Как рассчитать дроссельную шайбу

Расчет дроссельной шайбы

Дроссельная шайба — это устройство, которое представляет собой диск с отверстием и предназначено для снижения избыточного давления в системе трубопроводов.

Формула расчета дроссельной шайбы согласно справочника строителя «Монтаж внутренних санитарно-технических устройств» под редакцией Староверова И. Г.:

где

d — диаметр отверстия, мм;
G — расход, т/ч (м3/ч);
dP — гасисмый напор, МПа.

Быстро выполнить эту математическую операцию можно с помощью нашей онлайн программы. Для этого необходимо в соответствующее поле ввести исходное значение и нажать кнопку.

На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета дроссельной шайбы. С помощью этой программы вы в один клик сможете рассчитать диаметр дроссельной шайбы.

Как рассчитать дроссельную шайбу

Расчет дроссельной шайбы

Не зависимо от того, расчет дроссельной шайбы на отопление или для водоснабжения не имеет значения. Дроссельная шайба является диафрагмой.

Видео о том, как считать расчет дроссельной шайбы

Расчет дроссельной шайбы можно рассчитать по двум формулам:

1. С помощью некоторого стандарта (Эта формула из СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»)

2. С помощью КМС для расчета диафрагмы (Из книг гидравлики)

Второй способ расчета является очень точным расчетом!

Формула первого способа

Формула второго способа

Формула через расчет по КМС:

Что такое КМС описано тут: Что такое КМС?

Расчет дроссельной шайбы можно посчитать через программу:

Подробнее о гидравлических и тепловых расчетах: Гидравлика и теплотехника

Как рассчитать дроссельную шайбу

Группа: Участники форума
Сообщений: 741
Регистрация: 28.3.2006
Из: Иваново,Россия
Пользователь №: 2477

Для расчета диаметра отверстия дроссельной шайбы в ИТП приводится следующая формула:

Вопрос – что понимать под H?
— Или это располагаемый напор H1 перед дроссельной шайбой, тогда получается шайба «съест» весь избыточный напор, уравняв давление прямой и обратки и не будет условий для циркуляции.
— Или это напор с учетом вычета потерь напора во внутренней системе отопления дома (Н2), т.е (H1 – H3), где H3 – потери напора в доме?
Проверил свои сомнения на программе гидравлического расчета теплосети, скачанной недавно из этого же форума, в ней закладывается Н1.

-Или третье, вопрос претендует на звание идиотского?
Рисунок в приложении

sergey-k-pkbdgts

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 919
Регистрация: 8.12.2008
Из: Украина, Днепр.
Пользователь №: 26418

— спасибо за вопрос, да!!! — это правильное решение.

— если это идет речь о "Матрице,ексель" — скорей всего это недороботка экселевской проги. И это уже вводит в заблуждение участников форума.

В Манюк "Наладка тепловых сетей" стр, 73 под "Напор дросселируемый в сопле элеватора, м.вод.ст."
и
стр. 209 , под "Напор дросселируемый диафрагмой, м.вод.ст" имеется в виду:
Дельта Н = Hрасп – H3,
где H3 – сопротивление системы отопления жилого дома (или потребителя тепловой энергии)?

Евгений Буш

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 741
Регистрация: 28.3.2006
Из: Иваново,Россия
Пользователь №: 2477

Евгений Буш

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 741
Регистрация: 28.3.2006
Из: Иваново,Россия
Пользователь №: 2477

Речь идет об этой программе:

Бойко

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4190
Регистрация: 17.8.2007
Из: Москва
Пользователь №: 10745

Выбирая напор гасимый шайбой, на мой взгляд, необходимо держать в уме. если за шайбой есть система

— без развлетлений. тогда в лоб — минус сопротивление системы
— развлетвленная система /возникает вопрос об гидр. устойчивости системы/
можно решать через "авторитеты". "деля" расп. напор на вводе на обеспечение устойчивости тепловой сети, потребителей ввода в целом и устойчивости отдельного вида нагрузки /несколько стояков на СО или др./

Это когда он /расп. напор / есть. считается надежным шайбирование "дорожкой".
Это когда вся сеть шайбируется на обеспечение одинакового расп. напора у всех абонентов двумя шайбами /на прямом и обр. трубопроводах/. Аналогично по видам нагрузки "внутри" абонента.
Ясно, что при наличии денег шайбы должны быть заменены на бал. клапана. и по знакомым формулам расч. уже Кv клапана.

