供熱工程熱水采暖系統(tǒng)的水力計(jì)算實(shí)用教案

1、123第1頁(yè)/共29頁(yè)第一頁(yè)，共30頁(yè)。 （1）沿程壓力(yl)損失 根據(jù)達(dá)西公式，沿程壓力(yl)損失可用下式計(jì)算22dlP y Pa (4-1)單位長(zhǎng)度的沿程壓力損失，也就是比摩阻R R的計(jì)算公式為R22dlPRy Pa /m (4-2)第2頁(yè)/共29頁(yè)第二頁(yè)，共30頁(yè)。 式中 沿程壓力損失，Pa 管段的摩擦阻力系數(shù)； d管子的內(nèi)徑，m； 流體的密度，kg/m3； 管中流體的速度(sd)，ms； 管段的長(zhǎng)度，m。 實(shí)際工程計(jì)算中，往往已知流量，則公式(5-2)中的流速v可以用質(zhì)量流量G表示yPl2290043600dGdG(4-3)第3頁(yè)/共29頁(yè)第三頁(yè)，共30頁(yè)。 式中 G為管段中水(z

2、hn shu)的質(zhì)量流量，kgh。 將式(4-3)代入式(4-2)中，經(jīng)整理后可得5281025. 6dGR(4-4)附錄4-1就是按公式(gngsh)(4.4)編制的熱水采暖系統(tǒng)管道水力計(jì)算表。 yP查表確定比摩阻R R后，該管段的沿程壓力損失就可確定出來。RlP y（2）局部壓力損失 局部壓力損失可按下式計(jì)算22jp (4-5)第4頁(yè)/共29頁(yè)第四頁(yè)，共30頁(yè)。 式中 管段的局部阻力系數(shù)之和，見附錄(fl)4-2； 表示 =1時(shí)的局部壓力損失，又叫動(dòng)壓頭， ,Pa，見附錄(fl)4-3。22dP（3）總損失任何一個(gè)熱水采暖系統(tǒng)都是由很多串聯(lián)、并聯(lián)的管段組成，通常(tngchng)將流量和管

3、徑均不改變的一段管路稱為一個(gè)計(jì)算管段。各個(gè)管段的總壓力損失 應(yīng)等于沿程壓力損失 與局部壓力損失 之和，即 PyP （4-6）jP)2()(2RlPPPjy第5頁(yè)/共29頁(yè)第五頁(yè)，共30頁(yè)。 當(dāng)量阻力法是在實(shí)際工程中的一種(y zhn)簡(jiǎn)化計(jì)算方法?；驹硎菍⒐芏蔚难爻虛p失折合為局部損失來計(jì)算，即2222ddlldd（4-7） d式中 - 當(dāng)量局部阻力系數(shù)。d計(jì)算管段的總壓力損失 可寫成 P2)(22222ddjyPPP (4-8)第6頁(yè)/共29頁(yè)第六頁(yè)，共30頁(yè)。dzh令（4-9）式中 管段(un dun)的折算阻力系數(shù)zh22zhP(4-10)將公式(gngsh)（4-3）代入公式(gng

4、sh)（4-10）中，則有242229001GdPzh(4-11)29001422dA 設(shè)（4-12)第7頁(yè)/共29頁(yè)第七頁(yè)，共30頁(yè)。 管段的總壓力(yl)損失2GAPzh (4-13)附錄4-4 給出了各種不同管徑的A值和/d值。附錄4-5 給出按公式（4-13）編制的水力計(jì)算表。垂直單管順流式系統(tǒng)立管與干管、支管，支管與散熱器的連接方式，在圖中已規(guī)定出了標(biāo)準(zhǔn)連接圖式，為了簡(jiǎn)化立管的水力計(jì)算，可以將由許多管段組成的立管看作一個(gè)計(jì)算管段。附錄4-6 給出了單管順流式熱水采暖系統(tǒng)立管組合(zh)部件的。附錄4-7 給出了單管順流式熱水采暖系統(tǒng)立管的 值。zhzh第8頁(yè)/共29頁(yè)第八頁(yè)，共30頁(yè)

5、。 當(dāng)量長(zhǎng)度法是將局部損失折算成沿程損失來計(jì)算的一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法，也就是假設(shè)(jish)某一段管段的局部壓力損失恰好等于長(zhǎng)度為 的某管段的沿程損失，即dl2222dld（4-14）dld式中 為管段中局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度，m。 dl管段的總壓力損失 可寫成 PzhdjyRlRlRlPPP(4-15)第9頁(yè)/共29頁(yè)第九頁(yè)，共30頁(yè)。 式中 為管段的折算長(zhǎng)度，m。 當(dāng)量長(zhǎng)度法一般多用于室外供熱管路(un l)的水力計(jì)算上。zhl第10頁(yè)/共29頁(yè)第十頁(yè)，共30頁(yè)。 (1)已知各管段的流量和循環(huán)作用壓力，確定各管段管徑。 (2)已知各管段的流量和管徑，確定系統(tǒng)所需的循環(huán)作用壓力。 (3)已知各管段管

