Smin онда Snew = Smin, болсареттеуіш толық ашық.
Regflag процесінің күйі 0-ге сәйкес келеді.
4) Егер Snew ˃ Smax , Snew = Smax реттеуіш толығымен жабық. Regflag
процесінің күйі 0-ге сәйкес келеді.
5) Бағытының өзгеруі кезінде
x = Q болған жағдайда Snew = 0.5( Smin+Scur ) қолданылады.
x Q болған жағдайда Snew = 0.5( Smax +Scur ) қолданылады.
6) Үйлесімсіздіктің шығын бойынша белгілері теңсіздік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
5
6
7
Аннотация
В дипломном проекте изложены вопросы разработки системы управления
гидравлическим режимом магистрального теплопровода. В ходе изучения
данной темы был проведен анализ существующей системы управление в городе
Талдыкорган и были выявлены недостатки. В работе составлена модель
тепловой сети одного микрорайона с учетом всех составляюших, используемых
в построении реального объекта. На основе модели разработано окно
диспетчера, управляющего всей автоматизированной системой и в которой
выводится пьезометрический график в режиме реального времени.
Проведен расчет технико-экономических показателей по
индивидуальному заданию и решение ряда вопросов по безопасности
жизнедеятельности.
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыста магистралды жылу тасымалдауының
гидравликалық режимін басқару жүйесін жасау мәселелері қарастырылды.
Жобаны зерттеу барысында Талдықорған қаласының қызмет етіп тұрған жылу
жүйесінің анализі жасалып, кемшіліктері анықталды. Осы жұмыста шынайы
объектіні құрастыруда қаралатын барлық аспектілердің негізінде жасалған бір
ықшам ауданның жылу жүйесінің моделі жасалды. Құрастырылған модель
негізінде диспетчердің бақылау терезесі жасалды. Осы программаланған
терезеден барлық автоматтандырылған жүйенің басқарылуын және нақты
уақытта жиналатын пьезометр графигін көреміз.
Жеке тапсырма бойынша техника-экономикалық көрсеткіштері және
өміртіршілік қауіпсіздігі мәселелері бойынша бірқатар есептердің шешімі
келтірілді.
Abstract
The issues of development of the management system for main heating conduit
by hydraulic control are considered in this thesis project. During the study of this topic
we analyzed the current management system in Taldykorgan city and identified the
shortcomings of this system. The model of heating network for the one district in
consideration of all components that using in real object construction is developed in
this paper. On the base of this model was developed supervisor's window for the
management of all automatic system. The piezometric graph is drawn in compliance
with real-time and showed at this window.
The technical and economic parameters are calculated by the individual tasks,
and solved many questions of personal and social safety in this thesis project.
8
Мазмұны
Кіріспе
1 Технологиялық бөлім
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесі басқару құрылғысы ретінде
1.1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің басқару құрылғысындағы
ерекшеліктері
1.1.2 Ағын бөлінісін өткізуге қабілетті жүйесі
1.1.3 Суды тұтыну режимдері және жылу жүйесіндегі жылумен
қамтамасыз ету
1.1.4 Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің қазіргі жағдайы және
жобасы
1.2 Жылу жүйелері мен абоненттердің өзара әсерлері
1.2.1 Абоненттік қамтамасыз етілуі, желілік насостарға қажетті ағын
және қажетті қуат
1.2.2 Гидравликалық режимдерді қолдау тәсілдері
1.2.3 Шығынның қысымнан тәуелділігі
1.2.4 Қысым мен шығынды реттегіштің көмегімен желідегі ағынның
таралуын есептеу
1.2.5 Қысым мен кері клапандардағы, шығынды реттегіштер
функциясын алу үшін процедуралар
1.2.6 Шығындарды реттеуіш кедергісін есептеу
1.2.7 Пьезометриялы график
2 Арнайы бөлім
2.1 Гидравликалық режимді модельдеу
2.2 Еpanet программасындағы Талдыкорган каласының Самал ықшам
ауданының жылу желісінің моделі
2.3 Delphi программасында құрылған диспетчерлік бақылау терезесі
3 Техника - экономикалық негіздеу бөлімі
3.2 Жүйені құруға кететін капиталды шығындар
3.2.1 Есептеуіш жабдықтарды сатып алуға кететін капиталды
шығындар
3.2.2 Жабдықтарды монтаждауға кететін шығындар
3.2.3 Есептеуіш комплекске бөлінетін амортизациялық
қаражат(шығындар)
3.2.4 Электроэнергия шығындары
3.3 Жүйені еңгізудің экономикалық тиімділін есептеу
4 Өміртiршiлiк қауіпсіздігі бөлігі
4.1 Диспечерлік пунктің табиғи желдетуi
4.2 Диспечерлік пунктегі жасанды жарықтандыру туралы мәліметтер
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер
Қосымша А
9
6
7
8
8
11
14
17
17
17
19
21
23
23
24
25
29
39
32
35
40
40
42
42
43
43
43
45
45
51
58
59
60
Кіріспе
Жылумен қамтамасыз ету жүйелері еліміздегі отынэнергетика
ресурстарын орасан зор тұтынушы болып табылады. Осы жүйелердің қалыпты
жұмыс істеуінен жылытылатын ғимараттардағы жылу жайлылық шарттарына
адамдардың хал-жағдайы, еңбек өнімділігі және т.б. тәуелді.
Өндірістік
кәсіпорындар қатарында сапалы өнім шығару микроклиматтың нормаланатын
параметрлерін сақтауды талап етеді. Сонымен, жылумен қамтамасыз ету
жүйесінің сапасын, сенімділігін, үнемділігін арттыру мәселесінің мемлекеттік
маңызы бар.
Технологиялық үдерістерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін
енгізу жылыту мен орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету
тәжірбиеде осы жүйелерді пайдаланудың техникалық деңгейін шұғыл
көтеруге және отынды елеулі үнемдеуге мүмкіндік береді. Отынды
үнемдеуден басқа, қарастырылатын жүйелерді автоматтандыру ғимараттарды
жылытудың сапасын жақсартуға, жылу жайлылық деңгейін, жылытылатын
ғимараттар мен құрылыстардағы өнеркәсіп және ауыл шаруашылық
өндірісінің эффективтілігін, сонымен бірге қызмет атқарушылар санын
азайтқанда жылумен қамтамасыз етудің сенімділігін арттыруға мүмкіндік
береді.
Жылытуды автоматты бағдарламалы реттеу жүйесін қолдану жылыту
режимін ары қарай жетілдіруге мүмкіндік береді, мысалы, түнгі уақытта
тұрғын ғимараттарында ауаның температурасын төмендету немесе жұмыс
істемейтін уақытта өндірістік және әкімшілік ғимараттарда жылу жіберілуді
төмендету, ол жылуды қосымша үнемдеуді және жайлы жағдай жасауды
қамтамасыз етеді.
Жылу желісінің елеулі бөлігі құбыр гидравликасы болып табылады.
