第3章__液體輸配管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算

1、第3章 液體輸配管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算3-1 計(jì)算例題3-1中各散熱器所在環(huán)路的作用壓力tg=95，tg1=85，tg2=80，tn=70。題3-1解：雙管制：第一層：P1=gh1(h-g)=9.83(977.81-961.92)=467.2Pa 第二層：P2=gh2(h-g)=9.86(977.81-961.92)=934.3Pa 第三層：P3=gh3(h-g)=9.88.5(977.81-961.92)=1323.6Pa單管制：Ph=gh3(tg1-tg)+gh2(tg2-tg1)+gh1(h-g2)=9.88.5(968.65-961.92)+9.86(971.83-968.65)+9.

2、83(977.81-971.83)=923.4Pa3-2 通過(guò)水力計(jì)算確定習(xí)題圖3-2所示重力循環(huán)熱水采暖管網(wǎng)的管徑。圖中立管、各散熱器的熱負(fù)荷與立管相同。只算I、II立管，其余立管只講計(jì)算方法，不作具體計(jì)算，散熱器進(jìn)出水管管長(zhǎng)1.5m，進(jìn)出水支管均有截止閥和乙字彎，沒(méi)根立管和熱源進(jìn)出口設(shè)有閘閥。圖3-2解：P1=gH(H-g)+Pf=9.81(0.5+3)(977.81-961.92)+350=896Pal1=8+10+10+10+10+(8.9-0.5)+1.5+1.5+(0.5+3)+10+10+10+10+8+(8.9+3)=122.8m 水力計(jì)算表管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)

3、D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)11800625.8200.053.1118.025.01.2330.848.8散熱器12.0，截止閥210，90彎頭11.5，合流三通1.512530018213.5320.051.6522.32.51.233.125.4閘閥10.5，直流三通11.0，90彎頭11.03990034110400.072.5825.81.02.252.2528.1直流三通11.041450049910400.115.2152.11.05.985.9858.1直流三通11.051910065710500.082.

4、4224.21.03.143.1427.3直流三通11.06237008159500.113.6028.81.55.989.037.8閘閥10.5，90彎頭20.572370081519.90500.113.6071.62.55.9815.086.6閘閥10.5，90彎頭20.5，直流三通11.081910065710500.082.4224.21.03.143.1427.3直流三通11.091450049910400.115.2152.11.05.985.9858.1直流三通11.010990034110400.072.5825.81.02.252.2528.1直流三通11.01153001

5、8212.8320.051.6521.12.51.233.124.3閘閥10.5，直流三通11.0，90彎11.01233001142.8250.062.888.11.01.771.89.9直流三通11.0Pa，系統(tǒng)作用壓力富裕率，滿足富裕壓力要求，過(guò)剩壓力可以通過(guò)閥門調(diào)節(jié)。立管，第二層P，2=9.816.3(977.81-961.92)+350=1332Pa通過(guò)第二層散熱器的資用壓力：P13，14=1332-896+48.8=485Pa，Rpj=0.5485/5.8=41.8Pa/m管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(P

6、a)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)131500523150.089.9230373.14116146散熱器12，截止閥216，旁流三通21.51435001202.8150.1765.93128.61.014.2214.2143直流三通11.0壓降不平衡率因13、14管均選用最小管徑，剩余壓力只能通過(guò)第二層散熱器支管上的閥門消除。立管，第三層P，3=9.819.1(977.81-961.92)+350=1768Pa資用壓力：P15，16，14=1768-896+48.8+9.9=931Pa管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)

7、P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)15200068.83150.115.2645.8354.9172217散熱器12，截止閥216，90彎頭11.016200068.82.8150.115.2642.71.04.94.948.0直流三通11.0壓降不平衡率 因管段15、16、14已選用最小管徑，剩余壓力通過(guò)散熱器支管的閥門消除。計(jì)算立管，P1=9.813.5(977.81-961.92)+350=896Pa管段17、18、23、24與管段11、12、1、2并聯(lián)立管第一層散熱器使用壓力P,1=24.3+9.9+48.8+25.4=108.4Pa管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(P

8、a/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)171500525.8150.089.957.437.03.08114.0171.4同管段131846001583.5320.051.314.62.01.232.57.1閘閥10.5合流三通11.5232800962.8200.086.6518.61.03.143.1422.0直流三通11.02446001582.8320.051.313.73.01.233.77.4閘閥10.5，直流三通11.0，旁流三通11.5壓降不平衡率 壓降不平衡較大，可適當(dāng)調(diào)整管徑如下。管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R

9、(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)171500525.8200.041.388.025.00.820.028.0散熱器12，截止閥210，90彎11.5，合流三通1.511846001583.5250.0911.038.52.04.08.046.5閘閥10.5合流三通11.5232800962.8250.055.014.01.01.21.215.2直流三通11.02446001582.8250.0911.030.83.04.012.042.8閘閥10.5，直流三通11.0，旁流三通11.5調(diào)整后的壓降不平衡率多余壓力可以通過(guò)閥門調(diào)節(jié)。確定立管第二層散熱

10、器管徑資用壓力P，2=1332-（896-28.0-46.5）=511Pa管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)19130044.73150.067.823.4371.7364.187.5同管62.8150.1637.0103.6112.512.5116.1直流三通11.0壓降不平衡率管段19、20已選用最小管徑，剩余壓力由閥門消除。確定立管第3層散熱器管徑。資用壓力P，3=1768-（896-28.0-15.2）=915Pa管段號(hào)Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)