6、徑和該管段的允許壓降，確定該管段的流量。 2.2.1 最不利環(huán)路(hun l)計(jì)算 (1)最不利環(huán)路(hun l)的選擇確定第11頁(yè)/共29頁(yè)第十一頁(yè)，共30頁(yè)。 采暖系統(tǒng)是由各循環(huán)環(huán)路所組成的，所謂最不利環(huán)路，就是允許平均比摩阻最小的一個(gè)環(huán)路?？赏ㄟ^分析比較確定，對(duì)于機(jī)械循環(huán)異程式系統(tǒng)，最不利環(huán)路一般(ybn)就是環(huán)路總長(zhǎng)度最長(zhǎng)的一個(gè)環(huán)路。 (2)根據(jù)已知溫降，計(jì)算各管段流量hghgttQttQG86. 0)(10187. 436003（4-16）式中 Q各計(jì)算管段(un dun)的熱負(fù)荷，W；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度， gt系統(tǒng)的設(shè)計(jì)回水溫度，。 ht第12頁(yè)/共29頁(yè)第十二頁(yè)，共30頁(yè)。 (3

7、)根據(jù)系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力，確定最不利(bl)環(huán)路的平均比摩阻pjRlPRpj (4-17)式中 最不利環(huán)路(hun l)的平均比摩阻，Pa/m； p最不利環(huán)路的循環(huán)作用壓力，Pa； 沿程壓力損失占總壓力損失的估計(jì)百分?jǐn)?shù)，查附錄4-7確定值； 環(huán)路的總長(zhǎng)度，m m。pjRl第13頁(yè)/共29頁(yè)第十三頁(yè)，共30頁(yè)。 (4) 根據(jù)Rpj和各管段流量，查附錄4-1選出最接近的管徑，確定該管徑下管段的實(shí)際比摩阻R和實(shí)際流速。 (5) 確定各管段的壓力損失，進(jìn)而確定系統(tǒng)總的壓力損失。 2.2.2 其它環(huán)路計(jì)算 其它環(huán)路的計(jì)算是在最不利環(huán)路計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。應(yīng)遵循并聯(lián)環(huán)路壓力損失平衡的規(guī)律，來進(jìn)行各環(huán)路的計(jì)

8、算。 應(yīng)用等溫降法進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)應(yīng)注意： (1)如果系統(tǒng)未知循環(huán)作用壓力，可在總壓力損失之上附加10%確定。 (2)各并聯(lián)循環(huán)環(huán)路應(yīng)盡量做到阻力(zl)平衡，以保證各環(huán)路分配的流量符合設(shè)計(jì)要求。但各并聯(lián)環(huán)路的阻力(zl)做到絕對(duì)平衡是不可能的，允許有一個(gè)差額，但不能過大，否則會(huì)造成嚴(yán)重失調(diào)。 (3)散熱器的進(jìn)流系數(shù)第14頁(yè)/共29頁(yè)第十四頁(yè)，共30頁(yè)。 在單管順流(shn li)式熱水采暖系統(tǒng)中，如圖4-1，兩組散熱器并聯(lián)在立管上，立管流量經(jīng)三通分配至各組散熱。流進(jìn)散熱器的流量Gs與立管流量 的比值，稱為該組散熱器的進(jìn)流系數(shù)，即lGlsGG圖4-1 順流(shn li)式系統(tǒng)散熱器節(jié)點(diǎn)第15頁(yè)

9、/共29頁(yè)第十五頁(yè)，共30頁(yè)。 在垂直順流(shn li)式熱水采暖系統(tǒng)中，當(dāng)散熱器單側(cè)連接時(shí)，進(jìn)流系數(shù)=1.0；當(dāng)散熱器雙側(cè)連接時(shí)，如果兩側(cè)散熱器支管管徑、長(zhǎng)度、局部阻力系數(shù)都相等，則進(jìn)流系數(shù)=0.5；如果散熱器支管管徑、長(zhǎng)度、局部阻力系數(shù)不相等，進(jìn)流系數(shù)可查圖4-2確定。第16頁(yè)/共29頁(yè)第十六頁(yè)，共30頁(yè)。圖4-2 單管順流(shn li)式散熱器進(jìn)流系數(shù)第17頁(yè)/共29頁(yè)第十七頁(yè)，共30頁(yè)。 跨越式熱水(r shu)采暖系統(tǒng)中，由于一部分直接經(jīng)跨越管流入下層散熱器，散熱器的進(jìn)流系數(shù)取決于散熱器支管、立管，跨越管管徑的組合情況和立管中的流量、流速情況，進(jìn)流系數(shù)可查圖4-3確定。第18頁(yè)/