Себебі тұтынушыларды жылумен қамтамасыздандыру тікелей гидравлика
заңдарына бағынады. Сонымен құбыр жүйелері - сипаттамалары жұмыс
уақыты кезінде әрқашан белгісіз заңдылық бойынша өзгеріп тұратын күрделі
динамикалық жүйелер Осыған байланысты құбыр жүйелерін жобалауда
гидравликалық жүйелерді модельдеу маңызды мәселе болып табылады. Бұл
жұмыста Талдықорған қаласының Самал ықшам ауданының жылу
желісінің гидравликалық моделі объектіден алынған мәліметтер негізінде
құрылады. Жиналған модель көмегімен басқару жүйесі және диспетчерге
арналған визуализация терезесі жасалады.
10
1 Технологиялық бөлім
Жылумен қамтамасыз ету жүйесі бұл коммунальдық және өндірістік
тұтынушылар үшін жылуды тарату және өндірістер, транспорттар үшін
тағайындалған құрал-жабдықтар кешені. Ол жылу көзінен (ЖЭО, аудандық
қазандықтар) жылутасымалдағыштарды жеткізу үшін өткізгіш құбырлар және
қосымша құрал жабдықтар (насостық станциялар, дроссольді станциялар,
тірелмелі, реттелетін, сақтандырғыштық арматуралар) және абоненттік
қондырғылар.
Жылу көзінде өндірілген жылу жылутасымалдағышқа беріледі (бу
немесе ыстық су), тасымалдаушы құбырлар жүйесі арқылы тұтынушыларға
беріледі, яғни жылуалмастырғыштан алынады немесе жылутасымалдағышпен
бірге тұтынылады.
Жылутасымалдығыштың түріне байланысты жылумен тасымалдау
қамтамасыз ету жүйелері тұтынушыларға жылуды тасымалдау үшін бу және
сумен жұмыс істейтін болып бөлінеді. Ресейде бумен қамтамасыз ету тек
өндірістік кәсіпорындарда қолданылады. Тұрғын және қоғамдық
ғимараттарды жылумен қамтамасыз ету жылумен қамтамасыз ету жүйесінің,
судың көмегімен іске асырылады.
Сумен жұмыс істейтін жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде жылу
тасымалдағыш қызметін су аткарады. Ол жылу көзінде қыздырылады және
жылу тұтынатын қондырғыларда салқындайды. Тұтынушыда салқындаған су
жылу көзіне оралады.
Тұрмыста жылумен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі қажеттіліктері:
жылумен қамтылатын тұрғындық жерлер, жылы желдеткіш ауа,
салқындатқыш ауа, адамға қауіпсіз температурадағы ыстық судың шығуы. Су
жүйесінің жылумен қамтамасыз ету абоненттік құрылғылары жылу алмасу,
арнайы құралдар, температура төмендеуіндегі бірлік желідегі суға тәуелсіз
мақсатпен қолданылады. Коммуналдық, абоненттік құрылғының қосылуының
негізгі түрлері: элеватор, насостың көмегімен араластыратын жылыту. Ыстық
суды дайындау қайталанбас суды таңдау жүйенің ашық жүйелері арқылы
жасалады немесе жабық жүйеде жылу алмасу арқылы ыстық сумен
қамтамасыз етіледі.
Осы жұмыс режиміне тәуелділігінің арқасында жылулық жүйеде
ерекшеленеді. Қазіргі уақытта жылулықпен қамтамасыз ету жүйесі орнына
ыстық сумен қамтамасыз етілетін жылу алмасулар және қайталанбас суды
талдау.
Жылу беру кейінгі тәсілдер арқылы жүзеге асып отырады:
- сапаның күнделікті шығынға ұшырауы желіге түсетін
температураның өзгеруіне байланысты;
- тұрақты температурада жылумен қамтамасыз ету жүйесінде судың
шығынының өзгеруі;
- түсетін желідегі - сандық реттелуі;
11
- жылумен қамтамасыз ететін жүйеде - жылу тасымалдағыштың
шығыны және желіге түсетін бір уақыттағы температураның өзгеруі;
- жылу беретін құралдардың сыртқы бетінің өзгеруі.
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесі басқару құрылғысы ретінде
1.1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің басқару құрылғысындағы
ерекшеліктері
Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелері басқару
құрылғысында ерекшеліктерімен қатар сипатталады. Бастысы жүйенің
күрделігі және стохостикалық факторларға қарсылығы болып табылады.
Қызмет атқару режимі екі түрлі маңызды параметрлермен сипатталады: жылу
тасмалдағыштың температурасы және қысымның өзгеруі. Бұл кезде
орталықтандырылған жылумен қамтамасыз
ету жүйелерінің маңызды
айырмашылығы басқа құбыр желісі жүйелерінен (су құбыры, газ құбыры,
мұнай құбыры және басқа да таратушы жүйелерден) тұрады. Бұл жағдайда
қысымды және температураны беру трактасы бойынша динамикалық
сипаттамалары бірден өзгереді. Желідегі шығындардың өзгерісі іс жүзінде
лезде орындалады (сығылмаған сұйықтағы дыбыс жылдамдығынан жоғары),
бұл уақытта температуралық толқынның жүруіне сағаттаған уақыттарды
қажет етеді, яғни, жылумен қамтамасыз ету жүйелері километрден де ұзақ, ол
магистральдағы жылу тасмалдағыштың шартты есептеулер бойынша
жылдамдығы 1,5 мс - тан аспайды.
Белгіленген үлкен транспорттық кешігу мен қатар үлкен сиымдылықты
кешігу бірдей тұтынушы инерциясының қоршауын тудырады. Бұл қоршаулар
өзіндік біртекті емес құрылымдарда жылу физикалық қасиеттерге ие болады.
Мысалы, әйнектелген терезе орналастыру қуысы мен қабырғалар
жиынтығының қатары және жылу өткізгішпен қосылған нөлдік инерцияға тең
болады. Мұндай қоршаулардың параллель жұмысы әртүрлі жылдамдықтағы
жылулық жоғалуға әкеліп соқтырады да, алдыңғы шарттағыдай түзетуді
есепке алу өз кезегімен өзіне тартылады және жақын аралық болжам болады
[12].
Жылумен қамтамасыздандыру жүйесінің құрылысындағы элементтердің
статистикалық және динамикалық сипаттамасы пайдалану үрдісінде тұрақты
болып қалмайды, ал заңдылықтың өзгерісі статистикалық болып табылады.
Жылу жүйесіндегі бірқатар элементтер жүйесінің шарттары және оның
факторының мінездемелік өзгерісі 1-кестеде көрсетілген.
Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің техникалық құрылымындағы
талдау сызбасы, абонент ендіру құрылысы мен қоғамдық жұмысының
принципін көрсетеді және жылумен қамтамасыз ету жүйесінің жұмыс істеп
тұрған жүйесі барлық көрсетілген нысанның автоматты басқару талаптарына
толық жауап бермейді.
