试谈热水网路的水力计算与水压图(ppt 65页).ppt

第九章热水网络水力计算与水压图，能源与安全工程学院成剑林，本章的重点与难点，热水网络水力计算的基本公式。 水压图的基本概念。 热水网络水力计算水压图的制作。 热水网络水力计算的主要任务是：1.根据已知载热流量和压力损失确定管道直径2 .根据已知载热流量和管道直径计算管道压力损失3 .根据已知管道直径和容许压力损失计算或验证管道中的流量。 热水网络水力计算的主要目的是： (1)根据热水网络水力计算结果，制作热水供应管网的水压图。 确定热水供应系统的最佳运行情况。 (2)根据热水管网的水压图，合理选择用户系统和热水管网的连接方式和用户入口装置。 (3)根据热水网络的水力计算结果，合理选择热水供热系统循环泵的流量和扬程。 (4)根据供热管网水压图，合理选择辅助泵和中继加压泵。 第一节热水网络水力计算的基本公式，九、一，每米长的沿路损耗，管径与水流量的关系，热水网络水流速度大于0.5m/s，流动状态处于阻力平方区，有：可代入上式：为简化计算，通常采用水力计算图表计算，九、一、 不同当量的绝对粗糙度修正比摩阻，密度不同修正速度和比摩阻，热水网络局部损失：当量长度：当量长度修正：九，一，修正比摩阻修正速度修正管径修正当量长度，九，一，当量长度法进行水力计算时，热水网络中管段的总压力降： 进行估算时的局部阻力的当量长度可以按管路的实际长度的百分比计算，九、一、二节温水网络水力计算方法和例题、九、二、温水网络水力计算方法和步骤1 .决定温水网络中各段的计算流量的供热管的各段的计算流量， 该段负责的每个用户的设计流量之和，其中，段的计算流量用于确定每个段的直径以及其电阻损耗。 热水网络的热水用户很多，各用户的供暖时间不同。 因此，决定温水网络的干线、支线的计算流量时也存在差异。 一般情况下，热水网络主线的计算流量以热水供给的平均时间热负荷计算的热水网络支线的计算流量，如果用户有储水箱，则没有以平均时间的热负荷计算的储水箱的用户以最大时间的热负荷计算。 热水网采用质量-量调节时，应采用各种热负荷不同室温下网络总流量曲线叠加的最大流量值作为设计流量。 热水网有夏季制冷热负荷时，计算制热期和制冷期的热水网络流量，将较大的值作为热水网络的设计流量。 九、二、热水网络水力计算的方法和程序，二.确定热水网络的主干线及其沿道比摩阻力。 热水网络的水力计算由主干线计算。 网络中平均小于磨损阻力的管线称为主干线。 一般来说，热水网络的各用户要求预约的作用压差大致相等，因此通常从热源到最远的用户的管线是干线。 九、二、热水网络水力计算的方法和程序，主干线的平均比摩阻r值，对管网整体管径的确定起着决定性的作用。 热水网络干线的比摩阻力通常由技术经济分析的方法决定。 由式(8-2)可知，管段通过能力一定时，管段的比摩阻与管直径d的5.25次方成反比。 也就是说，管径增大时，该管段的比摩阻力减小，比摩阻力减小时，温水网络的阻力损失减小，因此循环泵的电力减少，正常运转费用也减少。 但是，供热管道直径增大的话，供热管网的建设投资就会增加。 九、二、热水网络水力计算的方法和程序，选择的r值越大，热媒流速越高，所需管径越小，管网建设投资和热损失越小，但网络循环泵建设投资和功耗增加。应该指出，如果将比摩阻r的值加倍，供热管的管径d只会减少12%，但电费会增加100%。 同时，电阻率r值的大小不仅影响供热管网的建设投资和运行费用，还影响供热管网水力状况的稳定性。 当比摩阻r的值变大时，供热管网的水力稳定性降低。 九、二、热水网络水力计算的方法和程序，三.根据网络干线各管段的计算流量和初步选择的平均电阻率r值，确定干线各管段的标准管径和相应的实际电阻率。 4 .以所选择的标准管径和管段的局部电阻的形式调查表，确定各管段的局部电阻的当量长度的合计和管段的换算长度。九、二、热水网络水力计算的方法和程序，五.根据管段换算长度和表格调查的比摩阻，计算干线各管段的总比降。 6 .主干线水力计算完毕后，可进行热水网络干线、支线等水力计算。 九、二、三节水压力图的基本概念，由室内热水供暖系统和热水网络水力计算的描述可知，水力计算只能确定热水管道各段的压力损失(压差)值，但热水管道各点的压力(压子)值不能确定。九、三、第三节水压力图的基本概念、九、三、伯努利方程式：一.