伴隨著采暖供熱計量的發(fā)展趨勢,供熱系統的水力發(fā)電運作情況將由靜態(tài)數據轉換為動態(tài)性。這類工作狀況的轉變,促使在操作系統上討論調整問題已無意義,由于一種確定的管道構造方式只有融入相應的水力發(fā)電工作狀況,動態(tài)性工作狀況只能依靠部分調整設備加以控制[1]。
對動態(tài)性水系統軟件來講,通常設定的調整設備類型許多,例如流量調節(jié)閥、壓力差限制器等,這種設施的調節(jié)的對象是總流量,包含總流量轉變及總流量平穩(wěn),而采用的方式方法則是更改部分管道的流通摩擦阻力。因為部分管道流動性摩擦阻力的轉變,促使鄰近并接環(huán)城路必定遭受危害。為完成鄰近環(huán)城路中間互相危害,小編明確提出三通調節(jié)閥的定總流量調整方式。
1 調整方式
如下圖1所顯示,1,2為兩并接環(huán)城路(客戶),為熱管散熱器或盤管風機;3是三通調節(jié)閥;AB為1所屬環(huán)路,CB為一旁通支路。當客戶1規(guī)定總流量轉變時,調整三通調節(jié)閥3,促使AB環(huán)路總流量擴大或減少,此外,CB環(huán)路總流量將減少或擴大,但在隨意調整標準下達到式(1):
GAB GCB=G0 (1)
式中:GAB為AB環(huán)路總流量;
GCB為CB環(huán)路總流量;
G0為兩只路的總流量總數。無論GAB,GCB怎樣轉變,G0不會改變。
式(1)便是該調整方式所應具有的調整特點稱其為定總流量特點。因為G0保持一致,無論三通調節(jié)閥怎樣調整,都不可能危害環(huán)城路2或別的鄰近環(huán)城路。
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2 調整摩擦阻力特點
在并接環(huán)城路中即然更改某環(huán)路總流量并不危害鄰近環(huán)路,那麼調整特點就與別的環(huán)路不相干。針對某一明確環(huán)路,其摩擦阻力特點是穩(wěn)定一致的,而針對某一已經知道閘閥其摩擦阻力特性以及調整特點也是明確的,因而要完成閘閥安裝在該支道路上后調整具備定總流量特點,有三種很有可能[2]:
a)此三通調節(jié)閥與該環(huán)路徹底配對,調整是定總流量;
b)在該支道路上提升部分摩擦阻力,使其阻力特點轉變后與閥配對;
c)更新改造閘閥構造,使其摩擦阻力特點或調整特點產生變化后與環(huán)路配對。
三種很有可能表明調整特點并非某一特點能夠決策的,反而是互相聯系的,因而研究其綜合性摩擦阻力關系式是必需的。
閘閥的調整特點一般用特征曲線圖來敘述,特點曲線圖是由相對性開啟度K與相對性總流量GK的影響決策的,可表達為(定壓力差標準下):
(2)
式中:Gk為閘閥某一開度所根據的總流量,
Gmax為所根據的最高總流量;
k為隨意開啟度,kmax為較大開啟度。
將流動性摩擦阻力特點引進,有:
Δp=SkGk2 (3)
式中 Δp為閥兩頭壓力差,調整時為時間常數;Sk為隨意開啟度下摩擦阻力特點指數。
將式(2)帶入式(3)中,有:
Δp=SkGk2max2 (4)
又
Δp=Skmax Gmax2 (5)
將式(4)與式(5)對比,得
(6)
三通調節(jié)閥有直達與旁通閥環(huán)路,雙路開啟度反過來,由式(6)獲得:
直達環(huán)路閥的摩擦阻力特點Sk測算式為:
(7)
旁通閥環(huán)路閥的摩擦阻力特點Skmax-k測算式為:
(8)
式中:Smin為直達開全摩擦阻力特點指數,
S'min為旁通閥開全摩擦阻力特點指數;
G'K為旁通閥環(huán)路閥的相對性總流量。
考慮到環(huán)路的摩擦阻力特點之后,則調整時綜合性摩擦阻力特點式如下所示:
直達環(huán)路的摩擦阻力特點式:
(9)
旁通閥環(huán)路的摩擦阻力特點式:
(10)
由式(1)得直達環(huán)路與旁通閥環(huán)路的并接摩擦阻力特點式為:
Szk-0.5 Szkmax-k-0.5=Sb-0.5 (11)
式中:Sb為并接特點指數,下角z意味著綜合性摩擦阻力特點主要參數。當直達開全或旁通閥全開時,Sb=Smin Sz或Sb=S'min Sp,Sp為旁通特點指數。
因而定總流量調整所達到的摩擦阻力特點標準可由下邊的方程的解[3]敘述:
(12)
Sb=Smin Sz,Sb=Smin Sp(13)
式(12)與(13)即是總摩擦阻力關系式。
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3 三通調節(jié)閥摩擦阻力性能指標
3.1 檢測及測試基本原理
閘閥摩擦阻力特點檢測如下圖2所顯示。水自循環(huán)系統儲水箱被離心水泵提取,經測壓點1,2,被測閘閥及測壓點3,4,或經測量點1,2,被測閘閥及測壓點5,6流到循環(huán)系統儲水箱。
氣體壓強選用U形管立即測得,總流量選用容積法精確測量。
閘閥阻力系數計算方法為:
(14)
式中:ζ為閘閥部分阻力系數;
hw為閘閥前后左右測量點間總水損,m,hw=h2- h4或hw=h2- h6;
hf為相對應測量點間沿程水損,m,hf=l24/l12(h1- h2)或hf=l26/l12(h1- h2),在其中h1~h6各自為對應的點的U形管水口,l24為測量點2,4間長度,m,l12為測量點1,2間長度,m,l26為測量點2,6間長度,m;