12
Кесте 1 - Жылумен қамтамасыздандыру жүйесінің элементтерінің статикалық
және динамикалық сипаттамаларының өзгерістеріне себепті факторлар
Басқару үрдісінде жүйенің жұмыс режимі, жылумен қамтамасыз
жүйесінің адамның араласуымен әртүрлі деңгейдегі иерархия құрылымы мен
сипатталады. Бұл араласу инабатты, инабатты емес сипатта болуы мүмкін. Бұл
жағдайдағы араласу инабатты және инабатты емес сипаттама болады.
Нұсқаушының араласуымен орындалған іс-әрекет нұсқау уақытымен
қарастырылып, барлық жақтардың қанағаттандырылған келісімін инабатты
дейміз. Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің шығыны бағытталған жеке
қызығушылығының әрекеті
мен қарастырылған өндірістік нұсқаулық
инабатты емес болады. Инабатты емес ықтималдық әрекеті жылу берілудің
төмендеуінде абоненттік орнатудың төменгі есептік белгісінде өседі.
Көп сандық абоненттер бірлесіп ауызекі магистральды желілерді
кезеңдік бұрышты басқаруы жүйені жеткіліксіз жұмсақ және бұлтарысты
жасайды және жылу тасымалдағышқа ол арқылы артық мөлшерде өткізеді де
абонентке шарттар нашар бағдарланады. Су құбырлы элеваторларды
пайдаланып, тұрақты коэфициенттердің қосындысы (80% барлық ендіру)
жылу құбырындағы судың шығынын автоматты түрде реттеуіш қиындатады.
13 Элементтер
Процесс
сипаттамасы
Сипаттамалардың өзгерістеріне себепті
факторлар
Ғимараттың
сыртқы
қоршауы
Қоршаған ортаға
берілген жылу
Қоршаудың пайдалану кезіндегі
жылуөткізгіштк пен ауа өткізгіштігінің
өзгеруі.
Терезелердің разгермитизациясы немесе
тығыздалуы. Терезенің кірленуі.
Жылумен
қамтамасыздан
дырылған
ғимарат немесе
бөлме.
Жылуды жинау
(иннерциондылы
қ)
Ғимаратта орналасқан жабдықтар мен
заттардың саны мен құрамының өзгеруі.
Жылу желісінің
құбырының
бөлігі
Гидравликалық
кедергі
Коррозиялық және таттық шөгінді
Жылу желісінің
құбырының
бөлігі
Қоршаған ортаға
берілген жылу
Жылу сақтағыштың зақымдануы немесе
дымқылдануы.
Топырақ дымқылдылығының өзгеруі.
Жылу желісінің
құбырының
бөлігі
Траспорттық
кешігу
Жылу тасымалдығышының бөлік
бойынша шығынның өзгерісі
Сыртқы
қабатты жылу
алмастырғыш
Гидравликалық
кедергі
Коррозиялық және таттық шөгінді
Сыртқы
қабатты жылу
алмастырғыш
Жылу
алмасуының
интенсивтілігі
Коррозиялық шөгінді, таттың пайда
болуы, Жылу тасымалдығыштың
шығынының өзгерісі
Қолданылған бір трубалы жылу құбырының жүйесі жылу құбырындағы
приборлардың жылу бергішіндегі жеке түзеткіштерді орнатуға қауқарсыз.
Қазандықтың технологиялық сызбасы құбырдағы үздіксіз шығынның
төмендеуі немесе тұрақты ағындағы шығыс колекторының көмегіне
бағдарланады. Жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі судың жүйелік
шығынының тиімді автоматтандырылған әсері [12] көрсетілгендей ауысу
керек.
Басқарудың интеграциялық жүйесін құру [10]-дей назар аудартады және
техника-экономикалық жоспарланған жүйені өзіне қосып алғандай, өндірістегі
техникалық үдерісті басқару жүйесіндей жылу тұтынудың бөлінісіндей
болады.
Жылулықты басқарудың интеграциялық жүйесіндегі басты мәселені
құру, табылған үйлесімді тапсырманың шешімі болатын бақылау-басқару мен
желілік автоматты басқарудың аралық қатынасындай және басқа түрде.
Басқарудың толық орталықтандырылған режимдік жүйесі, берілген
жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі негізгі тапсырма ғимараттағы барлық
берілген жылумен қамтамасыз етілу және барлық жүйедегі арматурамен
жалғастырылған бақылау жағдайына жатады.
Басқа жағынан қарағанда автоматтандыру және сәйкестендіру
абоненттік қондырғыларды және абоненттік қондырғылардың көздері жұмыс
істейтін жүйеде тұрақты емес, өзбек Ғылыми Өндірістік бірлестігі зерттеу
жүйесінде абоненттің шығу реттеуіштерінің гидравликалық режимде өзгереді.
Бұл өзгеріс абоненттердің жылу жүйесін қосу және өшіру тереңдетілген
жағдайда жұмыс істейді. Түнде гидравликалық режимнің параметрлерінің
температурасы өзгереді. Ыстық сумен қамтамасыз етілуі минималдық болады.
Абоненттік пиезометр графигімен анықталады. Автоматтандыру жүйесінің
ішінде жылуды қамтамасыз ету үшін гидравликалық режимдерде жылу қуаты
пайда болады. Аз жылуды берген кезде желілік
жүйені жылу
тасымалдағыштың температурасы жылу жүйесінде өседі, жүйедегі су жақын
абоненттер арқылы өтеді, гидравликалық режим жылу жүйесінде құлдырауы
мүмкін. Автоматтандыру жүйесін салу үшін психологиялық аспектілерді,
технологиялық және басқаруды ұйымдастыру орталықтандырылған жылумен
қамтамасыз ету жүйесінде қажетінше жетеді. Автоматтандыру жүйесінің
ішінде орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйесі
[1]
жұмыстарында көрсетілген. Жылуды тасымалдау үшін жаңа
автоматтандырылған режимі микропроцессорлы және жұмыс координация
жүйесі абоненттік жүйенің ішінде жылу көзін анықтау керек. Судың
максимум шығынын анықтау үшін гидравликалық жүйе және жылу режимін
оптимациялау керек. Жылу системасын авто жұмыс істеуге болады. Реттеудің
негізгі тәсілдері судың айналымы басқа сулармен қосылып жылу алмасқыш
жылу системасында орнатылады. Практикалық берілу жергілікті жағдайға
қатысты. Осының бір шешімі су элеваторының коэфициентін анықтау. Судың
14
мөлшерін араластырғыш насос арқылы анықтайды. Гидравликалық режимде
жылу системасы автореттегішпен жылуды анықтайды.