Сообщение отредактировал Бойко — 30.9.2010, 11:04

Бойко

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4190
Регистрация: 17.8.2007
Из: Москва
Пользователь №: 10745

Таким образом, в общем случае, расп. напор делится на четыре части.

— шайбы на отвлетвлениях от магистралей тепл. сети /обеспечениу гидравл. устойчивости т. сети/
— шайбы на вводах абонентов "квартальной сети" /обеспечение гидравл. уст. квартальной сети/
— шайбы внутри абонента по видам нагрузки
— шайбы "внутри" вида нагрузк /например, стояки однотрубной системы отопления/

Общий принцип. максимальный расп. напор в "хвосте". если конечный потребитель однотрубная СО — на стояке
Лучше двумя шайбами/клапанами/ на прямом и обратном трубопроводах.
Так вроде.

BadMax

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 142
Регистрация: 8.6.2010
Из: Украина
Пользователь №: 60389

Бойко

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4190
Регистрация: 17.8.2007
Из: Москва
Пользователь №: 10745

У Зингера "Гидравлические режимы т/с. "/классика/

Повышаеется гидравлическая устойчивость.

Евгений Буш

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 741
Регистрация: 28.3.2006
Из: Иваново,Россия
Пользователь №: 2477

Таким образом, в общем случае, расп. напор делится на четыре части.

— шайбы на отвлетвлениях от магистралей тепл. сети /обеспечениу гидравл. устойчивости т. сети/
— шайбы на вводах абонентов "квартальной сети" /обеспечение гидравл. уст. квартальной сети/
— шайбы внутри абонента по видам нагрузки
— шайбы "внутри" вида нагрузк /например, стояки однотрубной системы отопления/

Спасибо за второй пост, прочитав его понял то о чем говорили в первом!
А в реале при проектировании и гидравлическом расчете теплосети выполняют эти четыре этапа, или даже два магистральное и квартальное шайбирование?

Обратку шайбировали только тогда, когда статическое давление здания было выше давления обратки в тепловом узле, а в остальном только на прямой.

А Зингер "Гидравлические режимы т/с. в электронном формате есть в библиотеке форума или где то еще?

tiptop

Просмотр профиля

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 10835
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Аболютно верно.
А для гламура можно везде и по три шайбы ставить — "дорожкой с осевой линией".

Бойко

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4190
Регистрация: 17.8.2007
Из: Москва
Пользователь №: 10745

Здесь в книгохранилище есть второе переработанное издание 1986 г. Про это начиная с стр.102. Более подробный анализ содержится в первом издании 1976 г. Но понять зачем это делается можно и по второму изданию.

Кроме того, такой способ дает ряд "практических" удобств и более "антивандален".

sergey-k-pkbdgts

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 919
Регистрация: 8.12.2008
Из: Украина, Днепр.
Пользователь №: 26418

— есть случаи, когда малая отопительная нагрузка, очень маленькая (кафе, небольшой магазин) расчетная шайба получается примером 1,5мм, — т.е такую не поставишь вот и получается двойное, тройное шайбирование, т.как — мин.размер шайбы 3мм. то за ней, уже ставится вторая — расчетная шайба.

Сообщение отредактировал sergey-k-pkbdgts — 1.10.2010, 8:27

Евгений Буш

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 741
Регистрация: 28.3.2006
Из: Иваново,Россия
Пользователь №: 2477

Я так понимаю, что последовагельное шайбирование возможно еще и в тех случаях, когда надо гасить большие избыточные напоры. Вопрос: А какой максимальный напор можно гасит шайбой, чтобы она не свистела, гудела и не способствовала гидроударам при резком изменении гидравлических режимов сети. 15, 20, 30м?

Бойко

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4190
Регистрация: 17.8.2007
Из: Москва
Пользователь №: 10745

Да. Кроме того меньше "шаг" увеличения расхода при корректировке расходов /расверливании/ шайб.

Но основная цель шайбирования /балансировки/ сетей "дорожкой" /на одинаковые располагаемые напоры равные расп. напору последнего абонента сети/- повышение пропорциональности разрегулировки.

В системах отопления без автоматики и других "пульсирующих" нагрузок это не так важно.

Крайне важно частично автоматизированных сетях и открытых. для сохранения возможности центрального регулирования.

BadMax

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 142
Регистрация: 8.6.2010
Из: Украина
Пользователь №: 60389

Бойко

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4190
Регистрация: 17.8.2007
Из: Москва
Пользователь №: 10745

Кроме того меньше "шаг" увеличения расхода при корректировке расходов /расверливании/ шайб.

