热水供暖系统管路水力计算的基本原理68页PPT

第三节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
对机械循环单管系统，如建筑物各部分层数相同时， 每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不 计；
如建筑物各部分层数不同时，高度和各层热负荷分 配比不同的立管之间所产小的重力循环作用压力不相等， 在计算各立管之间并联环路的压降不平衡率时，应将其重 力循环作用压力的差额计算在内。
统的压力损失增加, 循环水泵的扬程增大，电能消耗增大,但初 投资减小。
如果选用较小的Rpj值，则管径可增大，系统的阻力减小,
运行泵费用减小, 但初投资增大。
所以全面考虑Rpj值的选取具有一定的经济意义和技术意义， 为了各循环环路易于平衡，最不利环路的比摩阻Rpj，一般取
60～120Pa/m。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
中存在的问题。
目录
1 第1节 管路水力计算的基本原理 2 第2节 热水采暖系统水力计算的任务和方法 3 第3节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
第一节 管路水力计算的基本原理
在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管 径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何 一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的 计算管段组成的。
ΔP——计算管段的压力损失，Pa； ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa； ΔPi——计算管段的局部损失，Pa；
R——每米管长的沿程损失，Pa ／m； l——管段长度，m。
第一节 管路水力计算的基本原理
1.1 基本公式
（1）沿程压力损失 根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算
Py
l d
2
2
Pa
4.3 机械循环单管3.热1 水机供械暖循系统环管系路统的特水点力计算
(1)与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，其室 内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa，对水 平式或较大型的系统，可达20~50kPa。

（1）按ΣQi=0分配流量 从A点和最远点F点分配，可假设
（2）计算各管段损失并填表 注意正负号 hi SiQi2
（3）计算校正流量ΔQ
注意公共段CD
环网计算表
环 管 假定流
路 段 量Qi
Si
管段校 校正后 校正后
hi
hi /Qi
ΔQ
正流量 的流量Qi 的hi
AB +0.15 59.76 +1.3346 8.897

vB2 2g
zA

zB
pA pB
g

v
2 A
2g
1 vB2Biblioteka 2gH0——作用水头
H0

1

vB2 2g
流速
vB
1
1
2gH0 2gH0
对锐缘进口的管嘴，ζ=0.5， 1 0.82
1 0.5
流量 Q vB A A 2gH0 A 2gH0
Qi 0 b.由流量确定各管段管径
d 4Qi ve
ve——经济流速（规范要求）
c.由控制线确定作用压力
p pi pc Spi Qi2 pc 或 H hi hc Shi Qi2 hc
d.阻力平衡，调整支管管径
（2）管网布置和作用压力已定，求di——校核计 算，扩建管网
短管的作用水头
H0

1

l d


v2 2g
1→突扩ζ=1，H0→H
H l v2
d 2g
v2

4Q

d
2
2

代入，得

压差为30kPa。图4-3表示出系统两个支路中的一支路。
散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高为3m。
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课题3 机械循环单管热水采暖系统的水力计 算
图4-4例题4-1的管路计算图
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课题3 机械循环单管热水采暖系统的水力计 算
3.2机械循环同程式热水采暖系统管路的水力计算例题
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课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法
图4-2 单管顺流式散热器进流系数
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课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法 • 跨越式热水采暖系统中，由于一部分直接经跨越管流入下层散热器，散热
器的进流系数α取决于散热器支管、立管，跨越管管径的组合情况和立管 中的流量、流速情况，进流系数可查图4-3确定。
目录
1 课题1 管路水力计算的基本原理 2 课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法 3 课题3 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
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课题1 管路水力计算的基本原理
1.1 基本公式
• （1）沿程压力损失
• 根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算
Py
l
d
2
R
2
Pa
(4-1)
单位长度的沿程压力损失，也就是比摩阻R的计算公式为
Rpj P l
(4-17)
式中 Rpj —不利环路的循环作用压力，Pa； α ——沿程压力损失占总压力损失的估计百分数，查附录
4-7确定α值；
∑ —l—环路的总长度，m。
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课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法
• (4) 根据Rpj和各管段流量，查附录4-1选出最接近的管 径，确定该管径下管段的实际比摩阻R和实际流速υ。

