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热水网路水力工况的计算及其图形显示提要：热水网路水力工况计算是研究在管网结构已定，运行条件变化时计算热用户的流量分配和热用户的水力失高度。
研究偏离设计工况时管网失调的程度以及在采用各种措施后调整热用户失调度的能力。
本文给出了研究热水网路水力工况计算的数学模型和求解方法。
可用所编制的程序计算和研究简单技术热水网路在不调节循环水泵出口阀门时其性能曲线与网路曲线的自然交汇点；得出循环水泵扬程变化时出口阀门节流、供、回水干管阀门节流、干管或热用户阀门开度增大或减小、干管或用户堵塞、供、回水干线设中继泵、系统或用户设混水泵时对整个热水网路影响和各热用户的流量变化规律；可计算出水力失调度并显示其水压图。
关键词热水网路水力工况阻力数水泵特性曲线水力失调度1热水网路水力工况分析与计算的数学模型设计热水网路时是用已知的用户热负荷去确定各管段的管径、阻力损失以及网路的总阻力损失，选择循环水泵的扬程。
分析和计算热水网路的水力工况时正好相反，是对已经设计完毕的或需要改扩建的热网，在已知循环水泵的型号以及各管段的管径时，来确定各管段和热用户的流量。
将水泵和网路的特性方程联立求解可以定量和定性解决这一问题。
1．1水泵的特性曲线拟合方程水泵为网路提高能量，是热媒循环的动力。
大型网路中可能有循环水泵、中继泵、加压泵等多组水泵。
需对其流量-扬程曲线进行拟合，一般可用下式表示：Hp=f(G) (1)式中：Hp--水泵扬程f(G)--拟合得到的水泵性能特性曲线公式本文采用最小二乘拟合水泵特性曲线曲线。
该方法可使拟合误差达到最小值，并且该解析式给用矩阵方程分析网路水力工况分析提供了基本条件。
大多数离心泵的G-H关系曲线如图1所示，若图中1、2两占之间的曲线为水泵的高效段，可用下式来近似描绘：图1 水泵Ｇ－Ｈ曲线H p= H x -S x G2(2)式中：H p--水泵的虚总扬程，mH2O;S x --水泵的虚阻耗系数，s2/m2;G--水泵的总流量，m3/S。
《供热工程》习题集第1章供暖系统的设计热负荷1．什么是采暖设计热负荷?工程计算中通常考虑哪些热量？2．什么是围护结构的传热耗热量? 分为哪两部分？3．匀质材料和非匀质材料的围护结构传热系数各怎样计算？4．什么是围护结构的最小热阻和经济热阻？怎样检验围护结构内表面温度和围护结构内表面是否会结露?5．冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量是一回事吗？6．写出房间围护结构基本耗热量的计算公式.说明各项的意义,在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正? 如何确定温差修正系数？7．为什么要对基本耗热量进行修正，修正部分包括哪些内容，各自的意义如何。
8．高层建筑的热负荷计算有何特点? 说明高层建筑冷风渗透耗热量的计算方法与低层建筑的有什么不同?分别说明热压作用,风压作用及综合作用原理图.9．什么是值班供暖温度?10．目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么？11。
围护结构中空气间层的作用是什么，如何确定厚度。
12。
地面及地下室的传热系数如何确定。
13。
分户计量供暖系统供暖设计热负荷有何特点，如何计算14. 建筑物围护结构节能设计应考虑哪些问题，为什么。
15。
什么是建筑物的体形系数，如何考虑体形系数的取值。
16 ．试计算某建筑物一个房间的热负荷,见图3 。
已知条件：建筑物位于天津市区; 室温要求维持16o C ;建筑物构造：外墙为370mm 砖墙(内抹灰20mm ）；地面—水泥（不保温）；外门、窗- 单层玻璃,木制；屋顶- 带有望板和油毡的瓦屋面,其天花板的构造如图4 所示。
1- 防腐锯末,δ =0.18m λ = 0.11kcal/（m · h ·o C) ；2—木龙骨0。
05 × 0.05m ,λ =0.15 kcal/(m · h ·o C) ；3—板条抹灰δ =0。
02m λ = 0。
45kcal/(m · h ·o C）。
图3图4第2章供暖系统的散热设备1.散热设备有哪几种类型；辐射供暖的特点与分类.2. 散热器有哪些类型,对散热器的基本要求是什么。
济南铁道职业技术学院教师授课教案20____/20____学年第____学期课程供热工程目的要求：1、掌握采用当量长度法进行水力计算时热网中管段的总压降；2、掌握热水网路水力计算的方法；3、掌握水力计算的例题。