可利用水压曲线确定管道中哪一点的压力(压头)值。 2 .可表示部位各段的压力损失值。 3 .水压曲线的梯度可决定管段每单位管长的平均压降大小。 4 .如果管道上任意点的压力已知或固定，则管道中其他点的压力也已知或固定。 九、三、设有室内热水供暖的水压图、机械循环热水供暖系统(图9-4 )，膨胀罐1与循环泵2的入口侧o点连接。 利用上述方法，即将基准面设为o-o，纵轴表示供暖系统的高度和压力管道水头的高度，横轴表示供暖系统的水平干线的管路计算长度，可在该坐标系内绘制供暖系统的供给、水管的水压曲线和纵剖面图。 该图构成了室内热水供暖系统的水压图。 九、三、室内热水供暖水压图，九、三、膨胀箱水位高度为j-j。 如果系统不考虑漏水和加热时水膨胀的影响，认为系统已经处于稳定状况，没有变化，因此在循环泵运转时，膨胀罐的水位不变。 o点的压头(压力)等于Hj(mH2O )。室内热水采暖水压图，九、三，系统不运行或系统循环泵停止运行时，系统中各点的能量值相等，系统整体水压曲线呈水平线。 各点压力管水头相等，其值为Hjo。 但是，系统中各点的压力值不一定相等，系统中的a、b、c、d、e和o点的压头分别为HjA、HjB、HjC、HjD、HjE和Hjo(mH2O )。 系统停止时的水压曲线称为静水压曲线。室内热水供暖的水压图、九、三、系统运转时，由于循环泵驱动水在系统中循环，因此a点的压力管水头必定高于o点的压力管水头，其差为管段OA的压力损失值，因此能够确定a点。 根据系统水力计算结果和运转时的实际压力损失，同样可以决定b、c、d、e各点的压力管水头高度，即b、c、d、e各点在纵轴上的位置。 室内热水采暖的水压图，九、三、HAj线表示冷凝水干管的水压曲线，线d、c、b表示供水干管的水压曲线。 系统运行时的水压曲线称为动水压曲线。 HBA水流通过立管BA的压力损失HDCB的水流在供水管中流动的压力损失HED从循环泵出口侧到锅炉出口段的压力损失HjE循环泵的扬程。室内热水供暖的水压图，九、三、HAj线表示冷凝水干管的水压曲线，线d、c、b表示供水干管的水压曲线。 系统运行时的水压曲线称为动水压曲线。HBA水流通过立管BA的压力损失HDCB的水流流过供水管的压力损失HED从循环泵出口侧到锅炉出口段的压力损失HjE循环泵的扬程。 室内热水采暖的水压图、九、三、膨胀罐连接到热水采暖系统的供水干线管上后，系统整体的压力下降。 同时，供暖系统水平给水干管过长，阻力损失大，干管可能产生负压。热水(供暖)系统的水压曲线的位置取决于定压装置对系统施加的压力的大小和定压点的位置。 室内热水供暖的水压图，采用膨胀罐定压的系统各点的压力取决于膨胀罐的设置高度和膨胀管与系统的连接位置。 从安全观点出发，在机械循环热水供暖系统中，将膨胀箱的膨胀管与循环泵吸入口侧的冷凝水干管连接。 九、三、四节热水网络水压图通过绘制热水网络水压图，确定全面反映和实现热水网络和各热需求者压力状况的技术措施。 九、四、一、热水网络压力状况的基本技术要求不是(1)超压。 在与热水网络直接连接的用户系统中，在系统内的任何方面都必须保证实际压力不超过该用户系统用热设备和配管部件受到的允许压力。 一般采暖用户系统使用的国产柱形铸铁散热器的受压能力为4105Pa(40mH2O )。 因此，作用于该用户系统最下面的散热器的压力在网络运行或停止时不应超过4105Pa。 九、四、一、热水网络压力状况的基本技术要求，二)不汽化。 在水温超过100的高温水供水管道和用户系统中，热介质压力不会低于该水温下的气化压力。 从驾驶安全的观点出发，热网规范规定，为了防止高温水的气化，不仅要满足上述要求，还必须具有3050kPa的馀量。九、四、一、热水网络压力状况的基本技术要求，(3)不能为空。 与热水网络直接连接的用户系统无论系统是否运行，用户系统的自来水出口的压力都必须高于用户系统的供水高度。 系统吸入空气，不破坏正常运行和管道。 净回水管内任何点的压力都必须高于大气压力，高于50kPa以上。 九、四、一、热水网络压力状况的基本技术要求，(4)为用户提供充足的资金压力。 在热水网络的火力站和用户入口，为了保证用户的系统流量，热站和用户的系统必须满足克服内阻所需的压力头，必须有足够的资金差异。 (5)热水网络的水管内的压力应至少高于大气压力50kPa，以免吸入空气。 