04第四章-热水供暖系统的水力计算PPT课件.ppt

第四章室内热水供暖系统的水力计算 1 教学目的 掌握水力计算方法教学重点 机械循环热水供暖系统管路的水力计算教学难点 阻力平衡 2 室内热水供暖系统通过进行水力计算可以确定系统中各管段的管径 使进入各管段的流量和进入散热器的流量符合要求 进而确定各管路系统的阻力损失 水力计算应在确定了系统形式 管路布置及散热器选择计算后进行 水力计算是供暖系统设计计算的重要组成部分 也是设计中的一个难点 3 4 1热水供暖系统管路水力计算的基本原理 4 热水供暖系统进行管路水力计算的目的 是保证系统中各管段的水流量符合设计要求 以保证流进各散热器的水流量符合需要 当流体沿管道流动时 由于流体分子间及其与管壁间的摩擦 就要损失能量 而当流体流过管道的一些附件 如阀门 弯头 三通 散热器等 时 由于流动方向或速度的改变 产生局部旋涡和撞击 也要损失能量 前者称为沿程损失 后者称为局部损失 一 热水供暖系统管路水力计算的基本公式 5 P Py Pj Rl PjPa P 计算管段的压力损失 Pa Py 计算管段的沿程损失 Pa Pj 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 基本公式 6 在管路的水力计算中 通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段 任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的 7 每米管长的沿程损失 比摩阻 R 1 沿程损失的计算 8 热媒在管道内流动的摩擦阻力系数 值取决于管内热媒的流动状态和管壁的粗糙程度 9 雷诺数 层流 紊流 Re 2320 Re 2320 水力光滑区 过渡区 阻力平方区 10 层流 Re 2320 在热水供暖系统中很少遇到层流状态 仅在自然循环热水供暖系统的个别水流量很小 管径很小的管段内 才会遇到层流的流动状态 11 紊流 Re 2320 水力光滑区 摩擦阻力系数 值用布拉修斯公式计算 在4000 100000范围内 布拉修斯公式能给出相当准确的数值 12 紊流 Re 2320 过渡区 流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙区 阻力平方区 的一个区域称为过渡区 过渡区的摩擦阻力系数 值 可用洛巴耶夫公式来计算 过渡区的范围 11 Re 445 13 紊流 Re 2320 阻力平方区 阻力平方区 在此区域内 摩擦阻力系数 值仅取决于管壁的相对粗糙度 粗糙管区的摩擦阻力系数 值 可用尼古拉兹公式计算 对于管径大于或等于40mm的管子 用希弗林松推荐的更为简单的计算公式也可以得出很接近的数值 14 推荐K值 管壁的当量粗糙度K值与管子的使用状况 流体对管壁的腐蚀和沉积水垢等状况 和管子的使用时间等因素有关 热水供暖系统中很少遇到层流状态 根据运行实践积累的资料 目前推荐采用下面的数值 对室内热水供暖系统管路 K 0 2mm 对室外热水管路 K 0 5mm 15 根据过渡区范围的判别式和推荐使用的当量绝对粗糙度K 下表列出水温为60 90 时相应K 0 2mm和K 0 5mm条件下的过渡区临界速度v1和v2值 过渡区的临界速度 16 从上表可见 当K 0 2mm时 过渡区的临界速度为v1 0 026m s v2 1 066m s 在设计热水供暖系统时 管段内的流速通常都不会超过v2值 也不大可能低于v1值 因此 热水在室内热水供暖系统管路内的流动状态 几乎都是处于过渡区内 室外热水网路 K 0 5mm 设计都采用较高的流速 流速常大于0 5m s 因此 水在热水网路中的流动状态 大多处于阻力平方区内 17 热媒流速与流量的关系 18 在给定某一水温和流动状态条件下 上式的 值和 值是已知值 管路水力计算基本公式可以表示为R f d G 的函数式 只要已知R G d中的任意两数 就可确定第三个数值 附录表4 1给出室内热水供暖系统的管路水力计算表 利用水力计算表进行水力计算 可大大减轻计算工作量 根据水力计算表查出的比摩阻R值 再根据管段的长度L 则可求出沿程损失 19 2 局部损失的计算 水流过管道的附件 如阀门 弯头 三通等 的局部阻力系数 用实验方法确定 查附录表4 2 附录表4 3给出了热水供暖系统局部阻力系数 1时的局部阻力 P 20 3 压力损失计算 分别求出系统中各管段的沿程损失和局部损失后 两者之和就是该管段的总压力损失 21 