Pa
• 式中 • lzh——管段的折算长度，m。
• 用途 • 当量长度法一般多用在室外热力网路的水力计算上。
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三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法 • 1. G, △ Pd
• 按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头)，确定各管段的管径
• 2. G, d △ P
• 第二种情况的水力计算，常用于校核计算。根 据最不利循环环路各管段改变后的流速和已知各 管段的管径，利用水力计算图表，确定该循环环 路各管段的压力损失以及系统必需的循环作用压 力，并检查循环水泵扬程是否满足要求。
• 进行第三种情况的水力计算，就是根据管段的 管径d和允许压降P，来确定通过该管段(例如通过 系统的某一立管)的流量。对已有的热水供暖系统， 在管段已知作用压头下，校核各管段通过的水流 量的能力；以及热水供暖系统采用所谓“不等温 降”水力计算方法，就是按此方法进行计算的。
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散热器的进流系数α
在单管热水供暖系统中，立管的水流量全部或部分地流进散热器。流进 散热器的水流量与通过该立管水流量的比值，称作散热器的进流系数α， 可用下式表示
Gs / Gl
在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器单侧连接时，α=1.0；散热器双 侧连接，通常两侧散热器的支管管径及其长度都相等时，α=0.5。当两侧散 热器的支管管径及其长度不相等时，两侧的散热器进流系数α就不相等了。
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机械循环同程式热水供暖系统管路
• 同程式系统的特点是通过各个并联环路的总长度 都相等。在供暖半径较大（一般超过50m以上）的 室内热水供暖系统中，同程式系统得到较普遍地应 用。现通过下面例题，阐明同程式系统管路水力计 算方法和步骤。

5.2.2 同程式供暖系统的水力计算

题解
（1）首先计算通过最远立管Ⅴ的环路 确定出供水干管各个管段、立管Ⅴ和供水总干管的管径及其压 力损失 计算方法与上一节例题相同，计算结果见本例题的水力计算表 （2）用同样的方法，计算通过最近立管Ⅰ的环路 确定出立管Ⅰ、回水干管各管段的管径及压力损失 （3）求并联环路通过立管Ⅰ和通过立管Ⅴ的环路压力损失不平衡率 使不平衡率在±5%以内 （4）根据水力计算结果，利用图示方法表示出系统的总压力损失及各立 水力计算 管的供回水节点间的资用压力值: 管路压力平衡分析图
第5章 热水供暖系统的水力计算
5.1 热水供暖系统水力计算的基本原理 5.2 等温降水力计算方法
5.3 不等温降水力计算方法
5.4 系统设计中的几个问题
5.2 等温降水力计算方法
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
5.2.2 同程式供暖系统的水力计算
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5.2.1 异程式供暖系统的水力计算

5.2.1 异程式供暖系统的水力计算

题解
（1）轴侧图上，进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和长度 （2）确定最不利环路 取最远立管的环路作为最不利环 路：包括管段1到管段12 （3）计算最不利环路各管段的管径 考虑系统中各环路的压力损失易于平衡，本例题采用推荐的平 均比摩阻Rpj为60～120kPa/m 确定各管段的流量G 根据G和选用的Rpj值，查热水供暖系统水力计算表，将查出的 各管段d、R、υ值列入本题的水力计算表中，最后算出最不利 环路的总压力损失 ： 水力计算
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P ( P P ) 3524 Pa III y j 5 ~ 8
立管III选用最小管径DN15，总压力损失为2941 Pa 不平衡百分率XⅢ=16.5%，稍超过允许值 （6）确定立II的管径 立管II与管段4～9并联，资用压力3973Pa； 选用最小管径DN15，总压力损失2941Pa ； 不平衡百分率为25.3%，超过允许值 （7）确定立I的管径 立管I 与管段 3～ 10并联，资用压力 4653Pa； 选用最小管径 水力计算 DN15，总压力损失2941Pa ；不平衡百分率为24.3%，超 系统图 表 过允许值。剩余压头选用调节阀消除。

受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
热水供暖系统管路水力计算 的基本原理
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。

p j
v2
......Pa
2
_ 管段中总的局部阻力系数.
_ 系统管路附件的局部阻力系数,可查表确定.
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4.当量局部阻力法和当量长度法
➢当量局部阻力法
将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。
p j
设管段的沿程损失相当于某一局部损失
则:
p j
d
v2
2
d
l
v 2
2
d
d
l.........当. 量局部阻力系数.
_ 热媒的密度, kg / m3.
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热水在室内供暖系统管路内的流动状态,几 乎都是处在过渡区内。
室外热水网路都采用较高的流速,热水的流 动状态大多处于阻力平方区内。
方便的R计算6.公25式1:08
•
G2 d5
......Pa /
m
G _ 管段的水流量, Pa / m.
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_ 沿程损失占总压力损失的估计百分数，查附录得 50%。
将各数字代入上Rpj式 0，.1506得8.518 3.84 pa / m
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根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计 算公式如下：
G
3600Q
0.86Q ......kg / h
4.1
8
71
03
(t
, g
th, )
t
2.例题1
径确。th,定热 7重媒0力c参循数环：双供管水热温tg, 水度9供5c暖
系
统
管路的管 ，回水温
度
。锅炉中心距底层散热器中心距
离为3m，层高为3m。每组散热器的供水
支管上有一截止阀。