Но основная цель шайбирования /балансировки/ сетей "дорожкой" /на одинаковые располагаемые напоры равные расп. напору последнего абонента сети/- повышение пропорциональности разрегулировки.

В системах отопления без автоматики и других "пульсирующих" нагрузок это не так важно.

Крайне важно в частично автоматизированных сетях и открытых. для сохранения возможности центрального регулирования.

Kult_Ra

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 10258
Регистрация: 8.3.2007
Пользователь №: 6446

Или дырка меньше 5 мм, то последовательно ещё шайба. 3 мм рискованно.

Про такое "свиста_ограничение_блокировка" нигде не встречал написанного буквами и словами сказанного.

Тут подстраховываться можно, если проверять скорость в отверстии шайбы. Если окажется вдруг больше 10 м/сек, к примеру, то ставить ещё одну последовательно. Через "некое" расстояние.
И никто так и не ответил на мой вопрос —
Почему не желается ставить шайбу в форме "отрезать сегмент от круга", а не "дырка" просверленная в центре.
Если сегмент-дырка ориентирована на горизонтальном участке вниз — мусор не будет собираться.

Заменить "шайбы" отрезком трубы меньшего диаметра, если место позволяет. Формулу Lвст вывести просто самому — ума много не надо. Так и делал когда-то.

Сообщение отредактировал Kult_Ra — 1.10.2010, 11:51

Артем Самара

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 288
Регистрация: 17.2.2010
Из: Самара
Пользователь №: 46844

Про максимальный напор, гасимый шайбой, нигде не встречал в литературе. Но "старики" учили, что нельзя считать шайбу более чем на двадцать метров, иначе будет свист.
На деле выходит, что шайбы могут свистеть и на несколько меньших перепадах. Причем стоят рядом два одинаковых дома, в них шайбы с одинаковыми отверстиями. В одном свистит, в другом нет. Причем проявляется свист на шайбах малых лиаметров: 5-6мм, и почти никогда на шайбах 10мм и выше. В общем из положения выходил снимая фаску с дроссельного отверстия (при изготовлении их просто сверлили, не обрабатывая края).
Про шайбу сегментом сейчас вот только прочитал впервые. А что есть мат формула для расчета сегмента? Или на глазок? И почему сегмент будет забиваться меньше? При той же площади, что и у отверстия, зазор до края окружности в сегменте будет меньше. Кроме того, шайба не встает жестко между шпилек, имеет там люфт 2-3мм, что сведет на нет все расчеты.
Про трубу вваренную вместо шайбы. Посчитайте элементарно какой длины нужна наименьшая из общедоступных труб Ду15 при расходе 1 т/час, чтобы погасить 10м. Выйдет порядка 25м. Ну чисто теоретически такую трубу можно запихнуть в тепловой узел, а что делать если гидравлические условия изменятся? Кусок трубы доваривать/отрезать?

Сообщение отредактировал Артем Самара — 4.10.2010, 6:50

Kult_Ra

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 10258
Регистрация: 8.3.2007
Пользователь №: 6446

Двадцать метров или нет — свист не от того/отчего и Вы уже отлично сориентировались в "ситуациях свиста" своими словами про "два соседних дома" — какова скорость в отверстии шайбы.
Шайба деформирует поток — внезапное сужение= сжатие потом внезапное расширение. Перепад давление на этот фактор (суж/расш) есть, но не он важен. Им при "прикидках" можно и пренебречь.

H= (V отв)^2 * gamma / (2*g) — динамический напор, или потери давления на создание этого динамического напора. Его можно приравнять грубо у нужному значению гасимого напора.
V отв — скорость в площади отверстия или сегмента или сектора (можно вырезать и сектор круга)

Есть, зараза, такой безразмерный "критерий Kult_Ra" — отношение скорости в отверстии к скорости в трубе . Который существует в пределах значений от 1 до 0 (открыт/закрыт). И характеризует "внутренний авторитет шайбы" (или любого дроссель-устройства конструкции на базе вентиля) — если выражаться в терминах г. Пыркова. Поскольку в Нобелевской премии мне уже отказали, публикую открытым текстом и впервые. И только один раз. Надеюсь потом никак не повториться это желание по умничать да похвалиться. Критерием таким.

Kult_Ra= V тр/V отв

Про трубу в варенную вместо шайбы. Да. Если есть место для размещения и скорость в той трубе не свистит. Модно поставить два отрезка параллельно, к примеру, трубой по 15 мм
Прикинуть "гасимый напор" по формуле Н=R * Lвст + Z Местным сопротивлением Z можно и пренебречь при прикидке

При значениях критерия меньше 0.1 ожидается свист. Варьируя перепадом давления (изменяя внешний авторитет) от 0.1 до 0.001 пред такой дроссельной диафрагмой, Вы, Артем Самара, запросто с играть ноктюрн на такой флейте из теплофикационных труб. Но только для жителей того, второго дома.

Иными словами — для каждой ситуации всегда есть решение. И нету тайны. Каждый живет сам и учится всему сам.

Дроссельная шайба: конструкция устройства, расчёты и наладка

Дроссельная шайба – регулировочное устройство, предназначенное для обеспечения стабильного гидравлического режима в системах отопления жилых домов и промышленных предприятий.

Для чего нужна дроссельная шайба на отопление

Без применения дроссельных шайб теплофикация большого количества объектов становится невозможной. Стандартные диаметры выпускаемых промышленностью водонапорных труб не позволяют обеспечить правильные гидравлические режимы в магистральной сети теплоснабжения. Наиболее близкие к источнику теплоты здания буду потреблять слишком много тепловой энергии, тогда как наиболее удаленные предприятия её недополучат.

Во избежание этого теплоснабжающие организации предписывают установку дроссельных шайб, ограничивающих расход теплоносителя в соответствии с размером объекта и его тепловой мощностью. Тем самым одновременно достигается несколько целей:

• температура в помещениях отапливаемого объекта находится в пределах законодательных норм и комфортна для человека;
• расход теплоносителя в системе становится предсказуемым, что позволяет выполнить правильную настройку теплогенерирующих установок в котельных;
• наличие дроссельной диафрагмы заставляет владельца объекта обслуживать внутреннюю систему отопления, иначе температура в помещениях будет ниже нормы, а температура обратного трубопровода завышенной, что является поводом для штрафа.

Кроме этого, владельцы объектов могут устанавливать повторные дроссельные шайбы, регулируя расход теплоносителя внутри предприятия.

Конструкция устройства

Дроссельная шайба представляет из себя металлический диск с отверстием в центре. Диаметр этого отверстия рассчитывается с точностью до 0.1 мм по специальным формулам, либо посредством программного обеспечения, выполняющего моделирование работы системы отопления.

Шайба находится в условиях значительного давления и высоких температур, поэтому изготавливается из высококачественной стали толщиной не менее 3 мм.

При изготовлении нерегулируемой дроссельной диафрагмы отверстие должно располагаться точно в её центре. Его размер, как правило, составляет от 3 до 10 мм. Во избежание возникновения громкого свиста, вызванного движением воды через узкое отверстие, с него снимается фаска с обеих сторон.

Регулируемая дроссельная шайба имеет более сложную форму. Сквозь уплотнительные кольца выводится регулировочный шток. Вращая его, изменяется суммарная площадь отверстия, благодаря чему меняется гидравлический режим.

Вне зависимости от устройства, шайбы снабжаются «ушками» для установки пломбы, предотвращающей её несанкционированную замену.

Место установки дроссельной шайбы

В подавляющем большинстве случаев дроссельная шайба устанавливается на втором по ходу движения теплоносителя фланце вводной задвижки подающего трубопровода. Подобная процедура актируется и фиксируется должностными лицами теплоснабжающей организации и владельца объекта.

В случае необходимости могут устанавливаться повторные шайбы в целях регулировки гидравлических режимов внутри объекта. При этом вводная дроссельная диафрагма будет строго ограничивать расход теплоносителя вне зависимости от количества шайб, установленных после неё.

В некоторых случаях для защиты радиаторов отопления от избыточного давления, шайбы устанавливаются и на подающем, и на обратном трубопроводе данного участка системы отопления.

Как правило, все шайбы устанавливаются в помещении индивидуального теплового пункта. При наличии элеватора шайба не устанавливается, так как сопло смесительного узла выполняет те же функции – ограничение расхода теплоносителя.

Расчет диаметра отверстия дроссельной шайбы

Расчет диаметра регулировочного отверстия – важная и кропотливая работа. Расчет выполняется в соответствии со сводом правил СП 41.101/95, посвященным процессу проектирования тепловых пунктов.

Формульный метод

Наиболее простая и точная формула описана в СП 41.101/95 и выглядит так:

где G — расчетный расход воды в трубопроводе, т/ч;

ΔH — напор, гасимый дроссельной диафрагмой, м.

Информация о расчетном расходе воды должна содержаться в договоре теплоснабжения. Цифру дросселируемого напора можно определить как экспериментально, так и взять из проекта, при его наличии. Как правило, он составляет 0,6-2 м. вод. ст.