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 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 将管段的沿程损失转变为局部损失来计算 当量长度法 将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来计算 22 用于有标准连接图式的系统 用于室外热网 23 1 当量局部阻力法 设管段的沿程损失相当于某一局部损失 Pj 则 当量局部阻力系数 24 若已知管段的流量为G kg h 根据流量与流速的关系式 管段的总压力损失 P为 管段的折算局部阻力系数 25 附录表4 4列出了当水的平均温度t 60 相应水的密度为 983 248kg m3时 各种不同管径的A值和 d值 附录表4 5给出了按照上式编制的水力计算表 供暖系统的不同形式中 摩擦损失与局部损失的比例分配见附录表4 8 26 在工程设计中 对常用的垂直单管顺流式系统 由于整根立管与干管 支管以及支管与散热器的连接方式 在施工规范中都规定了标准的连接图示 因此 为了简化立管水力计算 也可以将由许多管段组成的一根立管视为一根管段 根据不同情况 给出整根立管的值 具体见附录表4 6 4 7 27 2 当量长度法 设某一管段的总局部阻力系数为 设它的压力损失相当于流经管段ld米长度的沿程损失 则 管段中局部阻力的当量长度 m 28 水力计算的基本公式可以表示为 管段的折算长度 m 当量长度法一般多用在室外热力管路的水力计算上 29 三 水力计算的主要任务和方法 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 这种水力计算 一般用于已知各管段的流量和选定的比摩阻值或流速值计算环路的压力损失 Case1 G Pd 设计计算 30 已知系统各管段的流量和各管段的管径 确定系统的循环作用压力 这种水力计算 常用于校核计算 检查循环水泵扬程是否满足要求 已知系统各管段的管径和系统的循环作用压力 确定各管段的流量 这种情况的水力计算 就是对已有的热水供暖系统 在管段作用压头已知时 校核各管段通过的水流量 Case3 d PG 校核管段流量 Case2 G d P 校核循环水泵扬程 31 四 水力计算中应注意的几点 热水供暖系统的循环作用压力系统循环水泵的扬程 自然循环作用压力 包括管道内水冷却产生的自然循环作用压力和散热器中水冷却产生的自然循环作用压力 32 系统作用压力应消耗在克服系统管路阻力并留有一定的储备压力 民规2012 33 热水供暖系统最不利环路与各并联环路 不包括共同段 的计算压力损失的相对差额 不应大于15 由于管径限制 若不平衡率较大时 自动调节流量来实现阻力平衡 由此产生流量偏大或偏小 从而偏离设计流量而出现水力失调及热力失调 34 热水供暖系统水力计算应从最不利环路开始 最不利环路的确定 热水供暖系统的最不利环路是指比摩阻最小的环路 一般为最远立管环路 最不利环路比摩阻的计算与取值最不利循环环路每米管长的沿程阻力可由下式计算 P 最不利环路或分支环路的循环作用压力 Pa l 最不利环路或分支环路的管路总长度 m 沿程损失占总压力损失的百分数 附录表4 8 一般取50 35 选择适当的比摩阻Rpj值是一个技术经济问题 如果选用较大的Rpj值 则管径可减小 当流量一定 但系统的压力损失增加 循环水泵的扬程增大 电能消耗增大 但初投资减小 如果选用较小的Rpj值 则管径可增大 系统的阻力减小 运行泵费用减小 但初投资增大 所以全面考虑Rpj值的选取具有一定的经济意义和技术意义 为了各循环环路易于平衡 最不利环路的比摩阻Rpj 一般取60 120Pa m 36 近立管环路限定流速 实际计算时 为了平衡各并联环路压力损失 尽量提高近环路分支管段的R值 流速增大 局部构件产生抽吸作用 或产生旋涡 噪声 暖通规范 规定 最大允许的水流速度不应大于下列数值 民用建筑1 5m s 生产厂房的辅助建筑物2m s 生产厂房3m s 供暖系统供水干管的末端 回水干管的始端d 20mm 37 资用压力是系统在该入户处所能提供的循环压力 即供回水管道的压力差 它是由供热部门供热系统循环泵的扬程大小决定的 也就是外网提供的循环压力 双管系统如果外网提供的压力大于资用压力 就要设置高阻调节的两通阀 单管系统如果外网提供的压力大于资用压力 就要设置低阻调节的调节阀 一般来说 某一管段的沿程阻力和局部阻力之和都可以叫做资用压力 资用压力是可以利用的压力 