10、共29頁(yè)第十八頁(yè)，共30頁(yè)。圖4-3 跨越式系統(tǒng)(xtng)中散熱器的進(jìn)流系數(shù)第19頁(yè)/共29頁(yè)第十九頁(yè)，共30頁(yè)。 所謂不等溫降的水力計(jì)算，就是在單管系統(tǒng)中各立管的溫降各不相等的前提下進(jìn)行水力計(jì)算。它以并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力平衡的基本原理進(jìn)行水力計(jì)算。這種計(jì)算方法對(duì)各立管間的流量分配，完全遵守并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力平衡的水力學(xué)規(guī)律(gul)，能使設(shè)計(jì)工況與實(shí)際工況基本一致。 進(jìn)行室內(nèi)熱水采暖系統(tǒng)不等溫降的水力計(jì)算時(shí)，一般從循環(huán)環(huán)路的最遠(yuǎn)立管開始。 （1）首先任意給定最遠(yuǎn)立管的溫降。一般按設(shè)計(jì)溫降增加2-5。由此求出最遠(yuǎn)立管的計(jì)算流量Gj。根據(jù)該立管的流量，選用R(或)值，確定最遠(yuǎn)立管管徑和環(huán)路末端供、回

11、水干管的管徑及相應(yīng)的壓力損失值。 （2）確定環(huán)路最末端的第二根立管的管徑。該立管與上述計(jì)算管段為并聯(lián)管路。根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)的壓力損失P，選定該立管管徑，從而確定通過環(huán)路最末端的第二根立管的計(jì)算流量及其計(jì)算溫度降。 第20頁(yè)/共29頁(yè)第二十頁(yè)，共30頁(yè)。 （3）按照上述方法，由遠(yuǎn)至近，依次確定出該環(huán)路上供、回水(hu shu)干管各管段的管徑及其相應(yīng)附壓力損失以及各立管的管徑、計(jì)算流量和計(jì)算溫度降。 （4）系統(tǒng)中有多個(gè)分支循環(huán)環(huán)路時(shí)，按上述方法計(jì)算各個(gè)分支循環(huán)環(huán)路。計(jì)算得出的各循環(huán)環(huán)路在節(jié)點(diǎn)壓力平衡狀況下的流量總和，一般都不會(huì)等于設(shè)計(jì)要求的總流量，最后需要根據(jù)并聯(lián)環(huán)路流量分配和壓降變化的規(guī)律，對(duì)初步

12、計(jì)算出的各循環(huán)環(huán)路的流量、溫降和壓降進(jìn)行調(diào)整。最后確定各立管散熱器所需的面積。第21頁(yè)/共29頁(yè)第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。 【例題4-1】 確定圖4-5機(jī)械循環(huán)垂直單管順流式熱水采暖系統(tǒng)管路的管徑。熱媒參數(shù)：供水溫度 =95 =70。系統(tǒng)與外網(wǎng)連接。在引入口處外網(wǎng)的供回水壓差為30kPa。圖4-3表示出系統(tǒng)兩個(gè)支路中的一支(y zh)路。散熱器內(nèi)的數(shù)字表示散熱器的熱負(fù)荷。樓層高為3m。gtht第22頁(yè)/共29頁(yè)第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。圖4-4例題4-1的管路(un l)計(jì)算圖第23頁(yè)/共29頁(yè)第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。 【例題4-3】 確定圖4-2機(jī)械循環(huán)垂直單管順流同程式熱水采暖系統(tǒng)管路的管徑。熱媒參

13、數(shù)：供水溫度 =95， =70。系統(tǒng)與外網(wǎng)連接。采用允許流速法計(jì)算。散熱器內(nèi)的數(shù)字表示散熱器的熱負(fù)荷。 gtht第24頁(yè)/共29頁(yè)第二十四頁(yè)，共30頁(yè)。圖4-2 同程式系統(tǒng)(xtng)管路系統(tǒng)(xtng)圖第25頁(yè)/共29頁(yè)第二十五頁(yè)，共30頁(yè)。圖4-3 同程式系統(tǒng)的管路(un l)壓力平衡分析圖 第26頁(yè)/共29頁(yè)第二十六頁(yè)，共30頁(yè)。 本單元介紹了熱水采暖系統(tǒng)水力(shul)計(jì)算的基本原理 ，采暖系統(tǒng)水力(shul)計(jì)算的任務(wù)和方法 ，機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的水力(shul)計(jì)算。 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)重點(diǎn)掌握機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)水力(shul)計(jì)算的方法、步驟；資料的收集、參數(shù)的選擇、常用的水力(shul)計(jì)算圖表的運(yùn)用，可結(jié)合供熱課程設(shè)計(jì)進(jìn)行熱水采暖系統(tǒng)的水力(shul)計(jì)算訓(xùn)練，以達(dá)到學(xué)以致用的目的。第27頁(yè)/共29頁(yè)第二十七頁(yè)，共30頁(yè)。第28頁(yè)/共29頁(yè)第二十八頁(yè)，共30頁(yè)。謝謝您的觀看(gunkn)！第29頁(yè)/共29頁(yè)第二十九頁(yè)，共30頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)目 錄