1.1.2 Ағын бөлінісін өткізуге қабілетті жүйесі
Ағын бөлінісінің есептік қиындығы тұйық және айналмалы жүйе
принципінің әдісімен ерекшеленеді. Егер тұйық жүйелік есеп нақты түрде
болса, онда ағын бөлінісінің айналмалы жүйедегі есебі сызықты емес
теңдеулер жүйесімен шешіледі. Тұйық аз өткізгіш жүйесінің шығын бөлінісі
әдістемелік есеп бойынша беріледі. Абоненттік қосылыстардың әсері
жылумен жабдықтау жүйесінің
тапсырмасындағысындай талданады,
абоненттің кезекті өшірілуі жүйенің шекті өткізу түсінігін береді.
Тұйық жүйелік есеп кедергінің эквиваленттік әдісімен жүргізілуі
мүмкін. Алдын ала пайымдауымызша кедергінің еселік ауданы турбуленттік
ағын режиміне және формуламен есептеледі.
Ағын бойындағы шығын.(Дарcи формуласы):
,
(1.1)
мұндағы
- гидравликалық үйкеліс коэффициентті L - құбырдың ұзын
бөлігі. D-құбырдың ішкі диаметрі; Р-сұйық беріктігі, W-құбыр бөлігіндегі
сұйық жылдамдығы. Дарcи формуласындағы
коэффиценті:
гидравликалық үйкеліс
(
)
,
(1.2)
мұндағы гидравликалық үйкеліс коэффициенті мұндағы
-
Рейнольдс саны, қозғалыс ағынының инерциясы мен тұтқырлық күш
қатынасын сипаттайды және сұйық
формуламен анықталады:
,
жылудың сипаттамалық режимі
(1.3)
мұндағы v - сұйықтың кинематикалық тұтқырлығы.
w - сұйықтың қозғалыс ағынының жылдамдығы.
Dвн - осы жағдайдағы анықталған сұйық ағынының өлшемі,
құбыр диаметрі.
Орнатылған режимдегі сұйықтың қозғалысы (Ламинарлық, тегіс
құбырдағы турбуленттік немесе ) формалы арнасына қатысты. Рейнольдстің
шекті саны, турбулентті режимнің өтпелі және орнатпалы шекарасына тең.
15
;
және
жаңа құбырлар үшін
Әдетте, құбырдағы жылдамдық wпр немесе Re сандық белгімен
жылдамдығы айтарлықтай жоғары, (17) формуладағы өрнектелуді ескермеуге
болады, онда
(
)
(
)
.
(1.4)
Eсептелетін бөлігін құбырлық бөлік деп атаймыз, мұндағы шығын мен
диаметр тұрақты болып қалады. Белгілі бір нүктедегі оқшауланған есептік
бөлікті басқаларына қарағанда түйін деп атаймыз. Сондықтан түйіндік нүктені
тұтынушының бірлесуі деп атаймыз. Тұтынушы кедергісін еселік шығындағы
қысым төмендеуінің қатынасы деп атаймыз. Есептік бөліктегі кедергіні мына
формула арқылы анықтаймыз:
.
Бұл өрнекті қойғанда мұндағы x келесі түрде болады:
(1.5)
(
)
.
(1.6)
Есептік кедергі мен шығын үшін алынған формуланы (1.3-1.4)бөлу
керек:
(
)
(
)
(1.7)
Абонент кедергісі мына формуламен анықталады:
(
)
,
(1.8)
мұндағы
- абоненттегі шығынның есептік шарты;
- берілген абоненттегі су жүйесінің есептік шығыны, жылу
тұтыну жүйесінің есебімен анықталады.
Тұйық сызбадағы жылумен қамтамасыз ету жүйесі бұл құбырдағы
тізбектей және параллель қосылған жүйе.
16
Екі А және B нүктенің А,B,С бөліктерінде ұшы параллель қосылғанда
судың жылдамдығы бір қалыпты болады, ал А және В нүкте судың
жылдамдық қосындысы құбырдың ішінде А,B,С-ға тең.
Әр құбырда еселік аудандарда кедергісі былай анықталады:
,
(1.9)
√
.
(1.10)
Ал b және с құбырлары үшін осыған ұқсас:
√
√
,
,
(1.11)
(1.12)
√
√
√
.
(1.13)
Параллель құбырлар үшін:
,
(1.14)
√
√
√
√
(
√
√
√
) , (1.15)
(
√
√
√
)
(
)
.
(1.16)
Үш параллель құбырларда (1.16) формула бойынша эквивалентті
кедергіні анықтауға болады:
(∑
√
)
(1.17)
Тізбектей қосылған құбырларда судың ағыны және кедергісі бір бөлікте
қысымның қосындысы мен қысымның шығынын есептеуге болады.
АВС нүкте тізбегі қысымның лезде мынандай сөзбен жазуға болады:
17
(1.18)
,
,
,
,
,
(1.19)
(1.20)
(1.21)
(1.22)
(1.23)
(
) .
(1.24)
Тізбектей қосылған кезекті құбырлар эквивалентті кернеуді тауып, бір
құбырдың ішінде теңестіреді:
.
(1.25)
Негізінде, n тізбектегі қосылған құбырларда мынандай құбылыс болады:
∑
.
(1.26)
Бірнеше параллель қосылған құбырларда эквивалентті кернеуі 1-ге тең
болуы керек, ал эквивалентті жүйенің ішінде n тізбектей қосылған
құбырларды 1 құбырда қосуға болады және жүйенің ішінде судың ағынынан
қысымын анықтауға болады. Содан кейін судың ағынының әр бөлігінде
эквивалентті жүйені параллель бөлуге болады. құбырлық өткігіш дегеніміз -
судың ағынының кернеуіне кері пропорционал болады. гидравликалық
өткізгішті жүйенің параллель қосынды болған кезде жылумен қамтамасыз ету
жүйесі ашық түрде болады, су қоймасының ф барлық абонентте бірыңғай
түрде есептеп аламыз. Су бөлігінің кедергісін абоненттер үшін есеп кезінде
және кері құбырды 1-бетте есептеуге болады.
1.1.3 Суды тұтыну режимдері және жылу жүйесіндегі жылумен
қамтамасыз ету
Ескерілетін бөлімі және жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі жылуды
тұтынудың дәлелді режимдерінің басқа көздерін арнаулы түрде үйрету.
Жылумен қамтамасыз ету жүйесі автоматтық режимдерде және басқару
сұрақтарында және жұмыста баяндалған. Тұрақты кедергіде абоненттер және
ыстық сумен жабдықтау құбырының ашық түрдегі жүйесінде жылумен
қамтамасыз етудің қысымының түсуін элеватор қондырғыларында байқалады,
суды жылытудың төмендеуіне әкеп соқтырады. Ашық жүйе желісінің
18
температурасы 60ºС жылытуға міндетті және 70ºС - желінің суының
температурасының төмендеуіне шектейді, жүйенің жылумен қамтамасыз ету
жұмысы тұрақты болған кезде реттеусіз жағдайда ғимараттың артық қызуына
әкеліп соқтырады.