也就是系统所必须提供给用户的克服各种阻力 系统中流体流动阻力 的压力 38 划分管段 给定d1 d2 求总损失 结束 是 否 根据 确定最不利环路 已知各管段的流量和系统的循环作用压力 确定各管段的管径 重力循环系统设计 余压10 沿程损失占总损失的估算百分比附录4 8 计算作用压力和Rpj 对于不同的水力计算任务 最不利环路的计算步骤不同 39 划分管段 给定d1 d2 求总损失 校核入口压力多余压力在入口处克服掉 根据推荐的比摩阻 确定最不利环路 已知各管段的流量和系统的循环作用压力 确定各管段的管径 系统由外网集中供热 40 划分管段 给定d1 d2 求总损失 选择动力设备 根据推荐的比摩阻 确定最不利环路 已知各管段的流量 确定各管段的管径和系统的动力设备 机械循环 非集中供热 41 划分管段 计算流速v1 v2 求总损失 校核原泵 确定最不利环路 求循环动力 已知各管段的流量和管径 确定系统所需的循环作用压力 校核水泵 42 计算各分支管路 计算分支管路的资用压力 给定分支管路d d 计算分支管路总损失 结束 是 否 根据 在允许不平衡率范围内 一般为 15 根据并联管路损失相等 43 4 2重力 自然 循环双管供暖系统管路的水力计算方法和例题 44 重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压力的计算公式 P 重力循环系统中 水在散热器内冷却所产生的作用压力 Pa g 重力加速度 g 9 81m s2 H 所计算的散热器中心与锅炉中心的高差 m 供 回 供回水密度 kg m3 Pf 水在循环环路中冷却的附加作用压力 Pa 通过不同立管和楼层的循环环路的作用压力 Pf值是不同的 按附录表3 2选定 45 重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管底层散热器的循环环路 计算应由此开始 例题4 1 确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径热媒参数 供水温度tg 95 回水温度th 70 锅炉中心距底层散热器中心距离为3m 层高为3m 每组散热器的供水支管上有一截止阀 46 95 70 层高3m 锅炉中心距底层散热器中心3m 47 最不利环路 a b 计算步骤 1 确定最不利环路 在轴侧图上给立管和管段编号 并注明各管段的热负荷和管长 48 2 计算最不利环路I1 1 求通过I1的作用压力 2 求平均比摩阻 3 求各管段流量kg h 计算步骤 continue 49 计算步骤 continue 4 由G Rpj 查水力计算表 得各管段的d R v Ex 管段2 kg h 用内插法算得R 3 39Pa m v 0 08m s 50 计算步骤 continue 5 计算各管段沿程阻力损失 6 计算各管段局部阻力损失 Ex 管段1 51 注意 三通和四通的局部损失列入流量小的管段上 直流三通 旁流三通 分流三通 合流三通 乙字管 Pipeoffset为了延伸与其起始段平行的管线而设计的一种反向曲线形的管件 作用是控制立管水流的速度 排水管应避免轴线偏置 当受条件限制时宜用乙字管 当采用同层排水 集水器时 集水器与立管连接部位 上 下两处 均应设乙字管 52 a 括弯 b 乙字弯 53 热水立管与横管连接时 为避免管道伸缩应力破坏管网 应采用乙字弯的连接方式 54 乙字弯 55 括弯 56 计算步骤 continue 5 计算各管段沿程阻力损失 6 计算各管段局部阻力损失 7 计算环路总压力损失 8 计算富裕压力 要求在 10 57 立管 1 a b 立管 2 a b 3 计算I2环路 计算步骤 continue 58 3 计算I2环路 1 求通过I2的作用压力 2 求通过I2环路的管径 管段16 15与14 1并联 由节点压力平衡得 a 求Rpj 计算步骤 continue 59 2 1 16 15 14 1 1 16 计算步骤 continue 60 b 确定管段15 16的d R v 3 求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率 在允许范围之内 要求在 15 以内 计算步骤 continue 61 4 计算I3环路 管段15 17 18与13 14 1并联 不平衡率x13超过15 但管段17 18已选用最小管径 剩余压力用第三层散热器支管的阀门消除 计算各管段流量Gi 根据Gi Rpj查附录4 1选管径 