暖通设计水喷射器设计计算实例

一种新的制冷喷射器计算方法
张于峰
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】1996(0)S1
【摘要】一种新的制冷喷射器计算方法张于峰（天津大学热能工程系天津３０００７２）关键词喷射制冷；喷射器设计１前言喷射制冷装置的关键部件一喷射器，有很多值得研究的问题，喷射器工作性能的好坏直接影响系统的制冷效果，甚至会使系统无冷运行。

对喷射器的设计计算常用两种方...
【总页数】4页(P27-30)
【关键词】喷射制冷;喷射器设计
【作者】张于峰
【作者单位】天津大学热能工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TB657
【相关文献】
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水喷雾案例计算示例（柴油发电机房）（一）基本情况简介：柴油发电机房火源一般为发电机本体、油箱间和输油管道，故保护对象主要针对上述设备，其基本情况如下：a 柴油发电机本体：以尺寸为A×B×H= 1.5m×3.3m×2.2m (包括基础高0.2m)的典型柴油发电机为例，如下图所示：b 油箱一般油箱位于油箱间内，容积为1m3，尺寸为A×B×H= 1.0m×1.0m ×1.0m。

油箱置于油箱间高位。

c 输油管道布置于油箱至柴油发电机本体之间，沿机房地坪或管沟设置。

d 水喷雾喷头为便于后续计算，建议水喷雾喷头按下述参数选型：●喷头喷射角θ＝90°●流量系数K＝33.7●最不利点压力P＝0.35MPa按喷头保护面积不叠加的最不利情况设计，单个喷头流量最不利点喷水强度20L/min·m2单个喷头最大保护面积（二）柴发本体喷头布置计算（立体布置法）a顶面喷头布置计算●喷头最大保护半径●喷头距顶面最大高度h＝R＝1.0m（喷射角为90°）●喷头间最大间距★注意：以上计算得出的f值为h=1.0时的喷头最大间距，实际应按各项目中实际选取的h值代入到上式的R值中计算得出。

b 侧面喷头布置计算●喷头间最大间距●侧喷距柴发顶面、底面高度考虑到侧面喷头的布置高度与控制柜的关系，设定侧喷距柴发顶面高度a＝0.5m则侧喷离底面高度b=H-a＝2.2-0.5＝1.7m●喷头距侧面距离●喷头安装角度★注意：在全部计算完后还应复核喷头距最远处距离d不应大于喷头最大保护距离2.5m（三）油箱间布置（平面布置法）●喷头最大保护半径●喷头距顶面最大高度h＝R＝1.0m（喷射角为90°）●喷头间最大间距（按正方形布置）★注意：按实际油箱间大小布置喷头，使油箱间内油箱顶所在的平面上喷头满布，无空白点。

（四）油路布置（平面布置法）●喷头最大保护半径●喷头距油路最大高度h＝R＝1.0m（喷射角为90°）●喷头间最大间距（五）平面布置图（六）系统布置图（七）系统水量估算按上图布置，共18个喷头（含3个预留油路喷头），最不利点喷头流量。

