Рассмотрим часть стояка однотрубной системы с замыкающими участками. Отопительные приборы установлены по обе стороны стояка (рис. V.6,а).

Отношение массы воды, поступающей в отопительные приборы, находящиеся народном этаже здания, к массе воды, перемещающейся постояку, называется коэффициентом затекания воды в отопительные приборы.

Коэффициент затекания воды в оба отопительных прибора обозначим буквой а, тогда в каждый отопительный прибор будет поступать расход воды, кг/ч, равный:

Допустим условно, что во всех стояках, включая замыкающие участки, вода остывает только в приборах.

Определим потери в подводках к каждому отопительному прибору. При делении потока в верхней крестовине проекция количества движения потока в стояке на направление подводки, расположенной под углом 90°, равна нулю. При этом теряется кинетическая энергия данного потока, обусловливающая потерю давления 1----- р. Далее происходит потеря при входе в подводку, при этом теряется давление.

В приведенных формулах а — коэффициент затекания воды не в один, а в оба отопительных прибора.

Если бы вода не остывала в приборах, то потеря давления в замыкающем участке была равна потере в подводках.

Охлаждение воды в приборах усиливает циркуляцию воды в подводках. Поэтому потеря давления в подводках равна потере в замыкающем участке плюс естественное давление от охлаждения воды в отопительных приборах.

Заметим, что с увеличением отношения м от нуля до единицы значения а будут меняться от единицы до нуля.

Если длину каждой подводки примем /2=1,5 м и ?кр = 2, тогда в соответствии с уравнением (V.25) получим:

Рассмотрим случай, когда отопительные приборы находятся по одну сторону стояка (см. рис. V.6, б). Тогда в подводки поступает вода в количестве (?2 = Сста.

При длине каждой, подводки /2=0,75 м получим уравнение параболы

Иначе говоря, при том же коэффициенте затекания а при одностороннем присоединении отопительных приборов ординаты Э будут в 4 раза больше тех же ординат при двухстороннем присоединении приборов.

Для различных типов этажестояков на рис. V.8, а, б даны другие кривые теоретических коэффициентов местных сопротивлений замыкающих участков и указаны параболы, отвечающие различным длинам под­водок, при значениях а от 0 до 1.

Подводки длиной 1,5 м назовем подводками номинальной длины, соответствующие им параболы начертим жирными линиями.

Более крутые параболы показывают, что одностороннее присоединение отопительных приборов невыгодно, так как в этом случае коэффициент затекания а значительно понижается.

Для того чтобы, не решая сложных уравнений, определить значения а с учетом естественного давления от охлаждения воды в приборах, можно воспользоваться теми же характеристиками.

Откладываем по оси ординат относительные потери давления в замыкающем участке, сложенные с относительным естественным давлени* ем, т. е. откладываем значения ^зам-f-Ape, при этом принимаем различ­ные значения А р&.

В точке пересечения характеристик подводок с суммарными характеристиками замыкающего участка и естественного давления получим искомые коэффициенты затекания для горячей воды.

Необходимо отметить, что коэффициент затекания можно получить в один прием только в том случае, если известна величина естественного давления, которая сама зависит от искомого коэффициента затекания.

Поэтому данные графики позволяют найти искомое значение а только путем подбора.

Однако, пользуясь несколько перестроенными графиками, можно определить а в один прием.

Пусть к каждому этажестояку присоединено по два прибора (см. рис. V.6, а).

Ту же зависимость можно получить иначе.

Следовательно, естественное давление от охлаждения воды в отопительном приборе

т. е. получаем то же значение, что и в уравнении (V.33).

Если разделим Дре на величину динамического давления, отвечающего скорости воды в стояке рдз, то получим относительное естественное давление

Зная, что значение рдз равно —- р, найдем соответствующую скорость в стояке Ws, м/с.

Рассмотрим, например,, этажестояк диаметром 20X15X20 мм с подводками номинальной длины (по 1,5 м).

На рис. V.8, а примем различные значения: а=0,9; 0,8; 0,75..., до того значения а, при котором характеристики Д/7е=0, т. е. до того минимального значения а=0,515, при котором радиатор работает на холодной воде.

Принятым значениям а для данного этажестояка отвечают значения

Таким же путем для а=0,8 найдем: Рдз=7,03 Па и ау3=0,12 м/с и т. д.

Сравнение теоретических коэффициентов затекания холодной и горячей воды в отопительные приборы с опытными данными, полученными ЛО ВОДГЕО при двухстороннем присоединении радиаторов «Гамма» № 1 (по 12 секций) приведено на рис. V.9 и V.10.

При расчете ?ыло принято, что вода в замыкающих участках не остывает.

Таким образом, при работе радиаторов на горячей воде с увеличением скорости воды в стояке коэффициент затекания воды уменьшается.

В малых кольцах циркуляции вертикальных однотрубных систем с верхней разводкой естественное давление от остывания воды в радиаторах действует в сторону движения воды, а в системах с нижней разводкой — против движения воды. Во втором случае сопротивление водяного тракта через радиатор больше, чем в первом. Для обоих случаев справедливо равенство

На рис. V.11 приводятся графики для определения коэффициента затекания воды а в радиаторы вертикальных однотрубных систем отопления с осевыми замыкающими участками и кранами двойной регулировки как с верхней, так и с нижней разводкой подающих магистралей. Эти графики применимы также и для систем с П-образными стояками, т> е. для систем с нижней разводкой подающих и обратных магистралей. В этом случае восходящие ветви П-образных стояков рассматриваются как стояки с нижней разводкой, а нисходящие — как стояки с верхней разводкой подающей магистрали. Ниже рассматривается случай одностороннего присоединения радиаторов к стоякам.

При вычислении ?3.у монтажная высота радиатора была принята равной 0,5 м. При вычислении ?щ> длина каждой подводки была принята постоянной и равной 0,5 м; коэффициенты местного сопротивления: крана двойной регулировки с условным диаметром 15 мм ?Кр—4, для других диаметров ?кр—2; каждой утки (всего две) ?у=0,5; радиатора при ^под=15 мм ?пр=1,6; при с?под^20 мм ?Пр=1,2. Принятые значения ? крана двойной регулировки, утки и радиатора отнесены к скорости воды в подводке wnp—w2, в то время как в .равенстве (V.38) они отнесены к скорости воды в стояке wCt = w3.

Цифры, характеризующие типы зтажестояков на графиках, означают: первая цифра — условный диаметр стояка, вторая — замыкающего участка, третья — подводок, мм.

При построении графиков в качестве независимой переменной принята величина

Анализ формул и графиков для систем с нижней разводкой показывает, что функция a=f (Qnp ) или a=f (Q) двузначна, т. е. одному значению Qnp или Q соответствуют два значения а, причем одно из них (меньшее) характеризует процесс опрокинутой циркуляции воды в радиаторах. На графиках левые крайние точки соответствуют тем значениям а, которые являются границей между расчетной и опрокинутой цир­куляцией.

При пользовании графиками для верхней и нижней разводок следует иметь в виду, что для расчетных значений а, лежащих за пределами графиков вправо, коэффициенты затекания а принимаются равными коэффициентам, соответствующим правым крайним точкам этих графиков1.