同时记录R v值 要求在 15 以内 计算并联管路的不平衡率 计算步骤 continue 62 2 1 16 16 1 1 3 18 17 18 15 14 13 计算步骤 continue 63 5 确定通过立管II各层环路各管段的管径 1 计算通过II1的作用压力 选取管径 进行阻力计算 计算步骤 continue 2 计算并联分支管路的平均比摩阻 19 23 3 计算各管段流量Gi 4 根据Gi Rpj查附录4 1选管径 同时记录R v值 5 计算并联管路的不平衡率 不平衡率在 15 内 否则调整管径 64 管段19 23与12 14 1 2并联 由节点压力平衡可得 65 2 由节点压力平衡原理 计算II2及II3 6 依次计算其它立管 计算步骤 continue 66 计算思路总结 重力双管 1 确定最不利环路 2 计算最不利环路I1 3 计算I2环路 并考察I2与I1的不平衡率 for垂直失调 4 同理完成I3 In环路的计算 5 同理 由一层至三层计算立管II 并考察各层的不平衡率以及立管II与立管I的不平衡率 for水平失调 67 计算方法总结 continue 对某一环路的计算步骤 1 求管段流量 kg h 2 求作用压力和平均比摩阻 3 查水力计算表 得实际管径及对应的R v 对并联管段不平衡率的计算方法 4 计算实际的压力损失 注 资用压力由并联环路节点压降相等原理计算 68 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 69 一 机械循环系统水力计算应注意的问题与重力循环系统相比 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 对分户计量水平系统或较大系统可达20 50kPa 由于外网预留压力较大 据此计算出的最不利环路平均比摩阻较大 造成很难与其他环路进行阻力平衡 因此 按推荐的Rpj 60 120选则最不利环路管径 70 机械循环系统循环作用压力的确定 71 考虑水在散热器冷却产生的自然循环作用压力后 资用压力的计算公式 某立管 楼层不同的单管系统某环路 双管系统1 重力循环系统2 3 机械循环系统 72 多选 热水采暖系统的循环作用压力的大小 取决于哪些因素 机械循环提供的作用压力 水在散热器内冷却所产生的作用压力 循环管路中各个附件产生的局部阻力损失 水在循环环路中因管路散热产生的附加作用压力 ABD 73 单选 热水采暖系统设计中有关水的自然作用压力的表述 下列哪一项是错误的 分层布置的水平单管系统 可忽略水在管道中的冷却而产生的自然作用压力影响机械循环双管系统 对水在散热器中冷却而产生的自然作用压力的影响 应采取相应的技术措施机械循环双管系统 对水在管道中冷却而产生的自然作用压力的影响 应采取相应的技术措施机械循环单管系统 如建筑物各部分层数不同 则各立管产生的自然作用压力应计算 C 74 单选 在机械循环双管上供下回式热水采暖系统的表述中 下列哪一项是正确的 系统循环动力主要是重力作用力 此外 还包括水泵作用力系统的作用半径有限 一般总压力损失不得超过10kPa由于水在各层散热器中冷却形成的重力作用力不同 一般会存在竖向失调即使没有良好的调节装置 也可以放心的用于三层以上的建筑物 C 75 热水管道的水力计算方法有等温降和不等温降两种计算方法 本节主要阐述等温降的计算方法 等温降的水力计算方法的特点是设定系统中每根立管的温度降均相等 即供水和回水温度都相同 在各立管耗热量已知的情况下 系统中各管段的流量已事先确定 然后根据流量来选择适当的管径 76 确定如图机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统管路的管径 热媒参数 供水温度tg 95 th 70 系统与外网连接 在引入口处外网的供回水压差为30kPa 图中表示系统两个支路中的一个支路散热器的热负荷 W 楼层高为3m 二 机械循环单管顺流异程式热水供暖系统管路水力计算例题 77 78 单管顺流异程系统水力计算步骤 1 确定最不利环路 2 在轴侧图上给立管和管段编号 并注明各管段的热负荷和管长 按最不利环路编号 3 计算最不利环路各管段管径 最不利环路的平均比摩阻应在60 120Pa m范围 注 引入口处外网的供回水压差较大 为使系统中各环路的压力损失易于平衡 按推荐的经济比摩阻R确定管径 79 80 计算步骤 continue Ex 管段1 kg h R 60 120Pa m 用内插法算出R 116 41Pa m