水喷射器设计计算实例例：佳木斯市XXX 小学，供热面积为1867平方米，热指标为60W ，供热负荷为112560W 。

一次水供水温度为95 0C ，回水温度为60 0C 。

用户二次水供水温度为71.6 0C ，回水为55 0C ，用户系统压力损失为△P 为2000Kg/m 2试设计一台用户入口水喷射器。

1、 根据已知条件计算混水系数：0gg hμT -T =T -Tμ:混水系数T 0：一次水供水温度 Tg 用户二次水供水温度 T h 用户二次水回水温度μ= 9571.671.655-=-μ=1.42、计算水喷射器最佳截面比：F 2/ F 24b b ac-±-F 2： 混合室截面积M 2F 0： 喷口截面积M 2a= 0.975b=-[0.975＋1.19×(1＋U )2－0.78 U 2]=[0.975＋1.19×(1＋1.4)2－0.78×1.42] =-6.3C=1.19(1＋U )2=1.19(1＋1.4)2=6.85F 3/ F 0= 26.3(6.3)40.975 6.86±-⨯⨯ 5.073、计算喷管出口工作流体应有的压降△P g : 用户系统内部压力损失 Kg/m 20200.88gF F ∆P =⨯∆P △P 0:工作水流经喷管的压力损失 Kg/m 25.070.882000∆P =⨯020005.070.88∆P =⨯△P 0=11522 Kg/m 2△P 0=1.15 Kg / C m 24、计算工作水流量 0 3.64.186QG =⨯∆TG 0：工作水流量 Kg /hQ ：供热负荷 W Q=1867×60=101220W△T ：工作水温差 0C △T=95-60=35 0CG 0 =3.610122024874.18635⨯=⨯K g /h=0.69 Kg /s5、计算喷管出口截面积F 012GV g ϕ⨯∆P 1ϕ：工作水流速度系数 1ϕ=0.95V 0：工作水流比容 Kg/m 3g :重力加加速度m /s 2F 0=29.80.690.0010.9511522⨯⨯= 4.8×10-5m26、计算喷管出出口直径D 0=1.13 0F 54.810-⨯7、计算混合室截面积25.07F F = 255.074.810F -=⨯ F 2=4.8×10-5×5.07=2.4×10-5 m 28、计算混合室截直径D 23F 42.410-⨯9、计算混合室截长度L 2=(6—10) D 3=8 D 3=8×17.6=140 mm10、 计算喷管出口与混合室入口轴向距离L K =（1—1.5）D 2=1.2 D 2=1.2×17.6=21 mmL K ：计算喷管出口与混合室入口轴向距离 mm11、 计算扩散管出出口截面积()03331u G V F W +=F 3: 扩散管出出口截面积 m 3V 3: 混合水比容 Kg/m 3w 3：混合水流流速 m /s w 3取1 m /s()31 1.40.690.0011F +⨯⨯==1.6×10-3m 312、计算扩散管出口直径D 3=1.13 3F 31.610-⨯5×10-2=45.2 mm12、 计算扩散管长度3232g D D L t θ-=⨯θ: 扩散角 θ取40345.217.620.6993L -=⨯ =197.3 mm13、 计算水喷射泵特性方程002g F F ∆P =∆P ×()02202021.750.71.071F F F F μμ-⎡⎤+-+⎢⎥⎣⎦2F F =5.0702F F =10.1975.07= 020F F -= 20020.1970.24510.1971F F F F ==--g∆P ∆P =0.197()221.750.70.245 1.070.1971μμ⎡⎤+⨯-⨯+⎣⎦g ∆P ∆P =0.345+0.0338()220.04151μμ-+当 1.4μ=时:g ∆P ∆P =0.345+0.0338×1.4()220.04151 1.4-+g ∆P ∆P =0.17214、 水喷射泵特性曲线g∆P ∆P = ()f μμ0.5 1 1．42 2．5 P G /△P 00．2610．213 0．1730．1080．051水喷射器特性曲线0.10.20.30.40.50.511.52 2.5u10.34515、 混水系数与用户供水温度关系Tg=01hT T μμ+=+μ0.5 1 1．4 2 2．5 Tg81.6 75 71.668.366.4水喷射器混水系数与用户供水温度曲线01020304050607080901000.511.422.5混水系数用户供水温度折线图 2详情请百度芬尼克兹。

自动喷水灭火系统的设计计算例题自动喷水灭火系统的设计计算例题1. 介绍自动喷水灭火系统是一种常见的消防设施，它可以在火灾发生时自动释放水雾或水流，以扑灭火灾或阻止火势蔓延。