Жылуды азайту үшін температуралық графиктар салынған қосынды
жүктемелі жылу құбырын және ыстық сумен қамтамасыз ету қараңыз. Жылу
беру мезгілінде пайдалана отырып жылулық жылу тұтынылуы 2%-ға өседі,
және дыбыссыз жылу насостарын қолдануға болады.
Қарап тұрып
температуралық графиктердің типтік абоненттергғ есеп жүргізуге болады.
абонентке есеп берген кезде ең тиімді тип . Типтік емес абоненттердегі ыстық
сумен қамтамасыз ету жүесінің жүктеме үлесі алғашында аз немесе көп болуы
мүмкін. Олардың шығыны су көздерінде жоғарылатылған графиктің үлкен
бөлігінің жылу жүйесінде, ал екіншіден жылу жүйесінің шығынына тең.
Алғашқы абонент орынға ие болады. Осының салдарынан артық жылу
әлдеқандай төменгі температурада, ал екіншіден әлдеқандай жоғары болады.
Жылу жүйесіндегі абоненттердің әрекеті жылу жүктемелерін екі түрде
реттеуге болады, мұндайда жылумен қамтамасыз ету жүйесінің толық жылу
берілуінде пропорционалды емес мүмкіндіктер пайда болады. Су көздерін
тарату ыстық су пайдалану жүйесінің қажетіне жеткілікті уақытта пайда
болады, ол бірнеше сағатқа созылады да, тек тәулігіне екі сағатқа жуық толық
қысқартылады. Жұмыс уақытында ыстық су пайдалану жүйесінің абоненттік
қондырғысы қалыпты төмендетілген ағында жұмыс жасайды.
Жылу пайдалану жүйесінің гидравликалық режимдегі талдауы ашық
түрде беріледі. Абоненттік ретсіздік су бөлінісінде пропорционалға жуық
екендігін көрсетеді, егер ыстық су пайдалану жүйесіндегі абоненттер біркелкі
жүктемелерден құралса, біркелкі су жинау үлесі сызықтық құлаудың және
көлденең жолақтың принципі реттелінген.
Cілтемеде абоненттердің ыстық сумен қамтамасыз ететін методикасын
жасаған. Бұл методикада абоненттердің кіру және шығу процесстеріндегі
жылу тасымалдағыштардың кедергісі су қоймасының жылу жүктемесін
анықтайды. Оның шамаларының жинақталуы абоненттік енгізу қосымша
кедергілерді орнату әдісімен аяқталады. Ыстық су пайдаланудың жылу
жүктемесінің бірнеше бірнеше үлесі су бөлінісінің ретсіздігінің
пропорционалдығын қамтамасыз етеді. (1.16) тапсырманың әдістемесі жылу
пайдалану жүйесінде ашық және жабық түрде қолданылады.
Ыстық су пайдалану жүйесінің ортақ жүктемесі жылу жүйесінің есептік
жүктемесінің 10-40% құрайды, сондықтан ол ғимаратттың жылу режиміне
әсер етпейді. Өндірістік ыстық су пайдалану жүйесеінің ерекшелігі жеке
приборлардың жұмысындағы периодты және қысқа мерзімді қосылу болып
табылады, ыстық су шығының тез айнымалы графигі бір тәулікке созылады.
Байқауымызша ішкі тәуліктік тербеліс, орта тәуліктік шығынның апталық,
айлық, жылдық өзгерісін бақылайды (1.1). Су пайдаланудың тәуліктік
интегралдық графиктері әр түрлі аудандардың беріктігіне және аудандардың
19
негізгі жүктемесіне байланысты болады. Тәулік ішіндегі су пайдалануды
жеткілікті дәрежеде болжайды.
Жылу пайдалану режимі ыстық су пайдалану жүйесінде тәуліктік және
апталық орта шамаға тең. Бұл сызбадағы қабылданған тәуелділік тұтынушыға
және әртүрлі жүйедегі гидравликалық режимге әсер етеді.
Су дайындаудың келесі сызбасы белгілі: ыстық су пайдаланудың
жылытқышын қосудағы тізбекті сызбасы, жүйедегі температураны реттеудің
параллель және аралас және орталықтандырылған су тарату.
Практикада су таратудың жыл және суық кезеңіндегі сызықтық берілу
немесе кері қайту ыстық су реттегіштің істен шығуына әкеліп соғады.
Ашық типтегі ыстық су пайдалану жүйесін зерттеу былай көрсетіледі.
Сыртқы ауаның төменгі температурасында жүйедегі су шығынының
тербелісі жылу жүйесінің сезімталдық жағдайында, осы мезетте кері құбырда
су тарату жүргізіледі, жүйедегі су айналымын күшейтеді. Құбырдағы су
таратудың құлауы, жылу жүйесіндегі су шығынының азаюы сыртқы ауаның
тек оң температурасы орындалады, жылу жүйесі жұмысындағы біршама
өзгерістер ғимараттағы температураның аз байқалатын әсерін әсерін
көрсетеді. Қыс ортасындағы температурада су жүйесін таңдау ыстық су
жүйесін пайдалану кезіндегі қысымның елеулі өзгерістері, сонымен қатар
жеке абоненттің суды көп тұтынуы көрші магистральдағы суық суды
тұтынудың бағытының өзгеруіне әкеледі. Ыстық суды тұтынудың жабық
сызбасы жылытқыштарды параллель қосудың гидравликалық және жылу
режимдері ауыр жағдайда құрылады (1.2).
Жүйедегі су шығынының тербелісі бұл жағдайда максимал болады.
Жылытқыштардың ттізбектегі орналасуы жылу жүйесінің алдында жылу
тасымалдағыштың температурасының төмендеуін тудырады, судың желілік
температурасы компенсациясымен бірге берілген түзуде өседі.
Қосылудың аралас сызбасы жылу жүйесіндегі су шығынын біршама
төмендетеді, бірақ
параллель өрнектелгендей емес.
Жабық жылу
пайдаланудың және орталықтандырылмаған су таратудағы аралас сызбасының
жұмысы жүктемесін реттеудегі сапалық-сандық әдісімен нәтижелі құрылады.
Бұл режимде ыстық су пайдалану жүйесінің жылытқыш жұмысы желідегі
ағын ұлғайысының компенсациялық әсерін қажет етпейді. (параллель жинақ).
Жылу тұтынудағы ыстық су пайдалану және ішкі жылу бөліну ішкі
қозғаушы факторға дәл сондай ішкі жылу бөлінуіне тиесілі.
Ыстық су пайдалану жүйесінің реттеуіш параметрлерінің маңызы ыстық
су пайдалану жүйесіндегі су температурасы мен су тарату нүктелеріндегі ағын
болып табылады.
Ыстық судың температурасының залалсыздандыру
шарттары 55ºС мен 75ºС шекте болу керек. Су тарату нүктесіндегі ағын
құбырға алдымен ауа кірмеуін қолдауы шарт, ол кемі 5 м биік нүктеде болу
керек. Максималдық қысым құбырдың беріктік шартымен анықталады.