v 0 552m s Pa 闸阀0 5 弯头1 0 查教材P420附录4 3得 81 计算步骤 continue 总压损 同理计算管段2 12 教材P107表4 4 最不利环路 管段1 12 的总压损为8633Pa 而入口处循环作用压力为30kPa 剩余压头用阀门节流 4 计算其它环路各管段管径 82 计算步骤 continue Ex 立管IV 1 求资用压力 立管 与管段6 7并联 注 单管负担层数相同时 可不考虑重力循环作用压力 立管 的资用压力为 P Py Pj 6 7 2719Pa 83 计算步骤 continue 2 求Rp j 3 选管径 计算阻力损失 不平衡率 由G和求得的Rp j 查水力计算表 确定管径DN15 查得v R 求出立管压力损失为2941Pa 与立管 的不平衡率为 在 15 以内 满足要求 84 计算步骤 continue 立管III 与管段5 8并联 同理 其资用压力 P Py Pj 5 8 2719Pa 85 通过机械循环系统水力计算 例题4 2 结果 可以看出 例题4 1与例题4 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得多 系统的管径就细很多 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4 2中 立管 的不平衡百分率都超过 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 否则在例题4 2的异程式系统必然会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 86 解决水平失调的方法 阀门调节剩余压力 最好是调节阀 或调压孔板 散热器温控阀或与调节阀配合使用 供回水干管采用同程式布置 异程系统 采用 不等温降 法进行水力计算 异程系统 采用首先计算最近立管环路的方法 可能增大系统许多管段的管径 87 三 散热器的进流系数 Gl Gs 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 88 散热器的进流系数 Gl Gs 89 考虑到 热负荷不同造成的重力循环作用压力较小 忽略其影响 实际工程中 两侧管道材质和管径相同 实际计算 散热器进流系数的推导 由并联环路节点压力平衡 得 1 2 若d1 d2 且摩擦阻力系数近似相等 则 90 1 2 式 可改写成 91 case1 单管顺流系统 散热器单侧连接 1 双侧连接 且支管管径及管长相等 0 5 双侧连接 且支管管径及管长不等 当 1 4时 近似认为进流系数 0 5 92 case2 单管跨越式系统 对于跨越式系统 立管中部分水量流过跨越管段 只有部分水量进入一侧或两侧散热器 通过跨越管段的水没有被冷却 它与散热器平均水温不同而引起重力循环附加作用压力 它要比顺流式系统大一些 通常根据实验方法确定进流系数 实验表明 跨越式系统散热器的进流系数与散热器支管 立管和跨越管的管径组合情况以及立管中的流量或流速有关 93 case2 单管跨越式系统 94 四 机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算例题 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的应用 其计算步骤如下 计算通过最远立管的环路 与异程式系统最不利环路的计算方法相同 来确定各个管段的管径及其阻力损失 并验算热力人口处的富裕压力 95 用同样方法 计算通过最近立管的环路 求最近立管与最远立管环路的阻力损失不平衡率 并调整相应管径 使其在 5 以内 绘制系统干管压力和阻力损失平衡图 并计算出其余干管的资用压力 确定其它立管管径 求各立管的不平衡率 不平衡率应在10 以内 96 例题 确定如图机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统管路的管径 热媒参数 供水温度tg 95 回水温度th 70 系统与外网连接 在引入口处外网的供回水压差为30kPa 散热器内的数字表示散热器的热负荷 楼层高为3m 97 98 计算步骤 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 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 99 4 根据水力计算结果 