九、四、二、制作热水网水压图的步骤和方法，一、以网络循环泵中心线高度(或其他方便高度)为基准面，按一定比例尺制作高程刻度。 2 .选择静水压曲线的位置。 3、选择回水管动水压曲线的位置。 4、选择供水管动水压曲线的位置。 以九、四、一、基准面、一、网络循环泵中心线高度(或其他方便高度)为基准面，按一定比例尺标高。 根据网络上的每个点和每个用户从热源出口沿管道计算的距离，o-x轴上的相应点显示网络相对于基准面的水平和房屋高度。 每个点的网络高度连接线是一条阴影线，表示沿管线的纵断面。 九、四、二、静水压曲线的位置，静水压曲线是净循环泵停止时网上各点压力管水头的连接线。 此时，网络各点的压力管道水头相等，这就是水平的直线。 静水压曲线的高度必须满足以下技术要求。九、四、二、静水压曲线的位置；(一)在直接连接热水网络的采暖用户系统内，基础散热器承受的静水压不得超过散热器的容许压力。 (2)热水网络和与其直接连接的用户系统，不会发生气化和跌倒。所谓“不气化”，是指静水压力线的高度必须大于其温度下对应的热介质气化压力，还有25mH2O的馀量。 “不变空”是指静水压线的高度不低于外部网直接连接的用户系统的充水高度，有25mH2O的馀量。 九、四、热水网络水力计算和水压图、九、四、二、静水压曲线的位置、网络供应、回水温度假设为120/70。 用户1、2采用低温水暖，用户3、4直接采用高温水暖。 使用者1、3、4层的高度为17m，使用者2为高层建筑，层的高度为30m。 九、四、二、静水压曲线的位置，方案一：四个用户均采用直接连接，保证所有用户都满足“不倒”的条件，静水压曲线高度不低于39m (用户2处海拔30m，再加上3m的安全馀量)，静水压线39m高度不低于用户1、3、4 这将使许多用户间接连接，增加基础设施投资费用。 九、四、二、静水压曲线的位置，方案二：用户2采用间接连接时，系统高温水可达到的最高点在用户4的顶部，4 标高为15m，保证高温水不汽化，在110水的汽化压力4.6mH2O的基础上，加上35mH2O的安全馀量(防止压力变动)，静水压线的这样，即使网络循环泵停止，所有用户也不会跌倒，不会气化，基础散热器也不会超过4bar的允许压力。 除了用户2之外，其他用户系统可以采用比较简单、低成本的直接连接方案。 静水压线的位置由系统采用的恒压系统保证。 九、四、二、静水压曲线的位置，目前国内供热水系统最常用的定压方式是采用高水箱定压或补给泵定压。 多数情况下，将静态压力线的位置高度作为热水供应系统的定压点的压力，热水供应系统的定压点设置在循环泵的吸入端。 在这种情况下，从循环泵的吸入端开始，描绘供热水管网的复水管的动态压力线。 画供水管的动态压力线很方便。九、四、三、动水压曲线的位置；(1)上述网络传热介质压力应满足的技术要求中，根据第三条和第四条的规定，多水管动水压曲线不能倒下所有直接连接的用户系统，网络上任何点的压力都不能低于50KPa(5mH2O )的要求。 这是控制复水管动水压曲线最低位置的要求。 (二)符合上述基本技术要求的第一条规定。 这是控制复水管动水压曲线最高位置的要求。九、四、三、动水压曲线的位置、供水管动水压曲线的位置应当满足以下要求： (1)网络供水干管和直接与网络相连的用户系统供水管中，任何一点都不应气化。 (2)在网络上的任何地方，用户的导入口和热水供应、水管之间的资金差压都可以满足用户的导入口和热水所要求的循环压力。 九、四、三、动水压曲线的位置将压力点的位置设定在网络循环泵的吸入端，复水管动水压线均高于静水压线j-j，因此供水管内的热水不会气化。 因为网络供给、水管之间的资金压差在网络末端最小，所以只要选择网络末端的用户入口和火力站所要求的压力头，就可以确定网络供水主干线末端的动水压线的水位高度。 根据给水干线管的平均比压降或热网给水干线管的水力计算结果，可以绘制给水干线管的动水压曲线。 九、四、三、动水压曲线的位置假设最终用户4的资金差压为10H2O，供水干管动水压曲线的最终c点海拔为35 10=45m，供水干管总压力损失与冷凝水干管相等，即10mH2O，在热源出口d点，供水干管动水压曲线的海拔为45 12=57m。九、四、四、四、四、确定热源内部的压力损失，水压图中e点和d点的台阶为热源内部的压力损失，在该例子中，假设为15mH2O，则e点标高为57 15=72m，能够确定供水主干