Ыстық су пайдалану жүйесіндегі реттеулер болу керек: су тарату
нүктесіндегі ағынды қажетінше қолдау, жүйедегі ыстық судың қажетті
20
температурасы, су тарату нүктесіндегі ағынның минималдығы тұтынудың
нақты және есептік пропорционалдығын қамтамасыз ету, апаттық
жағдайдатұтынушыларды жоғары дәрежеде қамтамасыз ету.
1.1.4 Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің қазіргі жағдайы және
жобасы
Жылумен жабдықтау энергетикалық нарықтың ірі буыны болып
табылады. Қысқаша айтқанда Ресейдің жыл сайын өндірілетін отынның 25 %-і
жылумен қамтамасыз етуге жұмсалады.
Коммуналдық шаруашылықтар тұтынатын жылудың қосындысының
жартысынан көбі жылыту есебінен қанағаттандырылады. Бұл кездегі барлық
жүйені құрайтын құрал-жабдықтардың жағдайы тозғандығымен сипатталады.
Баяндамада айтылғандай және региондардағы жылу желілеріндегі
құбырларының 20 % - і жедел ауыстыруды қажет етеді, өткізгіш құбырлардың
80 %-і қолданылу мерзімінен өтіп кеткен. Бір жылда тек 2003 жылы 82 ірі апат
орын алды.
Әлеуметтік
апаттар қаншалықты көп болған сайын, төтенше
жағдайларға қаржы көп жұмсалады.
Қазіргі уақытта құбырлар желісінің тозғандығы және абоненттік
қондырғылар (1500C -700C) температураны ұстап тұра алмайды (1.24).
Желілерді қайта өңдеу үшін үлкен қаржымен қатар, 20-30 уақыт қажет.
Қазіргі уақытта жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің міндеті күнделікті
атқарыла береді.
Жылумен қамтамасыз жүйелерінің жұмысын жақсарту үшін
температуралық графикті (100,110-700C)-ға дейінтөмендетіп тұтынушылардың
базалық жылу жүктемелерін ірі қазандықтар мен ТЭЦ-тер арқылы қамтамасыз
етеді. Жұмыс істеп тұрған құбырлардың төменгі беріктігіне төмендетілген
есептік температуралар сәйкестендірілген.
Шығыс Европа елдерінде, мысалы Польшада жылумен қамтамасыз ету
жүйелерін модернизациялауға орталықтандырылған диспетчерлік пунктті
құру мен жергілікті жылуды тұтынушылар жүйесін автоматтандыру кіреді.
Жүйенің өзі бастапқыда үлкен шығынды (жуықтап 2 млрд. Доллор) қажет
етеді және Әлемдік банктің көмегіне жүгінеді.
1.2 Жылу жүйелері мен абоненттердің өзара әсерлері
1.2.1 Абоненттік қамтамасыз етілуі, желілік насостарға қажетті
ағын және қажетті қуат
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің негізгі міндеті барлық
абоненттердің қажетті жылу мөлшерімен қамтамасыз ету болып табылады.
Егер жүйе белгілі бір себептерге байланысты абоненттерді қамтмасыз ете
алмаса, ондай кезде жылу желілерін жетілдіру керек болады. Мұндай
жағдайды желінің өткізу қабілетін ұлғайтуды немесе жеке бөліктердегі
21
(құбырды қайта жөндеу және желіні қайта түзеу) жағдайларды қысқа уақытта
күрделі жөндеуден өткізеді. Немесе осы мақсаттар үшін насостық станцияның
қуатын арттырады.
Бұл кезде жұлу жүйелерінің құрылымы
гидравликалықрежимнің өзгерісіне тәуелді.
Жылумен қамтамасыз етудің тұйықталған жүйесі жылумен қамтамасыз
ету жүйелерінің ішіндегі ең кең таралғаны болып табылады.
Құбырлардың
тұйықталған жүйесінің басты ерекшелігі
желідегі
абоненттердің шығынының және желідегі жалпы шығын мен абоненттің
шығыны арасындағы қатынас берілген ағынға тәуелсіз болады. (1.16). Бұл
қатынас есептелген (қажетті) шығындардың таралуымен сәйкес келуі немесе
келмейі де мүмкін. Сәйкес келмей қалған жағдайда, желі түзелмейді деп
айтады:
.
(1.27)
Айтылған гдравликалық есептелген шығындарға оның қалыпты жұмысы
үшін абоненттік қондырғы арқылы желінің нақты шығынына қатынасын түзеу
шарасы деп есептейді, мұнда G - абоненттің нақты шығыны; G - берілген
абонент үшін есептелген шығын.
Бұл шама түзеу деп аталады. Берілген желінің жұмыс режимінде есептік
сипаттамамен салыстырмалы алғанда аталған абонент қаншалықты
қамтамасыз етілуі көрсетілсе, оны абоненттің қамтамасыз етілу дәрежесі деп
атаймыз.
Түзеу желілеріндегі шығынның таралуы ешқашан есептелген шығынмен
сәйкес келмейді. Сондықтан, абонентке жылу тасымалдағыштың артығымен
беруі, оның кешшілігі болып табылады. Абонентке қатысты алғанда
жылутасымалдағыштың желіге жылуды жеткіліксіз беруі тиімсіз, ал
абонентке жылуды артық беру тиімді болады. Желінің бұл жағдайдағы жалпы
тиімділігі минималды және максималды қамтамасыз ету арасындағы
айырмашылық арқылы табиғи болады. Түзетілген желідегі
жылутасымалдағыштың тарату тиімділігін екі шама арқылы сипаттауға
болады: Ф минимальды және абонентті ф максимальды қамтамасыз етуі.
Жылу тасымалдағыштың жылуды артық беруі қамтамасыз ету дәрежесін
сипаттайды.
Жүйедегі жылумен қамтамасыз ету үнемі шығынын таратылуынан
қарсылықтарға қондырғыға қарсы жетеді. Шығынның сәйкестігін ауада
анықталу құбырдың элемент жүйесінің
қарсылықты
ара-қатынасымен
қысымның түсуіне дейін абонентті сипаттайды, және қондырғы
қарсылығымен абонентті анықтайды. Егер де ортақ құбырдың немесе
жиналмалы және реттегіш коллектордың қарсылығы 0-ге тең бола алады,
абоненттік қондырғының қарсылық ара-қатынасымен анықталады, қосымша
қарсылықтармен жұмыс істейді және жиі қосымша құрылғысыз жұмыс
22
істейді. Абоненттің енгізілуімен V жүйенің жобалап көбеюі реттегіш кірістің
кедергісімен анықталады. Желілер абоненттің енгізу кедергісімен бірталай
құбырдың кедергісімен жүзеге асады және гидравликалық төзімді болып
таылады, қамсыздандыру абоненттік жүйеде орны кішігірім.
Тартылыстың ұлғаюы және желінің жүктемесі оның беріктігінің кеуіне
әкеліп соғады.