用图表示出系统的总压力损失及各立管的供 回水节点间的资用压力值 立管 的资用压力应等于入口处供水管起点 通过最近立管环路到回水干管管段13末端的压力损失 减去供水管起点到供水干管管段5末端的压力损失的差值 亦即等于6461 4359 2102Pa 其它立管的资用压力确定方法相同 100 计算步骤 5 确定其它立管的管径 根据各立管的资用压力和立管各管段的流量 选用合适的立管管径 6 求各立管的不平衡率 根据立管的资用压力和立管的计算压力损失 求各立管的不平衡率 不平衡率应在 10 以内 101 102 103 104 105 结论 同程式系统的管道金属耗量虽然多于异程式 但它可以通过调整供回水干管各管段的压力损失来满足立管间不平衡率要求 106 同程式系统水力失调的特点 中间立管欠热 中间用户的资用压力小于近端和远端用户的资用压力若供水干管 回水干管管径相同 则失调时的水压图为 107 注意 若个别立管供 回水节点间的资用压力过小或过大 表明设计不合理 应适当改变个别供回水干管管径 使其易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求 各立管资用压力值不要变化太大 以便于合理选择各立管管径 水力计算中 管路系统前半部供水干管的比摩阻 宜选用稍小于回水干管的R值 而管路系统后半部供水干管的R值 宜选用稍大于回水干管的 108 补充不等温降的水力计算 P265 269水力工况原理和分析 109 由 PLQ t每个立管的温降都相等 d 等温降水力计算的思路 110 等温降水力计算有何缺陷 设每根立管或每个散热器的水温降相等 预先确定流量 111 能否根据实际温降来设计散热器 变温降 前提 各立管温降不相等 思路 选定管径 112 如何确定实际温降 t 原理 并联环路节点间压力平衡 若 P确定 P 给定d 113 不等温降法有何优点 各立管间的流量分配完全遵守并联环路节点压力平衡的水力学规律 能使设计工况与实际工况基本一致 从设计角度解决系统的水平失调现象 114 一 热水管路阻力数的计算 管路的阻力数表示当管段通过单位流量时的压力损失值 115 层流 紊流 Re 2320 Re 2320 水力光滑区 过渡区 室内 阻力平方区 室外 在已知水温参数下 各管段的阻力数只和管段的管径d 长度li 管道内壁当量绝对粗糙度K以及管段局部阻力当量长度ld有关 即各管段的阻力数仅取决于管段本身 不随流量变化 116 1 串联管路 串联管路的总阻力数为各串联管段阻力数之和 117 2 并联管路 通导数 a 并联管段的总通导数为各并联管段通导数之和 118 在并联管路上 各分支管段的流量分配与其通导数成正比 119 120 初算 给定温差 t 计算流量G 选定管径d 计算损失 p 计算其资用压力 选择管径 查 zh 附录4 7 计算 p 根据管径 p 确定流量 附录4 5 计算该立管的温降 t 求平均比摩阻 计算最远立管 计算供回水干管管段 计算倒数第2根立管 确定最不利环路 计算出系统的总流量G右和压降 p右 计算流量 根据R选择管径 计算折合阻力系数 计算损失 二 不等温降水力计算方法 121 假定分两个系统 3 Q为总立管负荷 4 由于左 右并联 损失相同 按不利工况考虑 取右侧损失为并联后的损失 因此 左侧流量变为 2 假定 1 5 122 调整 1 根据下两式 计算调整后左 右两环路的流量 2 计算流量 温降调整系数 3 确定各并联环路调整后的流量 温降 4 计算左 右并联环路的压力损失 123 确定系统的总压力损失 计算总立 干 管 选择管径 根据流量和管径计算损失 方法同前 124 详细步骤 给定最远立管的温降 一般按设计温降增加2 5 由此求出最远立管的计算流量 根据该立管的流量 选用R 或v 值 确定最远立管管径和环路末端供 回水干管的管径及相应的压力损失值 确定环路最末端的第二根立管的管径 该立管与上述计算管段为并联管路 根据已知节点的压力损失 P 给定该立管管径 从而确定通过环路最末端的第二根立管的计算流量及其计算温度降 125 确定其他立管参数 按照上述方法 由远至近 依次确定出该环路上供 回水干管各管段的管径及其相应的压力损失以及各立管的管径 计算流量和计算温度降 分支环路的压降平衡及流量重新分配 系统中有多个分支循环环路时 计算的流量总和一般都不会等于设计要求的总流量 即两环阻力平衡后的流量和不一定等于系统的设计流量 由此 需要根据并联环路流量分配和压降变化的规律 对初步计算出的各循环环路的流量 温降和压降进行调整 整个水力计算才结束 