旧知复习：当量长度、折算长度重点难点：重点：水力计算的例题教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）一、复习（5分钟）二、新课1、热水网路水力计算的任务（10分钟）2、采用当量长度法进行水力计算时热网中管段的总压降（15分钟）3、热网水力计算方法、步骤（15分钟）4、例题（40分钟）三、小结及作业（5分钟）课后作业：结合教材所给已知条件改变网路的计算中用户E、F、D的设计热负荷分别为2.186、3.245、5.478GJ/h，进行水力计算。
教学后记：热水网路计算公式掌握管段总压降即可。
任课教师教研室主任济南铁道职业技术学院授课教案附页 第 页任课教师 郑枫 教研室主任 张风琴 年 月 日第八章 热水网路的水力计算和水压图热水网路水力计算的主要任务是：1．按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径；2．按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失；3．按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的流量。
第一节 热水网路水力计算的基本公式热水网路的水流量通常以吨／时(t ／h)表示。
在热水网路计算中，还经常采用当量长度法，亦即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失。
１、当采用当量长度法进行水力计算时，热水网路中管段的总压降就等于zh d Rl l l R P =+=∆)( Pa (9-11) 式中 zh l —一管段的折算长度，m 。
２、在进行估算时，局部阻力的当量长度d l 可按管道实际长度l 的百分数来计算。
即l l j d α= m （9-12） 式中 j α——局部阻力当量长度百分数，％(见附录9-3)；第二节 热水网路水力计算方法和例题一、在进行热水网路水力计算之前，应有资料：网路的平面布置图，热用户热负荷的大小，热源的位置以及热媒的计算温度等。
供热工程习题及答案(总22页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除《供热工程》试题第一章供暖系统的设计热负荷1．何为供暖系统的设计热负荷2．什么是围护结构的传热耗热量分为哪两部分3．什么是围护结构的最小传热阻如何确定4．冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量是一回事吗5．高层建筑的热负荷计算有何特点6．什么是值班供暖温度7．在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正如何确定温差修正系数8．目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么9．试确定外墙传热系数，其构造尺寸如图1所示。
δ1=（重浆砖砌体）δ2=（水泥砂浆内抹灰）若在δ1和δ2之间加一层厚4厘米的矿渣棉（λ3=m·h·C），再重新确定该外墙的传热系数，并说明其相当于多厚的砖墙（内抹砂浆2厘米）。
图 110．为什么要对基本耗热量进行修正修正部分包括哪些内容11．建筑物围护结构的传热为什么要按稳定传热计算12．试确定图5所示，外墙的传热系数（利用两种方法计算），其构造尺寸及材料热工性能按表1选用。
表1代号材料名称厚度δ导热系数λmm kcal/m·h·ºC 123456外抹灰砖砌体泡沫混凝土砖砌体内抹灰砖砌体1512012012015370图 213．围护结构中空气间层的作用是什么如何确定厚度14．高度修正是如何进行的15．地面的传热系数是如何确定的16．相邻房间供暖室内设计温度不同时，什么情况下计算通过隔墙和楼板的传热量。
17．我国建筑气候分区分为哪几个区对各分区在热工设计上分别有何要求18．试分析分户热计量供暖系统设计热负荷的计算特点。
19．已知西安市区内某24层商住楼的周围均为4～7层的建筑，计算该商住楼的围护结构传热耗热量时，如何处理风力附加率。
20．已知宁夏固原市某公共建筑体形系数为。
屋面结构自下而上依次为：（1）钢筋混凝土屋面板150mm δ=， 1.28W (m K)λ=⋅；（2）挤塑聚苯板保温层100mm δ=，0.03W (m K)λ=⋅，λ的修正系数为；（3）水泥砂浆找平（找坡）层30mm δ=（最薄位置），0.93W (m K)λ=⋅；（4）通风架空层200mm δ=，212W (m K)n α=⋅；（5）混凝土板30mm δ=， 1.3W (m K)λ=⋅。
第8章热水网路的水力计算及水压图1.热水网路水力计算的目的及特点如何。
2.如何确定热水管网的主干线及其比摩阻。
3.进行水力计算时，如何使用计算图表。