11、v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)211800623150.0913.641.035.53.9139180散熱器12.0，截止閥216，旁流三通11.5221800622.8150.0913.638.02.53.99.848直流三通11.090彎頭11.5壓降不平衡剩余壓力由閥門消除。第、立管的水力計(jì)算與立管相似，方法為：1）確定通過(guò)底層散熱器的資用壓力；2）確定通過(guò)底層散熱器環(huán)路的管徑和各管段阻力；3）進(jìn)行底層散熱器環(huán)路的阻力平衡校核；4）確定第2層散熱器環(huán)路的管徑和各管段阻力；5）對(duì)第2層散熱器環(huán)路進(jìn)行阻力平衡校核；6）對(duì)第3層散熱器

12、作4）、5）步計(jì)算，校核。3-3 機(jī)械循環(huán)室內(nèi)采暖系統(tǒng)的水力特征和水力計(jì)算方法與重力循環(huán)系統(tǒng)有哪些一致的地方和哪些不同之處？作用壓力不同：重力循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力：雙管系統(tǒng)P=gH(H-g)，單管系統(tǒng)：，總的作用壓力：Pzh=Ph+Pf ；機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力：P+Ph+Pf=Pl，Ph、Pf與P相比可忽略不計(jì)。P=Pl，但在局部并聯(lián)管路中進(jìn)行阻力手段時(shí)需考慮重力作用。計(jì)算方法基本相同：首先確定最不利環(huán)路，確定管徑，然后根據(jù)阻力平衡，確定并聯(lián)支路的管徑，最后作阻力平衡校核。3-4 室外熱水供熱管的水力計(jì)算與室內(nèi)相比有哪些相同之處和不同之處？答：相同之處：（1）計(jì)算的主要任務(wù)相同：按已知的熱煤流

13、量，確定管道的直徑，計(jì)算壓力損失；按已知熱媒流量和管道直徑，計(jì)算管道的壓力損失；按已知管道直徑和允許壓力損失，計(jì)算或校核管道中流量。（2）計(jì)算方法和原理相同：室內(nèi)熱水管網(wǎng)水力計(jì)算的基本原理，對(duì)室外熱水管網(wǎng)是完全適用的。在水力計(jì)算程序上，確定最不利環(huán)路，計(jì)算最不利環(huán)路的壓力損失，對(duì)并聯(lián)支路進(jìn)行阻力平行。不同之處：（1）最不利環(huán)路平均比摩阻范圍不同，室內(nèi)Rpj=60120Pa/m，室外Rpj=40-80Pa/m。 （2）水力計(jì)算圖表不同，因?yàn)槭覂?nèi)管網(wǎng)流動(dòng)大多于紊流過(guò)渡區(qū)，而室外管網(wǎng)流動(dòng)狀況大多處于阻力平方區(qū)。 （3）在局部阻力的處理上不同，室內(nèi)管網(wǎng)局部阻力和沿程阻力分開計(jì)算，而室外管網(wǎng)將局部阻力折

14、算成沿程阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算。 （4）沿程阻力在總阻力中所占比例不同，室內(nèi)可取50%，室外可取6080%。3-5 開式液體管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算與閉式液體管網(wǎng)相比，有哪些相同之處和不同之處？答：從水力特征上看，開式液體管網(wǎng)有進(jìn)出口與大氣相通，而閉式液體管網(wǎng)（除膨脹水箱外）與大氣隔離。因此，開式液體管網(wǎng)的動(dòng)力設(shè)備除了克服管網(wǎng)流動(dòng)阻力外，還要克服進(jìn)出口高差形成的靜水壓力。此外，開式液體管網(wǎng)（如排水管網(wǎng)）中流體可能為多相流，其流態(tài)比閉式管網(wǎng)復(fù)雜；由于使用時(shí)間的不確定性，開式液體管網(wǎng)中流量隨時(shí)間變化較大，而閉式液體管風(fēng)中流量一般比較穩(wěn)定。在水力計(jì)算方法上，開式液體管網(wǎng)的基本原理和方法與閉式管網(wǎng)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。但具體步驟中也有一些差別：（1）動(dòng)力設(shè)備所需克服的阻力項(xiàng)不完全相同，開式管網(wǎng)需考慮高差；（2）管網(wǎng)流量計(jì)算方法不同，閉式管網(wǎng)同時(shí)使用系數(shù)一般取1，而開式管網(wǎng)同時(shí)使用系數(shù)小于1；（3）水力計(jì)算圖表不同；（4）對(duì)局部阻力的處理方式不同，閉式管網(wǎng)通過(guò)局部的阻力系數(shù)和動(dòng)壓求局部損失，而開式管網(wǎng)對(duì)局部阻力一般不作詳細(xì)計(jì)算，僅根據(jù)管網(wǎng)類型采用經(jīng)驗(yàn)的估計(jì)值，局部損失所占比例也小于閉式管網(wǎng)中局部損失所占比例。（5）在并聯(lián)支路阻力平衡處理上，閉式管網(wǎng)強(qiáng)調(diào)阻力平衡校核，而開式管網(wǎng)則對(duì)此要求不嚴(yán)，這是開、閉式管網(wǎng)具體型式的不同造成的，開式管網(wǎng)對(duì)較大的并聯(lián)支路也應(yīng)考慮阻力平衡。3-6