第二节机械循环单管热水供暖系统管路的水力 计算方法和例题
• 机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总 压力损失一般控制在10-20kPa，对水平式或较大型系统， 可达20-50kPa • 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统一般先设 定入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比 摩阻Rpj,来选用该环路的各管段管径。当入口处的资用 压力较高，管道流速和系统的实际总压力损失可相应提 高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水 流速过高（即管径过小），各并联环路的压力损失势必 难以平衡。所以常用控制Rpj值的方法，取Rpj=60120Pa/m选取管径，剩余的资用循环压力，用入口处的 调压装置节流。
3）根据G、 Rpj，查水力计算表，选择接近Rpj的管径， 查出d、R、v列入表中。 例如管段1，Q=74800W，则 根据G=2573kg/h, Rpj=45.3Pa/m,查表，d=40mm, 用插入法计算出R=116.41Pa/m，v=0.552m/s
R的计算： 118.76 110.04 (2573 2500) 110.04 116.41 Pa/m 2600 2500 v的计算： 0.56 0.53 (2573 2500) 0.53 0.55 m/s 2600 2500
6）求各管的阻力△P P Py Pj Rl Pj 7） 求最不利环路的总压力损失（总阻力）
( Rl P )
j 112
8633 Pa
入口处的剩余循环作用压力用调节阀门节流消耗掉。 4.确定其它立管的管径。立管Ⅳ: 1）求立管Ⅳ的资用压力 它与立管Ⅴ为并联环路，即与 管段6、7为并联环路。根据并联环路节点压力平衡原 理， △P’Ⅳ=（△Py+△Pj)6、7-（ △P’Ⅴ-△P’Ⅳ） = （△Py+△Pj)6、7 Pa 2)求Rpj R pj P 0.5 2719 81.4 Pa/m

水力计算内容
根据设计要求，需要对热水管网的管径、流量、压力等进 行计算，以满足用户端的水温、水量和水压需求。
计算结果
通过计算，确定热水管网的管径为DN150，流量为 2.5m³/h，压力为0.6MPa，能够满足用户的需求。
某商业区热水供热系统水力计算实例
商业区基本情况
热水供热系统设计
水力计算内容
计算结果
水力安全校核的目的和内容
目的
内容
对热水供热系统的管道阻力、设备性 能、系统平衡等方面进行全面评估， 发现问题并及时解决。
水力安全校核的方法和步 骤
水力安全校核的计算参数选择
管道材质、直径、长度、弯曲半径等参数对管道阻力有重要影响，需要进行准确的 测量和计算。
阀门类型、口径、开启度等参数对阀门的阻力有较大影响，需要进行合理的选择和 调整。
热水供热系统管道水力计算
热水供热系统管道阻力分类
局部阻力 沿程阻力
热水供热系统管道阻力计算 01 02
热水供热系统管道水力平衡计算
01
02
03
04
CHAPTER
热水供热系统设备水力计算
热水供热系统设备阻力分类
局部阻力
由于设备构造、布局、进出口接 管等因素产生的阻力。
沿程阻力
水流在管道中流动时，由于流速 变化而产生的阻力。
速度阻力
由于水流速度变化而产生的阻力。
热水供热系统设备阻力计算
热水供热系统设备与管道联合水力计算
将设备阻力和管道阻力进行联 合计算，得出整个热水供热系 统的水力特性。
根据联合水力计算结果，进行 系统布局优化和设备选型。
根据联合水力计算结果，进行 系统运行调试和节能优化。
CHAPTER

9. 2 耗热量、热水量、耗媒量 计算
9.2.1 耗热量计算
总目录 本章目录
[课堂练习] 某住宅，共20户，每户按3.5人计，采用定时集中热水 供应系统，热水用水定额按80L/cap·d（60℃），密度为0.98㎏/L， 冷水温度按10℃计。每户设二个卫生间，一个厨房。每个卫生间内 设浴盆（带淋浴器）一个，小时用水量为300L/h，水温为40℃，同 时使用百分数为70％；洗手盆一个，小时用水量为30L/h,水温为 30℃，同时使用百分数为50％；大便器一个；厨房设洗涤盆一个， 小时用水量为180L/h,水温为50℃，同时使用百分数为70％。该住 宅楼的最大小时好热量为（470510 ）W。（公式对了，但b用错了）
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[课堂练习] 某住宅，共20户，每户按3.5人计，采用定时集中热水 供应系统，热水用水定额按80L/cap·d（60℃），密度为0.98㎏/L， 冷水温度按10℃计。每户设二个卫生间，一个厨房。每个卫生间内 设浴盆（带淋浴器）一个，小时用水量为300L/h，水温为40℃，同 时使用百分数为70％；洗手盆一个，小时用水量为30L/h,水温为 30℃，同时使用百分数为50％；大便器一个；厨房设洗涤盆一个， 小时用水量为180L/h,水温为50℃，同时使用百分数为70％。该住 宅楼的最大小时好热量为（258505）W。（b还是未用对） [解3]
tl )r NobC
3600
式
qh——卫生器具热水的小时用水定额（L/h）按表9-4采
用；
C ——水的比热，C=4187(J/㎏·℃）
tr——热水温度，按表9-4选用; tL ——冷水温度，按表9-1选用; ρr ——热水密度，（㎏/L); N0 ——同类型卫生器具数;
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