它通常用于大型建筑、仓库、工厂等场所，对于火灾的控制和扑灭起着至关重要的作用。

在设计自动喷水灭火系统时，需要考虑到建筑物的结构、火灾风险等因素，进行详细的计算和设计，以确保系统的有效性和可靠性。

2. 设计计算例题为了更好地理解自动喷水灭火系统的设计计算，我们可以通过一个具体的例题来进行分析和讨论。

假设某一仓库的面积为2000平方米，属于普通储存、轻型生产场所，需要设计自动喷水灭火系统。

根据建筑物的使用场所和火灾风险等级，我们可以进行以下设计计算：（1）水源供给计算：根据仓库面积和火灾风险等级，计算所需的水源供给量。

根据《建筑消防水源及自动喷水灭火系统设计规范》，对于普通储存、轻型生产场所，每平方米需要的水源供给量为0.2升/分钟。

该仓库所需的水源供给量为2000平方米× 0.2升/分钟 = 400升/分钟。

（2）管道计算：根据建筑物的结构和布局，设计自动喷水灭火系统的管道布置和长度。

考虑到管道的阻力损失和流量要求，需要进行详细的管道计算，包括管道直径、管道材质、管道连接方式等。

（3）水泵和压力计算：根据所需的水源供给量和管道布置，选择合适的水泵和进行压力计算。

根据《建筑防火设计规范》和《自动喷水灭火系统设计规范》，计算所需的水泵流量和压力，并确保其能够满足系统的需求。

（4）喷头计算：根据仓库的使用场所和火灾风险等级，选择合适的喷头类型和数量。

根据《自动喷水灭火系统设计规范》，对于普通储存、轻型生产场所，喷头的间距和分布要求等进行详细计算和设计。

3. 核心观点以上是对自动喷水灭火系统设计计算的一个简单例题，通过详细的水源供给、管道、水泵、喷头等计算，可以为仓库设计一个可靠、高效的自动喷水灭火系统。

在实际设计过程中，需要综合考虑建筑物的结构、使用场所、火灾风险等因素，以确保系统的可靠性和有效性。

自动喷水系统设计计算书业主：XX精密工业（苏州）有限公司专案名称：AUO-VIP Project设计计算书：自动喷水系统一、计算过程中所用公式喷头的流量计算：q=K√10P式中q——喷头流量（L/min）；P——喷头工作压力（MPa）；K——喷头流量系数。