4.热水网路的平面布置图如图所示。
供、回水温度为130℃/70℃，用户1、2、3的计算流量分别为12、10、13t/h。
锅炉房内部压力损失为8mH2O，各用户的压力损失为6mH2O（补偿器的安装如图所示），试进行水力计算，确定循环水泵的扬程和流量。
第8-4题图示5.何谓热水网路的水压图。
6.水压图中，何谓测压管水头线，静水压线和动水压线；它们是如何绘制的。
7.热水供暖系统中膨胀水箱的位置与水压图的关系如何。
8.室内供暖系统中可能产生超压、汽化、倒空的最不利点分别在何处。
9.在绘制水压图时，如何理解热水供热系统的不超压、不倒空、不汽化。
10.绘制水压图的方法和步骤如何，并在图上说明下列各项：①循环水泵扬程和水泵出入口压力值；②静水压线；③定压点；④供水管压力降、回水管压力降；⑤各用户系统的作用压头；11.热水供暖用户与热水网路的连接方式如何，分别满足那些条件。
12.某厂区热水管路平面图见下图。
各用户（E、F、D车间）计算热负荷及阀门均标在图中。
供回水温度为130℃/70℃，每隔60米设置一个方形补偿器，锅炉房内部系统压力损失为4mH2O，每个用户内部系统的压力损失为5mH2O，各用户建筑物高度为8米。
试进行水力计算，并绘制水压图。
第8-12题图示13.热水网路中定压点的作用如何。
14.定压方式的有哪些种类，各种定压方式的定压原理及适用范围如何。
15.热水供热管网设置加压泵站应该注意哪些问题，为什么。
济南铁道职业技术学院
教师授课教案
20____/20____学年第____学期课程供热工程
1、掌握水压图的理论基础
2、掌握利用水压图分析热水管路的相关概念
3、掌握水压图的绘制方法
旧知复习：伯努里方程。
重点难点：
重点：１、总水头线、测压管水头线的作用。
２、室内热水供暖系统的水箱放置位置不同对水压图的影响
难点：几种水压曲线的概念的理解
教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）
一、复习（5分钟）
二、新课
１、伯努里方程的表示方法（10分钟）
２、水压图的基本概念（25分钟）
３、水箱不同放置位置时的水压图（20分钟）
４、热水网路压力状况的基本技术要求（15分钟）
５、绘制热水网路水压图的步骤（10分钟）
三、小结及作业（5分钟）
课后作业：
画出重力循环室内热水供暖系统的水压图。
教学后记：
水压图的几个基本概念容易混淆，学生理解情况欠佳。
任课教师教研室主任
济南铁道职业技术学院授课教案附页 第 页
任课教师 郑枫 教研室主任 张风琴 年 月 日
第三节 水压图的基本概念
水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损失(压差)值，但不能确定热水管道上各点的压力(压头)值。
根据伯努利能量方程式，能量方程式为
21222221112
2
-∆++
+=+
+P g Z P g Z P ρ
υρρ
υρ Pa
伯努利方程式也可用水头高度的形式表示，即
212
2
22211122-∆+++=++H g
Z g P g Z g P υρυρ mH 2O 线AB 称为总水头线；线CD 称为测压管水头线。
在热水管路中，将管路各节点的测压管水头高度顺次连接起来的曲线，称为热水管路的水压曲线。
举例：机械循环室内热水供热系统。
设有—机械循环热水供暖系统(图9—4)
线/jA 代表回水干管的水压曲线，线/D /C /B 代表供水干线的水压曲线。
系统工作时的水压曲线、称为动水压曲线。
在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之用，还起着对系统定压的作用；对热水供热(暖)系统其定压作用的设备，称为定压装置。
膨胀水箱是最简单的一种定压装置。
第四节 热水网络水压图
水压图是热水网路设计和运行的重要的工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。
一、热水网路压力状况的基本技术要求
热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求：
图9-4 室内热水供暖系统的水压图 1-膨胀水箱；2-循环水泵；3-锅炉
图9-5 膨胀水箱连接在热水供暖系统 供水干管上的水压图
1-膨胀水箱;2-循环水泵;3-锅炉
1、在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设
备及其管道构件的承压能力。
2、在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的地点，热媒压力应不低
于该水温下的汽化压力。
