采暖管道水力计算
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注:
1.各立管删减散热器时,请从最后一组(每组三行)整
2.如增加散热器,整行(三行)拷贝,从干管行(灰色
3.从各立管回水温度计算值可验证操作是否正确。
4.增加环路时,由计算人复制并修改“环路阻力叠加”
采暖管径计算(适用于采用钢管
请从最后一组(每组三行)整行删除。
三行)拷贝,从干管行(灰色)前插入,需修改立管总负荷(D列)计算公式及干管“环路阻力叠加”栏公式。
值可验证操作是否正确。
复制并修改“环路阻力叠加”和“不平衡率计算”栏公式,计算总阻力时,可人为判断最不利环路。
用钢管的一般(竖向)单管系统)
环路阻力叠加”栏公式。
最不利环路。
热网水力计算的一般要求1.计算热负荷时应按近期热负荷计算,并应考虑计入发展热负荷,对于分期建设设计热负荷,可以留有余地或考虑增设设计管网的可能性。
2.管网水力计算时,应绘管道平面图、简易计算系统图,在图中注明各热用户和管段的集合展开长度及计算温度、管道附件、补偿器、流量孔板、阀门等。
热水管网还应注明各管段的始、标高。
3.在进行热水水力计算时,应注意提高整个供热系统的水力稳定性,为防止水力失调可以采取如下措施:1)减小管网干管的压力损失,宜取较小的比压降,适当增大管径;2)增大热用户系统的压力损失,一般在热用户入口处安装手动调节阀或平衡阀、调压孔板,控制和调节入口压力;3)高温水采暖系统的热源内部压力损失,对管网的水力稳定性也有影响,一般在热源内部留有一定的富裕压头,在正常情况下,富裕压头消耗在循环泵的出口阀门上。
当管网流量发生变化引起热源出口放入压力变化时,可调整循环水泵出口阀门的开度,使出口压力保持稳定。
4)供热主管网的管径DN,不论热负荷多少,均不小于50mm,而通向单体建筑物(热用户)的管径一般不宜小于如下尺寸:蒸汽管网25 mm热水管网32 mm5)在供热管网计算中,有的点出现静压超过允许极限值时,一般从此点与其它系统分开,设置独立的供热系统。
6)热水采暖管网,宜采用双管闭式系统,其供回水应采取系统的管径。
主要设备选择1.热网循环水泵热网循环水泵应按供热系统的调节方式来选择(1)供热系统采用中央质调节热循环水泵的总流量按向热用户提供的热水总流量的110%选取,数量不少于两台。
热网循环水泵扬程H按下式计算:H=1.2(H1+ H2+ H3+ H4+ H5)式中H:热水循环水泵扬程,mH2O(10kpa);H1:热水通过供热站中锅炉或热网加热器的流动阻力,mH2O(10kpa);H2,H3:热水通过供、回水热网管道的流动阻力,mH2O(10kpa);H4:热水在热用户(或热力站)的压力损失,mH2O(10kpa);H5:热源系统内部其它损失(如过滤器,阀门等处),mH2O(10kpa);(2)供热系统采用中央质-量调节(连续变流量调节)热网循环水水泵的流量、台数、扬程可参照中央质调节的选择方法。
第四章室内热水供暖系统的水力计算第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式ΔP=ΔPy +ΔPi=R l+ΔP i Pa二、当量局部阻力法和当量长度法第二节重力循环双管系统管路水力计算方法第三节机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法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20一50kPa。
进行水力计算时,机械循环室内热水供暖系统多根据入口处的资用循环压力,按最不利循环环路的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径。
当入口处资用压力较高时,管道流速和系统实际总压力损失可相应提高.在实际工程设计中,最不利循环环路常用控制值的方法,按=60—120Pa/m选取管径.剩余的资用循环压力,由入口处的调压装置节流。
在机械循环系统中,循环压力主要是由水泵提供,同时也存在着重力循环作用压力。
对机械循环双管系统,水在各层散热器冷却所形成的重力循环作用压力不相等,在进行各立管散热器并联环路的水力计算时,应计算在内,不可忽略.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;计算步骤1.进行管段编号2.确定最不利环路3.计算最不利环路各管段的管径4.确定其他立管的管径,计算阻力不平衡率在允许值±15%范围之内。
防止或减轻系统的水平失调现象的方法。
(1)供、回水干管采用同程式布置;(2)仍采用异程式系统,但采用“不等温降”方法进行水力计算;(3)仍采用异程式系统,采用首先计算最近立管环路的方法。
第四节机械循环同程式热水供暖系统管路的水力计算方法1.首先计算通过最远立管的环路.确定出供水干管各个管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及其压力损失.2。
用同样方法,计算通过最近立管的环路,从而确定出立管、回水干管各管段的管径及其压力损失。
3.求并联环路立管和立管的压力损失不平衡率,使其不平衡率在±5%以内。
热力管道水力计算表(一)K d=0.5mm r=958.4kg/m3
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热力管道水力计算表(二)
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热力管道水力计算表(三)
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热力管道水力计算表(四)
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热力管道水力计算表(五)
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热力管道水力计算表(六)
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热力管道水力计算表(七)
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热力管道水力计算表(八)
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热力管道水力计算表(九)
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热力管道水力计算表(十)
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热力管道水力计算表(十一)
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热力管道水力计算表(十二)
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热力管道水力计算表(十三)
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热力管道水力计算表(十四)
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热力管道水力计算表(十五)
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热力管道水力计算表(十六)
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热力管道水力计算表(十七)
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热力管道水力计算表(十八)
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热力管道水力计算表(一)
K d= r=m3
热力管道水力计算表(二)
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热力管道水力计算表(三)
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热力管道水力计算表(四)
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热力管道水力计算表(七)
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热力管道水力计算表(九)
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热力管道水力计算表(十三)
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热力管道水力计算表(十四)
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热力管道水力计算表(十六)
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热力管道水力计算表(十七)
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热力管道水力计算表(十八)
3。
采暖供热管道水力计算表说明1 电算表编制说明1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式:ΔP m =Lλρ⋅v 2d j⋅2(1.1);式中:△Pm——计算管段的沿程水头损失(Pa)L ——计算管段长度(m);λ——管段的摩擦阻力系数;d j ——水管计算内径(m),按本院技术措施表A.1.1-2~A.1.1-9编制取值;3ρ——流体的密度(kg/m),按本院技术措施表A.2.3编制取值;v ——流体在管内的流速(m/s)。
1.2 管道摩擦阻力系数λ1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式:1 层流区(R e ≤2000)λ=64Re2 紊流区(R e >2000)一般采用柯列勃洛克公式1⎛2. 51K /d j=−2lg⎜+⎜λ⎝Reλ3.72⎛K 68⎞⎟λ=0.11⎜+⎟⎜d⎝j Re⎠0. 25⎞⎟⎟⎠简化计算时采用阿里特苏里公式雷诺数Re=v ⋅d jγ以上各式中λ——管段的摩擦阻力系数;Re ——雷诺数;d j ——管子计算内径(m),钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值;-K ——管壁的当量绝对粗糙度(m),室内闭式采暖热水管路K =0.2×103m,室外供热管网-K =0.5×103m ;v ——热媒在管内的流速,根据热量和供回水温差计算确定(m/s);,根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。
γ——热媒的运动粘滞系数(m2/s)1.2.2塑料管和内衬(涂)塑料管的摩擦阻力系数λ,按下式计算:λ={d j ⎡b 1. 312(2 lg 3. 7−⎢b0. 5⎢+lg Re s−1⎢2⎢⎣3. 7d j lgK⎤⎥⎥⎥⎥⎦}2式中b=1+lg Re slg Re zv ⋅d jRe s=γRe z=500d jK式中b ——水的流动相似系数;Re s——实际雷诺数;Re z——阻力平方区的临界雷诺数;-5K ——管子的当量绝对粗糙度(m),K=1×10(m);λ、v 、γ、dj——同1.3.1。
1.3 管道局部阻力取值和计算1.3.1 室内采暖管道局部阻力按下式计算:ΔP j=ξρ⋅v 22式中△Pj——局部水头损失(Pa);ρ——热水密度;ξ——局部阻力系数,钢管根据本院技术措施表12.9.6-1取值,塑料管根据《实用供热空调设计手册》(第二版)表6.4-7取值。
1.3.2 散热器温控阀局部阻力1)温控阀流量系数K v =G ΔP v−52)根据上式,可计算出温控阀阻力和阻力特性系数G 25ΔP v =2×10 (Pa )K v 105S v =2K v式中: G ——流经阀门的流量(m3/h);5K v ——生产厂家给出的温控阀流量系数,Kv 值表示阀前后压差为10Pa 时的水流量3(m/h);ΔP v ——温控阀阻力(Pa );S v ——温控阀阻力特性系数(Pa/(m3/h2)。
1.3.3 室外热水供热管网局部阻力按与沿程阻力的比值计算确定,见下表:补偿器类型套筒或波纹管补偿器(带内衬筒)管道公称直径DN(mm)<450 450~1200 150~250方形补偿器300~350 400~500 600~1200局部阻力与沿程阻力的比值0.3 0.4 0.6 0.8 0.9 1.01.4 热水采暖的垂直双管系统各层支管之间重力水头H zH z =2h (ρh−ρg g (Pa )3式中h ——计算环路散热器中心之间的高差(m;ρg 、ρh ——设计供、回水温度下水的密度(kg/m3,按本院技术措施表A.2.3确定;g——重力加速度,g=9.81m/s2。
1.5 单管跨越式系统水温降1.5.1 单管跨越式系统的散热器和跨越管流量分配1 单管跨越式系统散热器支路和跨越管支路的流量通过以下2式求得:G =G s +G k (1.5.1-1)G s=G11+S s S k(由S s G s =S k G k 导出)(1.5.1-2)22以上2式中:3G ——立管流量(m/h);3G s 、Gk ——流经散热器支路和跨越管支路的流量(m/h);32S s 、Sk——散热器支路和跨越管支路的阻力特性系数(Pa/(m/h),由公式(1.5.1-3)求得。
2 管道阻力特性数SS =ρ2×900πd j22(4λd jL +∑ξ(1.5.1-3)注:上式由下式推导得出,式中各项见1.1。
ΔP =ΔP m+ΔP j=(λd jL +∑ξρv 22=ρ2×900πd j22(4λd jL +∑ξG2=SG21.5.2 管道温降(采用等温降法1 立管(或住宅户内单管系统)流量G =ΣQ1. 163(t (1.5.2-1)0−t h2 散热器出水温度t Q isi =t i −1−1.163G(1.5.2-2)si3 散热器之后管道温度t ⋅G ki +t si ⋅G sii=t i−1G(1.5.2-3)公式(1.5.2-1)~(1.5.2-3)中各项示意如下图:G ——立管流量(m3/h);G 3si ——流经第i 组散热器的流量(m/h),i=1,2,3……;G3ki ——流经第i组散热器跨越管的流量(m/h)ΣQ——立管(或住宅户内单管系统)总供热量(W);Q i ——第i 组散热器的供热量(W);t 0——立管供水温度(℃);t h——立管回水温度(℃);t si ——第i 组散热器的出水温度(℃);t i——第i组散热器与之后的管道温度(℃);t i-1——第i组散热器之前的管道温度(℃)。
∑Q, G,t0i-1sikisi i h1.6 散热器数量NN =N ' ⋅β1⋅β2⋅β3=Qβ1⋅β2⋅β3(1.6)nC ⋅Δt s式中:N——散热器数量(长度或片数),按本院技术措施12.2.3条取整数。
N ’——设计工况下散热器数量(长度或片数);β1、β2、β3——修正系数,按本院技术措施12.2.2条取值。
Q——房间热负荷(W);C 、n ——系数,由散热器生产厂家提供;Δt s =t 1+t 2−t n (℃)2t 1、t2:散热器进、出口水温,双管系统为系统供、回水温度,单管串联系统为t i-1和t si(见1.5.2各式);tn :室内采暖计算温度。
2 采暖管道水力计算表适用范围及说明2.1 电算表适用范围2.1.1 采用共用立管的住宅采暖系统表1:适用于采用热塑性管材或铝塑复合管的住宅等户内双管系统;(计算至户内管道与共用立管连接处)表2:适用于采用热塑性管材或铝塑复合管的住宅等户内单管系统;(同上)表3:适用于采用钢管的住宅等采暖系统的共用立管;(各立管底层以上管道计算)表4:适用于采用钢管的住宅等采暖系统的室内干管;(由各立管最底层计算至建筑热力入口与室外干线连接处)2.1.2 一般垂直双管采暖系统表5:适用于采用钢管的一般垂直双管系统的室内立管;(各立管底层以上管道计算)表6:适用于采用钢管的一般垂直双管系统的室内干管;(由各立管最底层散热器计算至建筑热力入口与室外干线连接处)2.1.3 一般垂直单管采暖系统表7:适用于采用钢管的一般垂直单管系统;(包括立管及干管,计算至建筑热力入口与室外干线连接处。
为提高计算速度,本表管道摩擦阻力系数λ采用阿里特苏里公式)2.1.4 室外供热管道表8:适用于采用钢管的室外供热管道。
2.2 双管系统2.2.1 住宅等水平双管系统1、一般最远端散热器支路为该户最不利环路。
1、考虑各散热器支路平衡和埋地非金属管道尽量减少接头,户内管道可不变径。
2.2.2 竖向双管系统1、底层散热器支路为该立管的最不利环路。
2、如各立管最底层散热器中心高度不同,各立管阻力计算应考虑重力水头:1)首先确定基准散热器(例如首层),该层距离基准散热器的高差h 为0;2)以上层散热器距离基准散热器的高差h 填正值;3)以下层散热器距离基准散热器的高差h 填负值。
3、1根立管各层散热器支环路距离基准散热器的高差h 值填法同上。
2.2.3散热器温控阀阻力计算表中局部阻力系数和Σξ不包括温控阀的局部阻力系数,温控阀局部阻力根据流量系数单独列项计算,流量系数应由设计人根据生产厂家样本填入温控阀在N位时流量系数Kv值。
2.3 单管系统2.3.1 住宅户内单管系统1.应每组散热器安装跨越管,采用低阻两通或三通温控阀,温控阀流量系数均应采用N 位时Kv 值。
计算时根据每组散热器支路与所并联的跨越管支路的阻力特性系数,按照1.6节公式计算各支路的管道流量,每组散热器的温降,各管段阻力。
2.在选择管径及阀件时,为减少散热器片数,应在满足管路水力平衡的基础上尽量加大散热器分流系数。
2.3.2 竖向单管系统1.一般最远端立管环路为系统最不利环路。
2.进行各立管阻力计算时,应按照2.3.1 条的原则和方法计算和选择管径。
因单管系统中立管阻力所占比例较大,应尽量通过调整管径,使同一干线上各并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%。
2.4 散热器数量当设计选用的散热器散热量计算公式与式(1.6)形式不同时,使用者应自行修改计算表内公式。
3 电算表使用说明3.1表中蓝底色格下各列单元格为必须输入的已知数据;字体为蓝色的格表示其中数据使用者可以根据实际情况修改,其中管道局部阻力系数根据院技术措施填写,计算人可自行增加局部阻力种类,需修改“阻力系数和”项计算公式,温控阀Kvs 值可根据生产厂家样本修改;字体为粉色的单元格为中间计算结果,一般情况下使用者不必改动;红色斜体字为最终计算结果。
3.2计算、参数宏表为计算使用的参数或编制的计算函数,如无特殊需要一般不要改动。
3.3 过滤器、热计量表等阻力根据生产厂提供的数据输入。
3.4实际工程中管道分支情况与示例计算表不同时,计算人应修改各并联环路“不平衡率”项计算公式。
附:采暖管道水力计算表图示:61.住宅户内双管系统(表1、3、4)A户型6 5 6 4 5 3 4 2 3 1 2 1 表1 B户型表1 表3 NN-2 N-1 住户双系(1、4)宅内管统表3、2.住宅户内单管系统(表2、3、4)A户型6 6 5 5 4 4 3 3 2 7 2 1 1 表2 B户型表2 表3 NN-2 N-1住宅户内单管系统(表2、3、4)73.垂直双管系统(表5、6)N-6 N-7 N-8 N-9 N-10 N-5 N-4 N-3 N-2 N-1 表5 6 N- 16 N-17 N-18 N-19 7 H2 8 N-15 9 N-14 10 A N-13 5 N-12 4 N-11 3 2 1 H1 表5 16 17 18 19 H4 B 15 14 13 H3 12 114.垂直单管系统(表7)N-6 N-7 N-8 N-9 5 N-5 4 N-4 3 N-3 2 N-2 1 N-1 立管供水6-5 5-44-33-22-1立管回水H2 5 4 H1 3 2 1竖向单管系统(表7)8。