系统的设计流量：Q s=∑qi式中Q s——系统设计流量（L/s）；qi——最不利点处作用面积内各喷头节点的流量（L/min）n——最不利点处作用面积内喷头数.管道的水头损失：h=iL=0.0000107×V2L/d j1.3式中h——配管摩擦水头损失（MPa）；i——每米管道的水头损失（Mpa/m）；V——管道内水的平均流速（m/s）；d j——管道的计算内径（m）取值按管道的内径减1mm确定；L——配管直管长与各接头，阀类换算而得的当量直管长之和（m）二、作用面积的确定作用面积：200m2喷水强度：18L/min. m2喷头流量系数：K=115最不利点处喷头的工作压力：P0=0.16Mpa每个喷头的保护面积：3.0×2.65=7.95 m2保护面积内的喷头数：n=200/7.95=25.15=26只正方形面积的长边尺寸：L=√200=14.14m每根喷水支管的动作喷头数：n=6只三、消防管道的局部水头损失见附件一四、自动喷水系统立体图见附件二五、逐点计算1、q a= K√10P0=115×√10×0.16=2.424L/s32A的计算内径是：d j=0.031m异径接头50A/32A的当量长度：0.45mV A-B=4×2.424/1000×3.14×0.0312=3.214m/sH A-B=i A-B L A-B=0.0000107×V A-B2×L A-B/ d j1.3=0.0000107×3.214×3.214×3.45/0.0311.3=0.035Mpa P B=0.16+0.035=0.195Mpa2、q B= K√10P B=115×√10×0.195=2.676L/s50A的计算内径是：d j=0.052mq B=2.424+2.676=5.1L/sV B-C=4×5.1/1000×3.14×0.0522=2.403m/sH B-C=i B-C L B-C=0.0000107×V B-C2×L B-C/ d j1.3=0.0000107×2.403×2.403×3/0.0521.3=0.009Mpa P C=0.195+0.009=0.204Mpa3、q C’=K√10P c=115×√10×0.204=2.738 L/s50A的计算内径是：d j=0.052m异径接头80A/50A的当量长度：0.75mq C=5.1+2.738=7.838L/sV C-D=4×7.838/1000×3.14×0.0522=3.693m/sH C-D=i C-D L C-D=0.0000107×V C-D2×L C-D/ d j1.3=0.0000107×3.693×3.693×3.75/0.0521.3=0.026Mpa P D=0.204+0.026=0.23Mpa4、q D’=K√10P D=115×√10×0.23=2.907 L/s80A的计算内径是：d j=0.081mq D=7.838+2.907=10.745L/sV D-E=4×10.745/1000×3.14×0.0812=2.086m/sH D-E=i D-E L D-E=0.0000107×V D-E2×L D-E/ d j1.3=0.0000107×2.086×2.086×3/0.0811.3=0.004Mpa P E=0.23+0.004=0.234Mpa5、q E’=K√10P E=115×√10×0.234=2.932 L/s80A的计算内径是：d j=0.081mq E=10.745+2.932=13.677L/sV E-F=4×13.677/1000×3.14×0.0812=2.656m/sH E-F=i E-F L E-F=0.0000107×V E-F2×L E-F/ d j1.3=0.0000107×2.656×2.656×3/0.0811.3=0.006Mpa P F=0.234+0.006=0.24Mpa6、q F’=K√10P F=115×√10×0.24=2.969 L/s80A的计算内径是：d j=0.081m异径接头200A/80A的当量长度：1.6mq F=13.677+2.969=16.646L/sV F-G=4×16.646/1000×3.14×0.0812=3.232m/sH F-G=i F-G L F-G=0.0000107×V F-G2×L F-G/ d j1.3=0.0000107×3.232×3.232×3.1/0.0811.3=0.009Mpa P G=0.24+0.009=0.249Mpa7、对于节点G，其流量和所需的工作压力为：q G=16.646L/sP G=0.249Mpa用管道特性系数B K1表示配水支管1的输水性能：令B K1= q G2/ P G=16.646×16.646/0.249=1112.81200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV G-H=4×16.646/1000×3.14×0.2072=0.495m/sH G-H=i G-H L G-H=0.0000107×V G-H2×L G-H/ d j1.3=0.0000107×0.495×0.495×14.95/0.2071.3= 0.0004Mpa P H=0.249+0.0004=0.2494Mpa配水支管2的流量：q H’=√B K1P H=√1112.81×0.2494=16.66L/s8、q H= q G+ q H’ =16.646+16.66=33.306L/s200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV H-I=4×33.306/1000×3.14×0.2072=0.990m/sH H-I=i H-I L H-I=0.0000107×V H-I2×L H-I/ d j1.3=0.0000107×0.990×0.990×14.95/0.2071.3= 0.0012Mpa P I=0.2494+0.0012=0.2506Mpa配水支管3的流量：q I’=√B K1P I=√1112.81×0.2506=16.699L/s9、q I= q H+ q I’ =33.306+16.699=50.005L/s200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV I-J=4×50.005/1000×3.14×0.2072=1.487m/sH I-J=i I-J L I-J=0.0000107×V I-J2×L I-J/ d j1.3=0.0000107×1.487×1.487×14.95/0.2071.3= 0.0028Mpa P J=0.2506+0.0028=0.2534Mpa配水支管4的流量：q J’=√B K1P J=√1112.81×0.2534=16.792L/s10、q J= q I+ q J’ =50.005+16.792=66.797L/s200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV J-K=4×66.797/1000×3.14×0.2072=1.986m/sH J-K=i J-K L J-K=0.0000107×V J-K2×L J-K/ d j1.3=0.0000107×1.986×1.986×14.95/0.2071.3= 0.0049Mpa P K=0.2534+0.0049=0.2583Mpa11、设Ka处的工作压力为P Ka，则q Ka=K√10P Ka则80A的计算内径是d j=0.081mV Ka-Kb=4×115×√10P la/1000×3.14×0.0812×60=0.372×√10P KaH Ka-Kb=i Ka-Kb L Ka-Kb=0.0000107×V Ka-Kb2×L Ka-Kb/ d j1.3=0.0000107×0.372√10P la×0.372×√10P Ka×3/0.0811.3= 0.0011 P KaP Kb= P Ka+H Ka-Kb=1.0011 P Ka12、q Kb’=K√10P Kb=115×√10×1.0011 P Ka =6.064√P Kaq Kb= q Ka+ q Kb’ =6.061√P Ka+6.064√P Ka=12.125√P Ka80A的计算内径是d j=0.081m异径接头200A/80A的当量长度：1.6mV Kb-K=4×12.125√P la/1000×3.14×0.0812×=2.354√P laH Kb-K=i Kb-K L Kb-K=0.0000107×V Kb-K2×L Kb-K/ d j1.3=0.0000107×2.354√P Ka×2.354√P Ka×3.1/0.0811.3= 0.0048 P KaP K= P Kb+H Kb-K=1.0059 P KaP K=0.2583Mpa故P Ka=0.2568Mpa所以q Ka=K√10P Ka=115×√10×0.2568=3.071L/sq Kb=12.125√P Ka=6.144L/s13、系统的设计流量：Q S=∑qi=66.797+6.144=72.941L/s200A的计算内径为d j=0.207m200A的90度弯头的当量长度是6.2m200A的蝶阀的当量长度是5.2m200A的闸阀的当量长度是1.3m200A的止回阀的当量长度是17.0mV K-L=4×72.941/1000×3.14×0.207×0.207=2.169m/sH K-L=i K-L L K-L=0.0000107×V K-L2×L K-L/ d j1.3=0.0000107×2.169×2.169×188.9/0.2071.3=0.0737Mpa250A的计算内径为d j=0.250m250A的90度弯头的当量长度是7.6m250A的蝶阀的当量长度是6.3m250A的闸阀的当量长度是1.6m250A的止回阀的当量长度是21.1mV L-M=4×72.941/1000×3.14×0.250×0.250=1.487m/sH L-M=i L-M L L-M=0.0000107×V L-M2×L L-M/ d j1.3=0.0000107×1.487×1.487×270/0.2501.3=0.0387Mpa六、自动配水泵配管摩擦损失水头计算H A-B+ H B-C+ H C-D+ H D-E+ H E-F+ H F-G+ H G-H+ H H-I+ H I-J+ H J-K+ H K-L+ H L-M=3.5+0.9+2.6+0.4+0.6+0.9+0.04+0.12+0.28+0.49+0.15+7.37+3.87 =21.22m七、水泵扬程的计算水泵每秒钟出水量为:72.941L/s水泵扬程H=∑h+P0+Z式中H---水泵扬程或系统入口的供水压力(Mpa)∑h---管道沿程和局部水头损失的累计值(MPa)湿式报警阀和水流指示器取值0.02MpaP0---最不利点处喷头的工作压力(MPa),取值0.16MpaZ---最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差.(MPa)H=∑h+P0+Z=0.2122+0.04+0.16+0.1135=0.5257MPa。

