当前位置：文档之家 › 第4章 供热管网的水力计算

第4章 供热管网的水力计算

  • 格式：ppt
  • 大小：586.00 KB
  • 文档页数：27

下载文档原格式

  / 27

合集下载

室外供热管网设计计算书案例

室外供热管网设计计算书案例

目录第一章工程概述第一节供热系统的区域简介 (1)第二节原始资料 (2)第三节热源状况介绍 (2)第二章热负荷计算第一节热指标的选择 (2)第二节热负荷的计算 (2)第三节绘制热负荷延续时间图 (3)第四节供暖年耗热量以及耗煤量的计算 (7)第三章供暖方案的确定第一节热媒的选择 (8)第二节热媒参数的确定 (11)第三节供热管网的平面布置 (13)第四节管网附件设计原则 (17)第四章管道水力计算第一节管道水力计算图绘制 (21)第二节确定计算管路 (22)第三节比摩阻的选择 (22)第四节阻力平衡的原则及措施 (23)第五节水力计算 (24)第五章系统水压图、调节方式和系统工艺设备、设施的选择第一节系统定压方式的确定 (52)第二节供热系统原理图 (56)第三节水压图的绘制 (57)第四节供热系统的调节方式及调节曲线的绘制 (58)第五节供热系统工艺设备的选择 (59)第六章管道保温结构和管网土建措施第一节管道的保温选择和计算 (64)第二节管沟形式和检查井的确定 (68)第三节固定蹲位置的确定及推力计算 (69)参考文献 (70)第一章概述第一节供热系统的区域简介1 地理位置河北省张家口市，又称“张垣”“武城”。

位于中国河北省西北部，地处京、冀、晋、蒙四省市区交界处，是北京的北大门，也是历史上兵家必争之地，重要的地理文化名城。

全市辖4区、13县、2个管理区，1个高新区，总面积3.7万平方公里，分为坝上、坝下两个不同的自然区域，总人口450万人，其中农业人口310 万人。

张家口的发源地是现位于桥西区的堡子里一带，这里的发展是整个张家口逐步繁荣的历史见证。

大境门、清远楼、堡子里建筑群、鸡鸣驿、五郭台长城、张家口市区段长城、冰山梁长城（长城最高点2211米）、蔚县古城、怀来古城、黄帝祠（中华三祖堂）、中华合符坛、小五台山、蔚县空中草原、镇朔楼、崇礼长城岭滑雪场、翠云山滑雪场、云泉寺、赐儿山、安家沟生态旅游、水母宫、赤城朝阳观、野狐岭古战场、元中都遗址、素葬楼、坝上草原、爱吾庐-冯玉祥将军故居（桥东区德胜街45号）、赤城温泉、黑龙山国家森林公园、蔚州暖泉书院、桥西抡才书院、蔚县南安寺塔、金阁山（丘处机修炼地）、蔚县代王城遗址、天漠、官厅湖（新中国第一座水库）、蔚州灵岩寺、水母宫地下长城。

室内热水供暖系统的水力计算

室内热水供暖系统的水力计算


确定立管1的管径
立管1与管段3~10并联。同理，资用压力
立管选用最小管径DN15*15。
计算结果，立管1总压力损失为3517pa。
不平衡率24.3%，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
通过上述计算可以看出：
例题1与例题2的系统热负荷，立管数，热媒参数和供热半径都相同，机械循环系统的作用压力比重力循环系统大地多，系统的管径就细很多。
根据并联环路节点平衡原理（管段15，16与管段1，14为并联管路），通过第二层管段15，16的资用压力为
确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径
求平均比摩阻
管段15，16的总长度为5，平均比摩阻为
根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R,v值列入表中。
根据各管段的热负荷，求接近Rpj的管径。 将查出的d,R,v,G值列入表中。
2
确定长度压力损失
01
将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中
02
根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表，将其阻力系数 记于表中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表中。
由于机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难。例题2中，立管1，2，3的不平衡率都超过 ±15% 的允许值。在系统初调节和运行时，只能靠立管上的阀门进行调节，否则例题2的异程式系统必然回出现近热远冷的水平失调。如系统的作用半径较大，同时又采用异程式布置管道，则水平失调现象更难以避免。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 。
01
Pa/m
02
式中 ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
供热热网的水力计算