Шығынның ара қатынасы абоненттердің арасында жылумен қамтамасыз
ету желілік жүйесінде оның кернеуінің әсерінен белгілі бір деңгейде кернеуге
тәуелді болмайды, қамсыздандыру абоненттік жылу тасығыштың дәрежесінің
ең төмені.
Насостардың желілік ағыны абоненттің ең төмен жылу тасығыштың
есеп санының қуатымен толық қамсыздандырады, бұл ретте насос
қондырғысы қажетті орнатылады.
Бұл жағдайда насостық қондырғы қажетті қуатқа арналған деп атайды.
Толық ағындағы қамтамасыз етудің техникалық cипаттамасы берілген
желідегі абоненттерге жылу тасымалдағыштың қандай да бір қамтамасыз ету
санымен жүзеге асырылады. Шындығында, берілген ағынның көтерілуі желіге
әкеледі, мысалы, құбырдағы қысымның ұлғаюы, яғни, ақырғы беріктігіне ие
болады. Жылумен қамтамасыз ету жүйелеріне қажетті қуат энергетикалық
тиімділігімен сипатталады, яғни, берілген жылу желісіндегі барлық
абоненттерді қамтамасыз ету үшін қажетті энергияны береді.
Осы үлгіде жылумен қамтамасыз ету жүйесінің тиімділігі насостар
желісіне қажетті қуат пен ағынды толық қамтамасыз етеді, жүйедегі
абоненттерді минимальды және максимальды қамтамасыз ететін жүйелерге
таралады.
1.2.2 Гидравликалық режимдерді қолдау тәсілдері
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде гидравликалық режимдердің
орнықтылығы үшін шығындарды реттеуіштер қолданылады. Олардың жұмыс
істеу принципі арнайы орнатылған кедергілерде немесе жылу желісінің
бөлігінде қысымның құлауын іріктеуден тұрады.
Қондырғы сұйықтың G тұрақты шығынын қамтамасыз етуі тиіс.
Шығынның тұрақтылығы реттеуіштің жұмыс принципіне және құрылысына
тәуелді оның бақылау кедергілерінің кейбір берілген АР мәндерінде тек
қысымның төмендеуі жоғарылағанын қолдайды. Төмендеудің (0 ... ..АР)
аралығында реттеуіштің кедергісі тұрақты, ал шығын желі элементтерінің
гидравликалық сипаттамаларының қатынасы арқылы анықталады. Реттегіштің
жұмысын G және АР параметрлері анықтайды, кез келген қысым құлауында
олар оның тұрақты гидравликалық қысымынанықтайды.
(
)
Реттегіштің шығын сипаттамасы 1.1-суреттегідей болады.
23
Cурет 1.1 - Шығынды реттегіштің гидравликалық сипаттамасы
Шығынды реттегіштің механикалық жұмыс үшін біршама күштер
жұмсауы қажет және олар елеулі бақылау кедергілеріне ие болады. Бұл
бақылау кедергілерін жеңуге қажетті оны орнату үшін қосымша желілік
насостардың қуаттық шығынын қажет етеді.
Бақылау кедергісінің шамасы реттегіштің энергетикалық тиімділігін
анықтайды. Себебі, берілген ағынның тарауындағы қажетті қысым шығыны
анықтайды.
Бұл шығындар реттеуіштің жұмыс істеу принципіне және
конструкциясына тәуелді. Идеал реттегіш ретінде бақылау кедергісі О немесе
соған жақын реттегіштер аталады.
Ол болған жағдайда жылу желісінің режиміне жақындайды.
Нолдік кедергі бар реттеуіш идеал қондырғы болып табылады. Оны
жобалау мүмкін емес. Бірақ, ол бар кездегі режимдерді есептеулер реал
қондырғылардың ең жоғары тиімділігін анықтауға мүмкіндік береді.
1.1 - суретте нөлдік кедергі бар кездегі және жоқ кездегі абонентті
жалғау кезіндегі қажетті қуаттық тәуелділік графигі келтірілген. Сурет қажетті
нөлдік кедергісі реттеуіш бар кездегі қажетті қуаттың жылу желісінің
бұзылуына байланысты елеулі үнемдеуге болады.
Тура әсер ететін нақты реттегіштерде кедергілер болады және
механикалық қондырғылары сенімсіз болып табылады. Олар қайта құруды
талап етеді. Сондықтан, осы жеткіліксіздіктерді жою үшін құрылғыны қайта
құрастыру қажет.
Липецк мемлекеттік техникалық университеті ПТЭ кафедрасында
қозғалмалы бөліктері және сұйық ағынының қайнау құбылысында жұмыс
24
істейтіән шығын реттегіші құрастырылды. Ол зерттеулер берілген жұмыстың
келесі тарауында көрсетіледі.
Нөлдік кедергісі бар немесе жоқ реттегіштер негізіндегі қажетті қуаттар.
1 - реттегішсіз жаңа 1.0 абоненттің салыстырмалы шығыны;
2- идеалды реттегішпен 1.0 жаңа абоненттің салыстырмалы шығыны;
3 - реттегішсіз 0,5 жаңа абоненттің салыстырмалы шығыны;
4 - идеалды реттегішпен 0,5 жаңа абоненттің салыстырмалы шығыны.
Cурет 1.2 - Қорек көзінен ара-қашықтық
1.2.3 Шығынның қысымнан тәуелділігі
Біріншіден біз кірістегі және шығыстағы
қысымнан тәуелділік
формасының нәтижелерін алдық келтірілген.
1.3-суретте шығыстағы шығынның қысымнан тәуелділіктері
көрсетілген. Біз шығыстағы сипаттамадан үзінділерді көреміз, яғни,
қысымның өзгеруіне байланысты шығыстағы шығын азаймайды және
көтерілмейтінін байқадық. Бұл бөлік шығыстағы анықталған қысым
шамасымен шектеледі. Бұл шама кірістегі қысымнан тәуелді, яғни, бұл
жағдайда тұрақты болады.
25
мұндағы 1-кірістегі 20м су бағанының қысымы;
2-кірістегі 40м су бағанының қысымы;
3- кірістегі 80м су бағанының қысымы
Cурет 1.3 - Шығыстағы шектегіш арқылы шығынның қысымнан тәуелдігінің
графиктері.
.
Графиктегі 1 - қысымның қисығы үшін тұрақты шығын бөлігінің
аяқталуы 10 метр су бағанын құрайды, 2 қисық үшін 20 метр су бағанын, ал 3
қисық үшін метр су бағанын құрайды.
1.4 - сурет шығысында тұрақты қысым кезіндегі шектеуіштің кірісіндегі
шектеуіштің кірісіндегі шығынның қысымнан тәуелдігін көрсетеді. Осы
қисықтардың кез келген тән иілу нүктелері болады. Яғни, оны екі бөлікке
бөледі. Бірінші бөлікте кірістегі қысымның ұлғаюына байланысты шығын өте
тез өседі. Ал, екінші бөлікте бірінші бөлікке қарағанда баяу өседі. Кірісіндегі
қысымның шамасы иілу нүктесінің шығысындағы қысымға тәуелді жүреді,
яғни, бұл жағдайда тұрақты болады.