v 為檢測段管中橫斷面均值流動速度,m/s,v=4Q/πd2,在其中Q為總流量,m3/s,d為管經,m。
3.2 檢測結論
a)直達開全運行狀態(tài)阻力系數ζmin=4.60;
b)旁通閥開全運行狀態(tài)阻力系數ζ'min=8.47;
c)閘閥相對性開啟度與相對性總流量關聯曲線圖見圖3。
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4 運用剖析
為確保供熱系統各并接環(huán)城路動態(tài)性調整時互相不危害,設計方案了下圖1所顯示調整方式,實際方式見圖4。
圖上1,2為熱管散熱器,3為三通調節(jié)閥,A-1-B為直達環(huán)路,CB為旁通閥環(huán)路,支路還具有一些彎管。
常見的三通調節(jié)閥有3種,按直達管路管經可分成:DN15,DN20,DN25。因為熱管散熱器的部分摩擦阻力具體可用為時間常數,為有利于運用與營銷推廣,將其構造模塊化設計,統一設計為DN25。此外,為測算便捷,將管道的沿程摩擦阻力轉換為部分摩擦阻力,稱作劑量部分摩擦阻力。從而,環(huán)路的總摩擦阻力為劑量部分摩擦阻力與部分摩擦阻力之和[3~4]:
則 (15)
式中:λ為摩阻指數。
環(huán)路(開全)的部分阻力系數[4]見表1。
直達環(huán)路開全或旁通閥環(huán)路開全的總部分阻力系數相距不上1%,其總流量也在這里范圍內。但是當閘閥在別的打開度前提下并不一定也是如此。由式(9),(10),(15),可獲得直達或旁通閥環(huán)路總部分阻力系數:
(16)
(17)
式中 ζ1zh為直達環(huán)路總部分阻力系數,ζ2zh為旁通閥環(huán)路總部分阻力系數。
由式(16),(17)及圖3,插值法測算獲得表1所顯示結論。
表1 不一樣開啟度標準下的阻力系數
K | |||||||
1.0 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | 0 | |
ζ1zh | 11.9 | 16.7 | 21.0 | 30.0 | 32.2 | 122.3 | ∞ |
ζ2zh | ∞ | 139.1 | 52.9 | 45.3 | 28 | 16.8 | 12 |
ζzh | 11.9 | 9.2 | 8.0 | 9.1 | 7.5 | 8.9 | 12 |
那時候,并接總阻力系數為7.5,與開全或全封的12對比,轉變了38%,在均勻前提下,總流量要轉變27%。若不確定壓,屬當然調整,總流量轉變會減少到20%上下,這由管道網的自適應力決策。
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5 定總流量特點曲線圖
特點曲線圖包含直達曲線圖與旁通閥曲線圖,要完成定總流量,兩根曲線圖很有可能有很多種組成,但這兩個曲線圖組成并不是是隨意的,第一,要切合實際,即在生產技術上能否行得通;第二,要有利于今后的調整。為有益于動態(tài)性調整,將直達曲線圖設為線形的,旁通閥曲線圖由直達的線形決策。即直達曲線圖為是一條已經知道曲線圖,C是一未確定參量,求旁通閥曲線圖GK。
以以上的運用為例子,兩曲線圖應達到的表達式為:
ζ1zh-0.5 ζ2zh-0.5=ζzh-0.5
將式(16),(17)帶入得:
(18)
由上式經插值法測算后再開展擬合曲線,G'K為一指數值或對數曲線,見圖5。
在常見的閘閥中,其特點曲線圖通常為線形(不肯定)或對數曲線,一個閘閥具備這2種特點曲線圖,可以看成是一個線形調節(jié)閥門與一個對數調節(jié)閥的組成,因而,生產制造具備線形與對數混和調整特點的閘閥在技術上是有效的。
6 結果
6.1 三通調節(jié)閥的調整方式較別的調整方法有顯著優(yōu)勢,調整時摩擦阻力不會改變、總流量穩(wěn)定,能完成并接環(huán)城路中間動態(tài)性調整互相不危害。
6.2 要做到定總流量目地,摩擦阻力分派務必符合一定關聯,因為構造模塊化設計,具體環(huán)路的摩擦阻力特點將由閘閥構造決策,閥的兩特點曲線圖組成是該調整方式取得成功運用的重要。
6.3 試驗檢測的調節(jié)閥門特點曲線圖為兩不肯定的線形曲線圖,運用該閥時,較大總流量誤差為27%,當管道網做到一定的可靠性時,總流量誤差在20%上下。
6.4 定流量調節(jié)閥的特點曲線圖為線形曲線圖與對數曲線組成,或指數曲線與對數曲線組合。不一樣的曲線圖組成時,總流量偏差在10%之內,即覺得具備易用性。
論文參考文獻
[1] 石兆玉,著作.供熱系統的運作調整與操縱.北京市:清華大學出版社,1994
[2] 江億.管道網可特性和穩(wěn)定性能的定性分析.通風空調,1997,27(3)
[3] 張維佳,潘達林,著作.工程流體力學.北京市:中國建筑業(yè)工業(yè)生產出版社出版,2001
[4] 賀平,孫剛,著作.供熱管網.北京市:中國建筑業(yè)工業(yè)生產出版社出版,1996
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