供热热网的水力计算


Qt KtQn
式中 Q t ——建筑物的通风热负荷，kW；
K t ——计算建筑物通风、空调热负荷的系数，一般
取0.3~0.5；
Q
——建筑物的采暖热负荷，kW。
n
第9页，此课件共52页哦
课题1 集中供热系统方案的确定
9.1.1.3生活热负荷 生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负荷
第7页，此课件共52页哦
课题1 集中供热系统方案的确定
（1）通风体积热指标法 建筑物的通风热负荷可按下式进行概算 ：
Q tqtVw(tntw t)103
式中 Q t ——建筑物的通风热负荷，kW；
V
t
w
n
——建筑物的外围体积，m3； ——采暖室内计算温度，℃；
t w t ——通风室外计算温度，℃；
（2）通风年耗热量
Qt,a
ZQt
tn tn
tpj twt
N
式中
0.0036ZQtttnn
tpj tw t
N
Q t , a ——通风年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为
kWh/a或GJ/a；
Z ——采暖期内通风装置每日平均运行小时数，h/d；
Q
——通风设计热负荷，kW；
t
t w t ——冬季通风室外计算温度，℃；
0.0036——单位换算系数（1kWh =3600×10-6 GJ）。
第16页，此课件共52页哦
课题1 集中供热系统方案的确定
（3）热水供应年耗热量 热水供应年耗热量可按下式计算：
Q r,a24Q rpNQ rpttrr ttllx350N
0.0864QrpNttrr ttllx350N
Q r , a ——热水供应年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为
供热工程第四篇室内热水供暖系统水力计算课件

供热工程第四篇室内热水供暖系统水力计算课件

建立能效管理制度，对供暖系统进行定期维护和保养，确保系统高 效运行。
政策支持与市场驱动
政府出台相关政策支持绿色供暖技术的发展，同时鼓励企业加大研 发投入，推动可持续发展。
THANK YOU
感谢聆听
供热工程第四篇室内热水供暖 系统水力计算课件
目
CONTENCT
录
• 室内热水供暖系统概述 • 水力计算基本原理 • 室内热水供暖系统水力计算实例 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
室内热水供暖系统概述
系统组成与工作原理
系统组成
室内热水供暖系统主要由热源、散热设备、管网和控制系统等部 分组成。
工作原理
通过热水在管网中循环流动，将热量传递给散热设备，再由散热 设备将热量散发到室内，达到供暖的目的。
系统分类与特点
系统分类
根据供热方式的不同，室内热水供暖系统可分为单管系统、双管系统和混合系 统等类型。
系统特点
单管系统简单、造价低，适用于较小面积的住宅；双管系统供热调节灵活，适 用于大面积的住宅和公共建筑；混合系统则结合了单、双管系统的优点，但设 计和施工较为复杂。
定义
水力计算是供热工程中用于确定 热水供暖系统各管段流量、压力 损失等参数的过程，是设计和优 化供暖系统的关键环节。
重要性
准确的水力计算能够确保供暖系 统的正常运行，提高系统的能效 和稳定性，降低运行成本和维护 难度。
水力计算的基本公式与参数
基本公式
水力计算的基本公式包括伯努利方程、连续性方程和能量方 程等，用于描述流体在管道中的运动状态和能量转换关系。
03
室内热水供暖系统水力计算实例
系统模型建立与参数设定
模型简化与假设
为简化计算，假设系统为稳态流动，忽略热损失和 动态效应，将实际供暖系统抽象为数学模型。
第四章 室内供暖系统的水力计算

第四章 室内供暖系统的水力计算


一、系统管路水力计算的基本公式
P Py +ΔP Pj＝R Rl Pj Pa ΔP＝ΔP +ΔP y i l i 式中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。
三、系统管路水力计算的任务及方法
管路的水力计算从系统的最不利环路开始， 也即是从允许的比摩阻R最小的一个环路开 始计算。由n个串联管段组成的最不利环 路，它的总压力损失为n个串联管段压力损 失的总和。
P Rl Pj A zh G Rlzh
2 1 1 1 n n n
计算步骤：
10．确定通过立管I第三层散热器环路上各管段的管径，计算 方法与前相同。计算结果如下： （1）通过立管I第三层散热器环路的作用压力 PI'3 gH 3 h g Pf 1753 Pa （ 2）管段15、17、18与管段13、14、l为并联管路。通过管 段15、17、18的资用压力为
当量局部阻力法
基本原理是将管段的沿程损失转变为局 部损失来计算。
Pj d
v2
2

v2
d l 2
d

d
l
当量局部阻力法
管路总压力损失为：
P Rl Pj l d 2 1 2 l G 2 2 900 2 d

R pj
l

114.7
130.77 Pa/m
来确定最不利 用推荐的平均比摩阻 Rpj=60-120Pa/m， 环路各管段的管径。 2）根据公式计算流量，并填入水力计算表中。
供热工程 室内热水供暖系统的水力计算PPT课件

供热工程 室内热水供暖系统的水力计算PPT课件


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。
第23页/共61页
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。
第37页/共61页
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。
第40页/共61页
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。
第四章 室内热水供暖系统的水力计算

第四章 室内热水供暖系统的水力计算


例题【4-1】 要求：确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径。 计算歩骤： 1.选定最不利的环路：为立管Ⅰ1的最底层散热器的环路。 2.计算通过最不利环路散热器Ⅰ1的作用压力∆P `Ⅰ1 根据公式（4-24），可查p319上附录3-2，得到:
p f 350pa
根据已知的供、回水温度t’g＝95℃，t`h=70℃ 查p319上附录3-1得到水的密度ρh=977.81kg/m3, ρg =961.92kg/m3 将上述已知数字带入（4-24）式得： ∆P `Ⅰ1＝9.81×3（977.81－961.92）＋350＝818pa
第二节
重力循环双管系统管路水力计算和例题
重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压力计算公式为： pa （4-24）
PZh P Pf gh( h g ) Pf
式中：∆P～重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的作用压力。 ∆Pf～水在循环环路中冷却的附加作用压力，通过不同立管和 楼层的循环环路的附加作用压力值是不相等的，应按p319上的附 录3-2选定。
三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法： 主要任务： 1.按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各管 段的管径（俗称设计计算） 2.按已知系统各管段的管径和各管段允许压降，确定通过该管 段的水流量（“不等温降”的设计计算或用作校验已定型各管段 的热水流量） 注意事项： 1.供暖系统的水力计算一般从系统中最不利循环环路开始。 2.完成最不利环路之后，可以开始其他分支循环环路的水力计算， 但是它们之间计算的压力损失相对差额（不包括各支路公用的管 道）不应大于正负15％。 3.为了平衡各并联环路的压力损失，可适当提高某些近处支路的比 摩阻和流速。但是《暖通规范》规定： 最大允许水流速不应大于下列数据： 民用建筑：1.2m/s 生产厂房的辅助建筑： 2m/s 生产厂房：3m/s 4.整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10％的附加值，以 此确定系统必须的循环作用力。
供热工程热水网络的水力计算及水压图课件

供热工程热水网络的水力计算及水压图课件

供热工程热水网络的 水力计算及水压图课 件
• 供热工程热水网络概述 • 水力计算的基本原理与方法 • 热水网络的水压图绘制 • 热水网络的水力计算实例 • 热水网络的水压图实例分析 • 热水网络的维护与管理
01
供热工程热水网络概述
CHAPTER
热水网络的定义与特点
定义 特点
热水网络的重要性及应用
步骤
行水压图的绘制，如CAD、 Excel等。
01
02
1. 收集管网相关数据，包括管
网的拓扑结构、管径、长度、
高程等。
03
2. 根据管网数据建立管网的数
学模型，包括节点方程和管道
方程。
04
3. 利用计算机软件进行管网的
水力计算，求解制水压图，
将节点压力和管道阻力以图形
热水网络的日常维护
01
02
定期检查
清洗与保养
03 阀门与附件检查
热水网络的故障诊断与处理
故障识别
诊断方法
修复措施
热水网络的节能减排措施
优化调度
根据用热需求，合理调 度供热机组，降低能耗。
保温措施
废热回收
智能化控制
对热水管网进行保温处 理，减少热量损失。
利用技术手段回收废热， 提高能源利用效率。
重要性
应用
热水网络广泛应用于住宅、商业、工 业等领域，提供热水供应和采暖服务， 满足生产和生活的需要。
热水网络的发展历程与趋势
发展历程
发展趋势
02
水力计算的基本原理与 方法
CHAPTER
水力计算的定义与目的
定义
目的
水力计算的基本原理
伯努利方程
水在流动过程中，由于流速的变化， 会产生水头损失。伯努利方程是描述 水流中任意两点的压力、速度和位置 之间的关系。
供热系统水力计算

供热系统水力计算


p －压强水头，（压力能水头）表明流体在断面压强作用 g
下，测压管上升的高度。
Z －位置水头，相对于基准面的高度。
2 －流速水头，（动能水头）以初速度铅直上升射流时的
2g
理论高度
总水头：
H p Z 2
g
2g
即压力能水头、位置水头之和动能水
头三者之和
总水头线（A-B线）
测压管水头线——水压线（C-D线）
管道直径（如何计算？） 管段压力损失（实际值） 管道流量（管径、管段允许压降已知）
◆水力计算有什么用处？
一、热水网路水力计算基本公式
2、管段的压力 (能量) 损失包括 哪两部分?
沿程阻力损失 p y 局部阻力损失 p j
○总阻力损失 p p y p j
一、热水网路水力计算基本公式
3、管段的沿程损失计算公式?
问题思考
请问：教材P36例2-4中各供暖热用户与 外网可采取何种连接方式？
用户1： 用户2：？ 用户3：？ 用户4：
To be continued
§4.4热网水泵的选择
一、热网循环水泵的选择方法 1、选择参数的确定 1）流量的确定
流速与质量流量的关系？
3.实际中往往不修正的原因是什么? （P23例子）
§4.2水力计算的方法与步骤
简述水力计算步骤?
0
+2
Q2=1.05×106 W
F2
P3=2.0×104 Pa
+4
+2 60m
0
h3=33m -2 -3
-5
-8
A 150m
B
160m
C
200m D 3
100m
Q3=0.69×106 W P3=1.45×104 Pa
供热工程-中级职称复习题(中)

供热工程-中级职称复习题(中)

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。

第四章供暖系统水力计算

第四章供暖系统水力计算


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

热水热力管网的水力计算

热水热力管网的水力计算热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。

水力计算的目的是：计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失；计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失；确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。

第一循环管网的水力计算：1.热媒为热水：以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。

热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算出管路的总水头损失Hh。

热水管道的流速，宜按表8-45选用。

当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示：热媒管网的热水自然循环压力值Hzr按式（8-35）计算：式中：Hzr—热水自然循环压力，Pa；Δh—锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m；ｐ1—锅炉出水的密度，kg/m3；ｐ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m3。

当Hzr＞Hh时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求（8-36）：当Hzr不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。

循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。

2.热媒为高压蒸汽：以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。

热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。

高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。

确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。

第二循环管网的水力计算：1.配水管网的水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值来确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。

（1）热水配水管网的设计秒流量可按生活给水（冷水系统）设计秒流量公式计算。

（2）卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力同给水规定。

（3）热水管道的流速，宜按表8-12选用。

供热工程第四章室内热水供暖系统的水力计算


第三节 机械循环单管热水供暖系统 管路的水力计算方法循环室内热水供暖系统入口处 的循环作用压力已经确定，可根据入口 处的作用压力求出各循环环路的平均比 摩阻，进而确定各管段的管径。
2、如果系统入口处作用压力较高时，必然 要求环路的总压力损失也较高，这会使 系统的比摩阻、流速相应提高。
二、当量局部阻力法和当量长度法
在实际工程设计中，为了简化计算，也 有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长 度法”进行管路的水力计算。
当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻 力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为 局部损失来计算。
当量长度法 当量长度法的基本原理是 将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来 计算。
不等温降法在计算垂直单管系统时，
将各立管温降采用不同的数值。它是在 选定管径后，根据压力损失平衡的要求， 计算各立管流量，再根据流量计算立管 的实际温降，最后确定散热器的面积。 不等温降法有可能在设计上解决系统的 水平失调问题，但设计过程比较复杂。
第二节 重力循环双管系统管路 水力计算方法和例题
3．确定最不利环路各管段的管径d。
(1)求单位长度平均比摩阻
(2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量
(3)根据G、Rpj，查附录表4—1，选择最接近Rpj 的管径。选用的Rpj越大，需要的管径越小，会降
低系统的基建投资和热损失，但系统循环水泵的投 资和运行电耗会随之增加。所以需要确定一个经济 比摩阻，使得在规定的计算年限内总费用为最小。 机械循环热水供暖系统推荐选用的经济平均比摩阻 一般为60～120Pa/m。
(3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。
10．确定通过立管I第三层散热器环路上各管段 的管径，计算方法与前相同。计算结果如下：

第四章室内热水供暖系统的水力计算


1.42
(
g
Re
d K
)2
（３）紊流粗糙区（阻力平方区）尼古拉兹公式
Re>445d/D

1
(1.14 2 g
d )2 K
当管径d≥40mm时， 采用希弗林松推荐的公式
λ=0.11(K/d)0.25
（４）流态判别
临界流速
1
Hale Waihona Puke 11临界雷诺数
d
Re1

11
2

445
第2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量和已知各 管段的管径，利用水力计算图表，确定该循环 坏环路各管段的压力损失以及系统必需的循环 作用压力，以检查循环水泵扬程是否满足要求。
进行第3种情况的水力计算，就是根据管段的管 径d和该管段的允许压降，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，校该 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。这个问题将在本章第五 节“不等温降”计算方法和例题中详细阐述。

m/s
Re 2

445 d
(5)紊流区统一公式
柯列勃洛克公式 阿里特舒里公式
1


2
g
(
2.51
Re

K /d) 3.72
0.11( K 68 )0.25
d Re
阿里特舒里公式是布拉修斯公式和希弗林公式的综合
当量绝对粗糙度K 对于室内的热水供暖系统
K=0.2mm=0.0002m 对于室外热水系统
阻R与流量G的平方成正比，上式可改写为：

第四章供暖系统水力计算

第四章供暖系统水力计算
一、概述
供暖系统水力计算是指运用水力学原理和定律，根据供暖系统的结构
特性，求出供暖系统内水流动的流量(m3/h)、压力变化（MPa）以及流程
损失等水力参数。

由此来分析和设计供热系统，保证供暖系统的安全、经
济和高效的运行。

二、供暖系统水力计算方法
1、收集和组织系统水力基本参数
首先，要根据供暖系统的结构特点，收集系统内所有水力部件（如，
管路、阀门、泵、水表等）的数据，形成水力系统图，并组织系统水流、
压力变化等基本参数，形成水力系统数据表。

2、求解系统水力参数
依据水力原理，基于系统图和数据表，从系统的负荷端步步往前推算，求出每个水力部件的压力值，计算每段管路的流量和损失，从而求出系统
的水力线路结构、内泄漏量等参数，并根据此来分析和设计供热系统。

3、调整设备参数
通过计算的结果，可以比较系统各水力部件之间的压力变化，从而对
系统的设计参数进行调整，以确保系统的经济和安全。

三、水力计算软件
现在已有许多专业水力计算软件可以满足水力计算的需求，能够帮助
设计者根据给定的条件。

采暖系统水力计算.pptx

• 【例题4-3】将例题4-2的异程式系统改为同程式 系统。已知条件与例题4-2相同。管路系统图见图 4-12。
第9页/共13页
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
同程式系统管路系统图
第10页/共13页
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
4-4、不等温降的水力计算原理和方法
• 一、室内热水供暖系统管路的阻力数
定通过该管段的水流量。 室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段
组成的管路系统。
第2页/共13页
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路 的平均比摩阻 。
Rpj
P l
Pa/m
式中 —P—最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa；
——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；
第4页/共13页
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
4-3、机械循环单管热水供暖系统管路的 水力计算方法和例题
与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，传统的室内热水供暖 系统的总压力损失一般约为10~20kPa；对于分户采暖等水平式或大型的系统， 可达20~50kPa。
传统的采暖系统进行水力计算时，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Rpj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。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，各并联 环路的压力损失难以平衡，所以常用控制Rpj值的方法，按Rpj=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。
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法 • 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务，通常为： • 1.按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力

第4章 供热管网的水力计算汇总

25
4.4.2凝结水管网水力计算的基本原则



（1）单相凝水满管流动的凝结水管路，其流动规律与热水 管路相同，水力计算公式与热水管路相同。因此，水力计算 可按热水管路的水力计算方法和图表进行计算。 （2）汽水两相乳状混合物满管流的凝水管路，近似认为流 体在管内的流动规律与热水管路相同。因此，在计算压力损 失时，采用与热水管网相同的公式，只需将乳状混合物的密 度代入计算式即可。 （3）非满管流动的管路，流动复杂，较难准确计算，一般 不进行水力计算，而是采用根据经验和实验结果制成的管道 管径选用表，直接根据热负荷查表确定管径。如表4-11
4.2.4.1补给水泵定压方式
20
4.2.4.2气体定压
21
4.3蒸汽管网水力计算
室外蒸汽管网水力计算的任务:在保证各热用户 要求的蒸汽流量和用汽参数前提下，选定蒸汽管 网各管段管径。 散热、沿程阻力：分段平均密度 4.3.1 蒸汽供热管网水力计算方法 2 3 0.25 G t Rm 6.88 10 K 4.3.1.1沿程损失计算 d5.25 修正：粗糙度、密度（比摩阻、管径） 4.3.1.2局部损失计算：常采用当量长度法计算

采用不同单位计算的系数
Qn
采用的计 算单位
A
—GJ/h=109J/h c—kJ/(kg· ℃) 238.8
Qn
—MW=106W c—kJ/(kg· ℃) 860
6
4.1.2室外热水管网水力计算的方法

具有多种热用户的并联闭式热水供热系统 ：
Q Qt Qr Gn Gt Gr A n Gzh t t t t t t 1 2 1 2t 1 2r
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
n
11
4.2 管网系统压力分布

4.2.1管流能量方程及压头表达式
12
2 p2 Z 2 g
2 2
p1 Z1 g
2
p12
2 p1 12 p2 2 H Z1 Z2 H12 g 2g g 2g

4.2.2管网的压力分布图
总水压线与测压管 水头线
12
4.2.2管网的压力分布图

利用水压图分析热水供热（暖）系统中管路的水力工况时，以下几方面
是很重要的
： （1）利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的 压力（压头）值。 （2）利用水压曲线，可表示出各段的压力损失值。 （3）根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位 管长的平均压降的大小 （4）由于热水管路系统是一个水力连通器，
水管网的水力计算。
27
4.1.1.2热水管网局部损失 局部损失的当量长度ιd

Pj
d
2
2
d1.25 ld 9.1 0.25 K
K lsh.d sh K bi
0.25
修正 ： 估算 ：ld=αj· l

热介质
蒸汽 热水、凝结水 套管及波形补偿器 0.3~0.4 0.2~0.3
23
4.3.2 蒸汽供热管网水力计算步骤与例题
【例题4-3】如下图所示，试进行蒸汽管网水
力计算。已知热源为1MPa表压的饱和蒸汽， 各用户用汽参数及管网构造注于图中。
24
4.4凝结水管网水力计算
4.4.1凝结水回收系统
分类：
凝结水回收系统按其是否与大气相通，可分为开
式凝结水回收系统和闭式凝结水回收系统。 按凝结水流动形式不同分为，单相凝水满管流、 非满管流和蒸汽与凝结水两相混合物流动形式 按驱动凝结水流动的动力不同，可分为机械回水、 重力回水和余压回水

9
4.1.2室外热水管网水力计算的方法

10
4.1.2室外热水管网水力计算的方法

【例题4-1】某工厂厂区热水供热系统，其网路平面布置图（各管段的长 度、阀门及方形补偿器的布置）如图4-3所示。网路设计供水温度 =130℃，设计回水温度=70℃。用户E、F、D的设计热负荷Q分别为 3.518 GJ/h、2.513 GJ/h和5.025GJ/h。热用户内部的阻力损失为 ΔPn=5×104Pa。试进行该热水网路的水力计算。
25
4.4.2凝结水管网水力计算的基本原则



（1）单相凝水满管流动的凝结水管路，其流动规律与热水 管路相同，水力计算公式与热水管路相同。因此，水力计算 可按热水管路的水力计算方法和图表进行计算。 （2）汽水两相乳状混合物满管流的凝水管路，近似认为流 体在管内的流动规律与热水管路相同。因此，在计算压力损 失时，采用与热水管网相同的公式，只需将乳状混合物的密 度代入计算式即可。 （3）非满管流动的管路，流动复杂，较难准确计算，一般 不进行水力计算，而是采用根据经验和实验结果制成的管道 管径选用表，直接根据热负荷查表确定管径。如表4-11
26
4.4.3凝结水管网水力计算方法及例题

【例题4-4】下图所示为一闭式满管流凝结水回收系统示意图。用热设备 的凝结水计算流量Gt1=2.0t/h。疏水器前凝结水表压力P1=2.0bar，疏水 器后凝结水表压力P2=1.0bar，二次蒸发箱的最高蒸汽表压力P3=0.2bar， 闭式凝水箱的蒸汽垫层压力P4=5kPa.。管段的计算长度L1=120m，外网 的管段长度L2=120m。疏水器后凝结水的提升高度h1=4.0m。二次蒸发 箱下面减压水封出口与凝水箱的回形管标高差h2=2.5m。试进行该凝结
水力计算表见附录4-1。 修正：
K值修正系数m和β值
K(mm) m β 0.1 0.669 1.495 0.2 0.795 1.26 0.5 1.00 1.00
K Rsh sh K bi
1.0 1.189 0.84
0.25
Rbi mRbi
3
4.1.1 热水管网水力计算公式
P Rm l 1 j
热网资用比摩阻估算式为：
5
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
4.1.2.1热水网路水力计算的方法及步骤 （1）确定热水网路中各管段的计算流量 Qn Qn 只有供暖热负荷的热水供热系统 ： Gn A t2 t2 c t1 t1
7
4.1.2室外热水管网水力计算的方法

（2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
管网中平均比摩阻最小的一条管线 经济比磨阻：可取40~80Pa/m （3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均 比摩阻Rm值，利用附录4-1的水力计算表，确定主干线各管 段的标准管径和相应的实际比摩阻。
室外热水网路的限定流速 公称直径mm 15 20 25 32 40 50 100 200以上
lbi.d lbi .d
热网允许比压降概算时管线当量长度占直管线长度的百分数αj值
管道补偿器型式 光滑的方形补偿器 0.5~0.6 0.3~0.4 焊接的方形补偿器 0.7~0.8 0.5~0.7
4
4.1.1 热水管网水力计算公式

热水网路DN≤100mm时，αj值可取0.15；当管径在 DN125mm~DN200mm之间时，αj=0.25~0.3；DN ＞200mm时按上表内数值选用。
16
4.2.3.2绘制热水网路水压图的方法与步骤

【例题4-2】如图4-7所示为一个 连接着四个供暖热用户的高温 水供热系统。图中，下部是网 路的平面图，上部是它的水压 图。网路设计供、回水温度为 130℃/70℃。用户1、2采用低 温水供暖，用户3、4直接采用 高温水供暖。用户楼高分别为 15、33、13、12ｍ，地面标高 分别为+1、+7、-5、+1ｍ。试 绘制该小区的热水网路水压图。
2
4.1.1 热水管网水力计算公式
2 G 2 t R 6.25 10 4.1.1.1热水管网的沿程损失 m d 5 d 2 0.25 (1.14 2 lg ) K 0.11 K d≥40mm
d
Rm 6.88 103 K 0.25

G2 t d5.25
17
4.2.3.2绘制热水网路水压图的方法与步骤
（1）建立坐标系
（2）选定静水压曲线位置：不超压、不气化、
不到空 （3）选定回水管的动水压曲线位置 （4）选定供水管动水压曲线的位置
18
4.2. 3.3 用户 系统 的压 力状 况和 与热 网连 接方 式的 确定
19
4.2.4管网系统的定压

限定流速(m/s)
0.6
0.8
1.0
1.3
1.5
2.0
2.3
2.50~3.00
8
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
（4）根据选用的标准管径和管段中局部阻力形式， 由附录4-2查出各管段局部阻力的当量长度ιd，并求 出各管段的折算长度ιzh。 （5）根据管段的折算长度ιzh和实际的比摩阻，计算 出各管段的压力损失及主干线总压降。 （6）主干线水力计算完成后，进行热水网路支干 线、支线的水力计算。DN≥400mm，流速不应大于 3.5m/s；DN＜400mm，Rm不应大于300Pa/m

采用不同单位计算的系数
Qn
采用的计 算单位
A
—GJ/h=109J/h c—kJ/(kg· ℃) 238.8
Qn
—MW=106W c—kJ/(kg· ℃) 860
6
4.1.2室外热水管网水力计算的方法

具有多种热用户的并联闭式热水供热系统 ：
Q Qt Qr Gn Gt Gr A n Gzh t t t t t t 1 2 1 2t 1 2r
第4章 供热管网的水力计算
1
4.1 热水管网水力计算
热水供热管网水力计算的主要任务是： 1）按已知的热媒流量和允许压力降，确定管道的 直径； 2）按已知的热媒流量和管道直径，计算管道的压 力损失； 3）按已知的管道直径和允许压力损失，计算或校 核管道中的流量； 4）根据管网水力计算结果，确定管网循环水泵的 流量和扬程。
4.2.4.1补给水泵定压方式
20
4.2.4.2气体定压
21
4.3蒸汽管网水力计算
室外蒸汽管网水力计算的任务:在保证各热用户 要求的蒸汽流量和用汽参数前提下，选定蒸汽管 网各管段管径。 散热、沿程阻力：分段平均密度 4.3.1 蒸汽供热管网水力计算方法 2 3 0.25 G t Rm 6.88 10 K 4.3.1.1沿程损失计算 d5.25 修正：粗糙度、密度（比摩阻、管径） 4.3.1.2局部损失计算：常采用当量长度法计算

22
4.3.1.3蒸汽在管道内的最大允许流速
过热蒸汽：
公称直径DN＞200mm时， 80m/s；公称直径DN≤200mm时，50m/s； 饱和蒸汽： 公称直径DN＞200mm时， 60m/s；公称直径DN≤200mm时，35m/s。
限制蒸汽流速表
管径（mm） 蒸汽性质 饱和蒸汽 过热蒸汽 ＞200 30~40 40~60 100~200 25~35 30~50 ＜100 15~30 20~30
13
室内热水供暖管网的水压图
14
15
4.2.3水压图在热水管网设计中的重要作用





4.2.3.1热水网路压力状况的基本技术要求 1）与热水网路直接连接的各用户系统内的压力，都不得超 过该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力 （2）为保证高温水网路和用户系统内不发生汽化现象，在 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）为了保证用户系统不发生倒空现象，破坏供热系统正 常运行和腐蚀管道 （4）为保证循环水泵不发生汽蚀现象，一般循环水泵吸入 口侧的压力不低于3~5mH2O，回水高5mH2O （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要的作用压头。