Кірістегі қысым, м
1- Шығысындағы 0,0 мтр су бағанының қысымы
2- Шығысындағы 20,0 метр су бағанының қысымы
3-Шығысындағы 40 метр су бағанының қысымы
Cурет 1.4 - Кірістегі қысымнан шектегіш арқылы шығынның тәуелділік
графиктері
26
1.2.4 Қысым мен шығынды реттегіштің көмегімен желідегі
ағынның таралуын есептеу
Гидравликалық есептеуге байланысты көптеген практикалық есептер
насостық станциялар, қысым мен шығынды реттегіштері және т.б. кіретін
гидравликалық тізбек моделіне жатпайтын жылумен қамтамасыз ету
жүйелеріндегі гидравликалық режимді талдаумен байланысты, жоғарыда
айтылғандай мұндағы Qj, Si, Hi тұрақты шамалар болып табылады. Бұл
шамалар тұрақты шама ретінде әрқашанда алдын ала берілмеуі мүмкін, қысым
және белгісіз шығындардың функциялары есептелуі керек. Гидравликалық
желілердегі ағынның таралуы былай анықталады:
( )
(
)
( )
(1.28)
Ақырында бұл мәндердің сипаттамасы сыртқы бір стационар режимінен
келесіне өзгереді олар сияқты ізделетін шешім анықталады, яғни ағынның
таралуы орнайды.
Гидравликалық желіні есептеудің негізгі әдісі реттелетін
параметрлермен ол бірнеше рет тұрақты параметрлі гидравликалық тізбек
сияқты есептеледі. Бұл интерацияның қос циклына әкеледі. Осы ішкі цикл
кезінде кезекті қысымдардың жорамалдануы және жуықталған шығындарды
алу үшін тізбектелген әдіс қолданылады, яғни барлық реттегіш параметрлер
қандай да бір шамалармен тіркеледі. Ішкі циклда алынғандарды пайдаланып,
сыртқы цикл х пен һ - параметрлерімен қайта есептеу үшін арналады.
Гидравликалық кедергінің квадраттық заңы сипаттамасы үшін жылу желілерін
одан әрі қарастырайық.
Ағынның таралу желісіндегі тапсырманың алгоритмі қысым мен
шығынды реттеуіштерде келесі үлгіде беріледі:
1.2.5 Қысым мен кері клапандардағы, шығынды реттегіштер
функциясын алу үшін процедуралар
Жоғарыда берілген алгоритмде көрсетілгендей желідегі ағынның
таралуын есептеу үшін гидравликалық кедергі бөліктерінің өзгерісі бойынша
қаралған ағын таралуының әсеріндегі теңдеулер шешіледі. Бұл әсер
анықталған шарттарда орындалады. Мысалы, байланысқан шамаларға
жеткенде, яғни, ерте орнатылған шамалардан аз. Итерацияда шешілген
вектордан алғаннан кейін реттегіш элементтердің кедергісі нақтыланады.
Кері клапандардың кедергісін есептеу.
Кері клапан - тек бір бағытта сұйықтағы шығынды өткізетін реттегіш,
егер сұйық кері бағытта ағатын болса, онда кері клапан жабылып қалады. Кері
клапанның типтік схемасы 1.5-суретте келтірілген.
27
.
Cурет 1.5 - Кері клапанның схемасы
Кері клапанның жабылуы оның кедергісінің Smax=106 - ға дейін өсуіне
әкеледі.
Реттегіштегі кедергінің өзгерісі номиналды кедергіден максималь
шамаға дейін күрделі топологиялық үлкен схемаларға әкелсе, онда есептеу
процесінде қателікке әкеледі. Сондықтан ұсынылған алгоритмде кері
клапанның жабық кезінде кедергі бірқалыпты артады (итерацияның әрбір
қадамында 100 есе). Кедергі шамасына жеткенде реттеу аяқталады. Бұл жабық
клапанға толықтай сәйкес келеді. Егер сұйық ағысының бағыты дұрыс болған
жағдайда, кедергі smin шамасына меншіктеледі.
Енді жаңа кедергіні есептеу алгоритмін қарастырайық.
Smin - толық ашық клапанның кедергісі, Smax - толық жабық клапанның
кедергісі, Scur - реттеу процесінің ағымдағы кедергісі (алғашында Smin - ге тең),
x - клапан арқылы шығын, Regflag - реттеу процесінің шығыны болсын.
Шығындардың шешімін алғаннан кейін әрбір итерацияда келесі амалдар
жүргізіледі.
Егер x0 (сұйық ағысының бағыты дұрыс), егер scur = smin (клапан ашық),
Regflag = 0 (реттеу аяқталды).
Әйтпесе (ағысты аудару - реттеу процесі), scur=scur·100, Regflag=1
(клапанды реттеу жағдайы). Егер scur =smax, онда scur=smax(клапан толық жабық),
Regflag=0 (реттеу аяқталды).
1.2.6 Шығындарды реттеуіш кедергісін есептеу
Шығындарды реттеуіштің жаңа кедергісін есептеу.
Әрбір итерацяның шешімін алғаннан кейін жүргізіледі, мұндағы
ағындардың мәні RrStart = 10м-ден аз.
28
smin - клапан толық жабық кездегі реттеуіштің кедергісі, smax - клапан толық
жабық кездегі реттеуіштің кедергісі, snew - жаңа есептелген кедергі,
scur - алдыңғы интерацияның ағымдағы кедергісі(алғашында smin- ке тең), х-
реттегіш арқылы шығын, Q - шығын, Regflag - реттеу процесінің жағдайы,
Nr - шығын бойынша белгіленген үйлеспеушілік.
10м аз ағынның үйлеспеушілік мәні әрбір итерацияда келесі әрекеттер арқылы
жүргізіледі:
1) Реттеуіштің жаңа кедергісі (1.28)-де келтірілген формула бойынша
есептеледі:
.
2) (1.27) формуласымен есептелген реттеуіштің кедергісі күрделі
топологиялық үлкен схемаға әкелді.Практикалық қолдануда тиімділік
құпталады. Regflag процесінің күйі 1-ге сәйкес келеді:
(
).
3) Егер Snew Smin онда Snew = Smin, болсареттеуіш толық ашық.
Regflag процесінің күйі 0-ге сәйкес келеді.
4) Егер Snew ˃ Smax , Snew = Smax реттеуіш толығымен жабық. Regflag
процесінің күйі 0-ге сәйкес келеді.
5) Бағытының өзгеруі кезінде
x = Q болған жағдайда Snew = 0.5( Smin+Scur ) қолданылады.
x Q болған жағдайда Snew = 0.5( Smax +Scur ) қолданылады.
6) Үйлесімсіздіктің шығын бойынша белгілері теңсіздік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz