На сегодняшний день все чаще применяют шаровые краны, которые позволяют за достаточно короткое время перекрывать некоторые участки тепловых сетей. В случае слишком быстрого перекрытия тепловых сетей может возникнуть нежелательный гидравлический удар. Помимо всего редуцированные шаровые краны значительно уменьшают денежные растраты.
При использовании редуцированных шаровых кранов следует учитывать частоту из установления, то есть магистральные тепловые сети и их ответвления. Как правило, редуцированные шаровые краны имеют определенные подходы на один, два и больше типовых размеров меньше, чем диаметр самой трубы. Что же касается углов, то углы между образующими диффузора и конфузора называются углами расширения.
В целом применение самого редуцирования увеличивает затраты энергии на эксплуатацию теплоэнергетических сетей. Эксплуатационные затраты энергии пропорциональны отношению падения давления в каждом отдельном шаровом кране. Линейное падение давления в трубопроводе 6рп равняется:
Это же отношение можно рассчитать по такой формуле:
Где ?, равняется коэффициенту местного сопротивления шарового крана, kэ равняется абсолютной шероховатости, неровности трубопроводной стенки, D равняется диаметру самого трубопровода, l равняется соответственно его длине.
Большинство производителей редуцированных шаровых кранов при продаже их по каталогам приводят коэффициент ?, полученные неординарным путем, так сказать экспериментальным, предназначается для всевозможных значений диаметров труб. При этом коэффициент t, равняется нулю.
На рисунке № 1 изображены данные для шаровых кранов с углом расширения 90О с диапазоном условных проходов от пятидесяти до пятисот миллиметров. Обозначенный на рисунке условный проход трубопровода соответствует своим значениям, а условный проход шаровых кранов является на один размер меньше. На рисунке № 1 так же указаны данные, благодаря которым очень удобно сравнивать все экспериментальные значения, такие как коэффициент t. Усреднение данных проводилось согласно методу малых квадратов.
На рисунке № 2 изображены данные для шаровых кранов с углом расширения 16О с диапазоном условных проходов от двухсот пятидесяти до восьмисот миллиметров. Прямые линии, изображенные на рисунке № 2, соответствуют редукции на 1-4 размера. На рисунке так же изображены экспериментальные данные отвечающие своим типоразмерам. Усреднение данных на рисунке № 2 проводилось таким же образом, как и на рисунке № 1.
По данным изображенным в таблице, строки – 1 и 2, а так же столбцы – 6-10 можно сделать соответствующие выводы, что коэффициенты шаровых кранов с диапазоном двести пятьдесят и пятьсот миллиметров отличаются на один типоразмер, это может являться следствием небольших экспериментальных погрешностей. Это значит, что коэффициент шаровых кранов практически не зависит от угла расширения с указанным диапазоном.
Усредненные данные коэффициента сопротивления t, шаровых кранов согласно рисунку № 1 и № 2 для условных проходов с диапазоном от ста до восьмисот миллиметров, а так же с редукцией от одного до четырех размеров, приведены в таблицах.
Что касается второй строки таблицы, то там изображены все данные рисунка № 2, с третьей строки по шестую изображены все данные рисунка № 3.
Помимо всего, согласно данным в таблице коэффициент редуцированных шаровых кранов убывает вместе с ростом условного прохода, чем больше коэффициент редукции, тем сильнее убывает рост условного прохода.
На рисунке № 3 изображен коэффициент относительной доли местных потерь, рассчитанные по указанной ранее второй формуле, где значения условного прохода D позаимствованы из рисунка № 2 1 и kэ с расчетами равными 1000 м и 0,0005 м.
Для того чтобы сделать соответствующую оценку величины потерь давления в тепловых сетях с соответствующим применением шаровых кранов, необходимо провести сравнительные работы потери давления в шаровых редуцированных кранах и магистральных трубах на каждую единицу длины трубопровода.
Рассмотренное выше применение редуцированных шаровых кранов, позволяет нам сделать следующие выводы. Согласно выше указанной второй формуле, при незначительных ответвлениях труб от магистралей, могут возникнуть значительные потери, особенно при длине охватываемых участков не меньше 1000 м. Длина менее 1000 м не имеет существенного значения для магистралей, так как эта величина не суммируется при общих потерях на магистрали.
Редуцированные шаровые краны нашли свое применение в тепловых сетях согласно таким случаям как на основной магистрали, на которой необходим технический и экономический расчет, а так же сравнение потерь энергии и экономики капитальных затрат. Также применения возможны в случае экспериментального несоответствия на один типоразмер по отношению к диаметру трубы и на два типоразмера при наличии избыточного напора на участках.