Вне зависимости от поставленной задачи необходимо учитывать несколько обязательных требований:

• Располагаемый напор не должен быть ниже 6 м. вод. ст.;
• Итоговые гидравлические потери между подающим и обратным трубопроводов чаще всего находятся в пределах 0.6-2 м. вод. ст.
• При наличии элеватора диаметр дроссельной диафрагмы не должен быть меньше диаметра сопла.

Программный метод

При применении программного метода возможно получить более точный расчет диаметра дросселирующего отверстия.

Известно, что система отопления состоит не только из трубопроводов, но и из множества других элементов:

• запорной арматуры;
• фильтров;
• тройников на разделение и слияние потоков;
• и др.

Формульный метод не учитывает этих особенностей, ведь каждый из элементов имеет собственное гидравлическое сопротивление. В программном обеспечении каждый элемент учитывается в виде коэффициента местного сопротивления (КМС).

Между гидравлическим сопротивлением, значением КМС и диаметром дроссельной шайбы есть зависимость. Программа проверяет вводимые данные на соотношение размера отверстия с гасимым напором и выдает вердикт о необходимости увеличения или уменьшения его диаметра.

Видео описание

Расчет дроссельных шайб и диафрагм.

Сбор данных и предварительные расчеты

Все элементы системы, начиная от источника теплоты и заканчивая батареей в доме абонента, объединены в сложную гидравлическую сеть. Ученые давно описали принципы её работы и заключили их в формулы. Но при расчете дросселирующей шайбы должно учитываться множество дополнительных факторов. Для этого специализированные организации выполняют ряд подготовительных работ:

• Производится энергетическое обследования строительных ограждающих конструкций объекта, а также источников теплоты внутри него.
• Определяются фактические и расчетные параметры магистральной тепловой сети, такие как: располагаемый напор, гидравлическое сопротивление, максимальный расход теплоносителя и др.
• Составляется схема объекта с указанием всех параметров труб и отопительного оборудования.
• Производится прогноз развития участка тепловой сети на срок не менее 5 лет вперед.

По итогам выполнения мероприятий и расчетов производится оценка правильности действий. Фактический расход теплоносителя сравнивается с идеальной программно откалиброванной моделью тепловой сети. Коэффициент сравнительного расхода теплоносителя должен находиться в пределах 0.9-1.15, где за единицу принят идеальный расход.

Эффект от установки шайб

Установка дроссельной шайбы решает не только проблемы внешней гидравлической сети, но и внутридомовой системы:

• Наиболее удаленные отопительные стояки обеспечиваются достаточным расходом теплоносителя и хорошо прогреваются.
• Наиболее близкие к центральному тепловому пункту объекты не перегреваются, температура воздуха в помещениях остается комфортной.
• Система находится в устойчивом и предсказуемом гидравлическом режиме, исключены внезапные изменения её параметров: расхода, давление, температуры и др.
• Температура в подающем и обратном трубопроводе соответствует утвержденному температурному графику, благодаря чему снижается себестоимость производимой тепловой энергии.
• Для потребителей перегретой воды и пара создаются гарантированные условия поддержания абсолютного давления при динамических тепловых режимах работы сети.
• Для абонентов, эксплуатирующих системы отопления, создаются условия поддержания давления в трубопроводах на уровне не ниже 5 кгс/см2 в любой точке разветвленной сети, что позволяет предотвратить вскипание теплоносителя, либо, наоборот, образование вакуума.

Наладка с регулируемыми шайбами

Наладка тепловой сети посредством регулируемых дроссельных шайб значительно упрощает задачу. Регулировка производится в отопительный период по следующему плану:

• Диаметр дросселирующих отверстий устанавливается в соответствии с предварительным расчетом.
• По показаниям измерительных приборов оценивается режим работы сети и соответствие близости расхода теплоносителя к расчетным значениям.
• После повторной регулировки шайб ожидается наступление установившегося режима работы тепловой сети.
• Процесс повторяется до получения необходимого результата, после чего шайбы пломбируются.

Видео описание

Что такое дросселирующая шайба.

Заключение

Установка дроссельных шайб – полезное мероприятие, как для теплоснабжающей организации, так и для потребителя. После их установки обе стороны взаимоотношений вынуждены эксплуатировать систему надлежащим образом. Теплоснабжающая организация — для обеспечения договорных параметров теплоносителя на границе балансовой и эксплуатационной ответственности сторон, а со стороны абонента – для эффективного теплосъема в целях поддержания надлежащей температуры воздуха в помещениях, а также соблюдения температурного графика в части температуры обратного трубопровода.