7 水力计算7.1 系统的设计流量7.1.1 q＝K10P为通用算式。

不同型号的水雾喷头具有不同K值。

设计时按生产厂给出的K值计算水雾喷头的流量。

7.1.2 本条规定了保护对象确定水雾喷头用量的计算公式，水雾喷头的流量q按公式（7.1. 1）计算，水雾喷头工作压力取值按防护目的和水雾喷头特性确定。

7.1.3 本条规定水喷雾灭火系统计算流量的要求。

当保护对象发生火灾时，水喷雾灭火系统通过水雾喷头实施喷雾灭火或防护冷却，因此本规范规定系统的计算流量按系统启动后同时喷雾的水雾喷头流量之和确定，而不是按保护对象的保护面积和设计喷雾强度的乘积确定。

针对该系统保护对象火灾危险性大、蔓延迅速、扑救困难的特点，本条采用与《自动喷水灭火系统设计规范》中第7.1.1条规定中要求雨淋、水幕和严重危险级系统水力计算按最不利处作用面积内每个洒水喷头实际流量确定系统流量相同的作法，规定水喷雾灭火系统的计算流量，从最不利点水雾喷头开始，沿程按同时喷雾的每个水雾喷头实际工作压力逐个计算其流量。

然后累计同时喷雾的水雾喷头总流量确定为系统流量。

美国标准NFPA一15对水喷雾灭火系统的水力计算有相同的规定：从最不利点水雾喷头开始。

沿程向系统供水点推进，并按实际压力逐个计算水雾喷头流量，并以所有同时喷雾水雾喷的总流量确定系统流量，计算应包括管道、阀门、过滤器和所有改变水流方向的接头的水压损失和标高的改变等因素对流量的影响。

7.1.4 本条规定当水喷雾灭火系统利用雨淋阀控制喷雾范围时确定系统可燃气体和甲、乙、丙类液体贮罐区、输送机皮带、油浸式电力变压器、电缆隧道，以及车间、库房等，具有保护对象数量多、或保护面积大或其细长比大的特点，因此，根据保护对象及其火灾的特点，按保护对象数量或保护面积划分一次火灾的喷雾区域，合理地控制水喷雾系统的喷雾范围，对降低系统造价、节约用水以及减少水害有利，对设计按保护对象或保护面积划分区域局部喷雾的水喷雾系统，其系统的计算流量按各局部喷雾区域中同时喷雾的最大用水量确定。