3、与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以防止
系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。
4、网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出5mH2O，以
免吸入空气。
5、在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压差，应满足
热力站或用户所需的作用压力。
二、绘制热水网路水压图的步骤和方法
在图9-6中，下部是网路的平面图，上部是它的水压图。
1、以网路循环水泵的中心线的高度（或其它方便的高度）为基准面，在纵
坐标上按一定的比例尺作出标高的刻度（如图上的o—y）。
2、选定静水压曲线的位置。
3、选定回水管的动水压曲线的位置。
4、选定供水管动水压曲线的位置。
这两个要求实质上就是限制着供水管动水压线的最低位置。
网路供、回水管之间的资用压差，在网路末端最小。
因此，只要选定网路末端用户引入口或热力站处所要求的作用压头，就可
确定网路供水主干线末端的动水压线的水位高度。
各分支线的动水压曲线，可根据各分支线在分支点处的供回水管的测压管
水头高度和分支线的水力计算成果，按上述同样的方法和要求绘制。
三、用户系统的压力状况和与热网连接方式的确定
当热水网路水压图的水压线位置确定后，就可以确定用户系统与网路的连
接方式及其压力状况。
用户系统1 从水压图可见，在网路循环水泵停运时，静水压线对用户1
满足不汽化和不倒空的技术要求。
（1）不会出现汽化。
在用户系统1，110℃高温水可能达到的最高点，在
标高+2 m处。
该点压力，超过该点水温下的汽化压力。
（2）不会出现倒空。
用户系统的充水高度仅在标高19m处，低于静水压线。
采用混合水泵连接方式示意图及其相应水压图可见图9-7（b）所示。
混合
水泵的流量应等于其抽引的回水量。
混合水泵的扬程⊿H B应等于用户系统（或
二级网路系统）的压力损失值（⊿H B=⊿Hｊ）。
用户系统2它是一个高层建筑的低温水供暖的热用户。
前已分析，为
使作用在其它用户的散热器的压力不超过允许压力，对用户2采用间接连接。
它的连接方式示意图及其相应的水压图可见图9-7（C）所示。
在设计用户入口时，在用户2的回水管上安装一个“阀前”压力调节阀，在供水管上安装止回阀。
“阀前”调节阀的结构示意图见图9-8。
其工作原理如下：当回水管压力作用在阀瓣上的力超过弹簧的平衡拉力时，阀孔才能开启。
弹簧的选用拉力要大于局部系统静压力3～5 m H2O。
因此，保证用户系统不会出现倒空。
热网水力工况实验
一．实验目的
1．使学生了解水力工况变化对管网的影响。
2．能绘制各种不同工况下的水压图。
3．锻炼学生的实际动手能力。
二．实验装置
热网水力工况实验台：
系统组成如下图：
1、测压玻璃管
2、阀门
3、管网（以细水管代替暖气片）
4、水
泵5、循环水箱6、稳压水箱
图1 热网水力工况实验台示意图三．实验步骤
①通过调节供水干管和各支管（代表用户）的阀门，使各用户阻力、流量相等，记录各点压力，画出管路水压图。
流体压降与流量的关系为： 2
v sq P =∆
并联管路流量分配关系：3
2
1
3211:
1:
1::s s s q q q v v v =
各用户阻力、流量相等情况下的水压图：
图2（a ） 各用户阻力及流量相等
图2（b ） 各用户阻力及流量相等时系统水压图
②改变其中用户2阀门，使其工况变化，看其变化对前边、后边用户以及整个管网影响，记录各点压力，绘制出变化后的水压图。
并把实验数据填入实验报告。
图3（a ） 用户2的阀门G 关闭
图3（b ） 用户2的阀门G 关闭时的系统水压图（虚线所
示）
③打开相应阀门，启动用户2水泵，看其中某一用户加压后，对整个管网水力工况的影响，绘制出水压图。
记录各点压力，并把实验数据填入实验报告。
图4（a ） 用户2增加水泵
图4（b ） 用户2增加水泵时的系统水压图
④根据以上各组压力计算各用户的流量变化的程度，即水力失调度。
四．实验报告
1．水力失调度计算公式
正常
变P P V V
x g
s ∆∆=
=
式中：s V ——工况变化后的水量；
g V ——正常工况下的水量； 变P ∆——工况变化后的压差；
正常P ——正常工况下的压差。
2．填写表格
3．绘制水压图。
根据以上各种工况，分别绘制水压图，并结合课程内容说明验证了什么问题。
五．注意事项
1．在正式进行细调节以前，必须将系统中全部空气泡清除。
2．为避免水流短路，必须将各用户阀门关得很小。
小结：
1、热水网路水力计算的基本公式。
2、热水网路水压图的基本概念及绘制。