126 各调整系数 温差调整系数 流量调整系数 压力调整系数 127 最后确定各立管散热器所需的面积 使用不等温降法的前提条件是散热器的传热面积可随意调节 128 设计供回水温度为95 70 用户入口处外网的资用压力为10kPa 采用不等温降法进行水力计算 129 例题 1 求最不利环路的平均比摩阻Rp j Pa m 2 计算立管V 设立管温降为25 5 30 则流量 根据Gv j 参照Rp j 选用立 支管管径为20 15 当量局部阻力法计算压力损失 计算相应的供回水干管管径及压力损失 130 3 计算立管IV a 根据并联环路压力平衡 b 初定管径 求流量 思考 如何选定管径 用等温降法先求一个初步的d 温降不应过多偏离外网的供回水温差 c 由热负荷和计算流量求立管的计算温降 4 按上述步骤由远至近计算其他水平供回水干管和立管最后得出图右侧循环环路初步的计算流量 Gj 1 1196kg h 压力损失 Pj 1 4513Pa 131 5 按同样方法计算图左侧循环环路的管路 图中未画出 现假定同样按不等温降方法进行计算后 得出左侧循环环路的初步计算流量Gj 2 1180kg h 初步计算压力损失 Pj 2 4100Pa 132 6 校核流量右环路的阻力数 左环路的阻力数 将左环计算压力损失按与右侧相同考虑 左环路与右环路平衡时 左环路的压力损失与右环路相等 此时左环路压力损失为 Pj 2 4513Pa 通过左环的阻力数可计算出左环的流量 则左环流量变为1238kg h 则系统初步计算的总流量为 初步计算的总流量为 1238 1196 2434kg h 133 系统设计的总流量为 0 86 Q tg th 0 86 74800 95 70 2573kg h两者不相等 因此 需要进一步调整各循环环路的流量 压降和各立管的温度降 134 7 调整各循环环路的流量 压降和各立管的温降 a 计算各并联环路通导数a 右侧环路 b 计算分配到各环路的流量 根据下式求Gt 1和Gt 2 左侧环路 右侧环路 Gt 1 1 Gzh 1 2 17 8 2573 17 8 18 43 1264kg h左侧环路 Gt 2 2 Gzh 1 2 18 43 2573 17 8 18 43 1309kg h 135 右侧流量调整系数温降调整系数 左侧流量调整系数温降调整系数 c 计算各环路的流量 温降调整系数 右侧环路 流量调整系数 aG 1 Gt 1 Gj 1 1264 1196 1 057温降调整系数 at 1 1 aG 1 1 1 057 0 946左侧环路 流量调整系数 aG 2 Gt 2 Gj 2 1309 1180 1 109温降调整系数 at 2 1 aG 2 1 1 109 0 901 各支路计算流量和温降 调整系数 最终流量和温降 136 d 确定并联环路节点的压力损失值压力损失调整系数 右侧 ap 1 Gt 1 Gj 1 2 aG 12 1 117左侧 ap 2 Gt 2 Gj 2 2 aG 22 1 230调整后左右侧环路节点的压力损失 右侧 Pt 2 11 Pj 1 ap 1 4513 1 117 5041Pa左侧 Pt 2 Pj 2 ap 2 4100 1 230 5043Pa 5041Pa 计算误差 137 138 139 8 确定系统供 回水总管管径及系统的总压力损失并联环路水力计算调整后 最后确定系统供 回水总管管径及系统的总压力损失 供 回水总管1和12的设计流量Gzh 2573kg h 选用管径d 40mm 根据水力计算表的数据 得出 P1 1969 3Pa P12 423 6Pa系统的总压力损失 至此 水力计算全部结束 140 结论 该方法完全遵守节点压力平衡分配流量的规律 计算的结果阻力平衡较好 远立管的温降大 流量小 符合实际 则散热器面积要大 近立管的温降小 流量大 散热器面积应小 计算时应注意流量调整 使总流量 设计流量 141 某机械循环热水供暖系统包括南北两个并联循环环路1和2 系统设计供回水温度为95 70 总热负荷为74800W 水力计算环路1的压力损失为4513Pa 流量为1196kg h 环路2的压力损失为4100Pa 流量为1180kg h 如果采用不等温降方法进行水力计算 环路1最远立管温降30 则实际温降为 142 4 4分户采暖热水供暖系统管路的水力计算原则与方法 143 原理 分户热计量供暖系统水力计算的基本步骤和方法是遵循上述水力计算方法的 但由于增加了调控和计量设备 使之与传统的单 双管系统有所不同 总压力损失应包括两部分 一部分是户内系统的