《流体输配管网》第1、2章

1、l 公用设备工程，如通风空调、采暖供热、公用设备工程，如通风空调、采暖供热、燃气供应、建筑给水排水等，需要将流体燃气供应、建筑给水排水等，需要将流体输输送并分配送并分配到各相关设备，或且从各接受点将到各相关设备，或且从各接受点将流体流体收集起来输送收集起来输送到指定点。承担这一切功到指定点。承担这一切功能的管网系统称为能的管网系统称为流体输配管网，流体输配管网，它它包括包括管管道系统、动力系统、调节装置、末端装置道系统、动力系统、调节装置、末端装置及及保证正常工作的保证正常工作的其他附属装置。其他附属装置。l1.1 1.1 气体输配管网类型与装置气体输配管网类型与装置l1.1.1 1.1.1

2、通风空调工程空气输配管网通风空调工程空气输配管网l 1) 通风工程通风工程l主要任务主要任务:是是控制室内空气污染物控制室内空气污染物，保证良，保证良好的室内空气品质，并保护大气环境。通风好的室内空气品质，并保护大气环境。通风工程通过室内外工程通过室内外空气交换空气交换，排除室内的污染，排除室内的污染 空气，将清洁的空气送入室内，使室内空气空气，将清洁的空气送入室内，使室内空气污染物浓度符合卫生标准，满足生产工艺和污染物浓度符合卫生标准，满足生产工艺和人员生活要求。室内外人员生活要求。室内外空气交换空气交换主要由空气主要由空气输配管网输配管网-风管系统承担风管系统承担。l风管系统分类风管系统分

3、类：排风系统排风系统和和送风系统。送风系统。l如图如图1-1-1，在，在风机风机4的动力作用下，的动力作用下，排排风罩风罩（或排风口）（或排风口）1将室内污染空气吸入，将室内污染空气吸入，经经管道管道2送入送入净化设备净化设备3，经净化，经净化l处理达到规定的排放处理达到规定的排放l标准后，通过标准后，通过l风帽风帽5排到排到l室外大气中。室外大气中。l如图如图1-1-2，在，在风机风机3的动力作用下，室外的动力作用下，室外空气进入空气进入新风口新风口1，经进气，经进气处理设备处理设备2处处理后达到理后达到 卫生标准或工艺要求后，由卫生标准或工艺要求后，由风风管管4输送并分配到各输送并分配到各

4、送风口送风口5 ，由风口送，由风口送入室内。入室内。 l 通常通常控热控热送风量送风量 控污控污所要求的通风换所要求的通风换气量。而在室外气象条件恶劣时，如冬、夏季气量。而在室外气象条件恶劣时，如冬、夏季节，节，通风换气通风换气 要消耗要消耗 大量能源大量能源。为了节能，。为了节能，可将一部分室内空气送回到空气处理设备，与可将一部分室内空气送回到空气处理设备，与新风混合新风混合，并经处理后送入房间，从而，并经处理后送入房间，从而减少新减少新风量风量。这部分重复使用的室内空气。这部分重复使用的室内空气称为回风称为回风。l空调工程的空气输配管网组成：空调工程的空气输配管网组成：l送风管道、回风管道

5、送风管道、回风管道 、新风管道、新风管道和和排风管道排风管道。如图如图1-1-3称为一次回风系统（见下屏）。称为一次回风系统（见下屏）。排风量时，可以省去排风管道。排风量时，可以省去排风管道。l二次回风系统二次回风系统中，回风分为两部分。新风中，回风分为两部分。新风先与先与一部分回风一部分回风混合，混合，经热湿处理后，再与另一部经热湿处理后，再与另一部回风混合。回风分两处混合，回风混合。回风分两处混合，比一次混合比一次混合节能节能，但必须按需要分配好两次回风的风量。但必须按需要分配好两次回风的风量。l双风道系统双风道系统采用采用两根送风道两根送风道，一根送，一根送冷风冷风，一，一根送根送热风热

6、风。各房间设混合箱与冷、热风管相连各房间设混合箱与冷、热风管相连。按房间设计要求控制进入各混合箱的冷热风量按房间设计要求控制进入各混合箱的冷热风量比例，使比例，使混合后混合后送入房间的空气状态符合送入房间的空气状态符合满足满足各房间的不同要求各房间的不同要求。输配管网不但要。输配管网不但要保证保证各房各房间要求的间要求的送风量送风量，还需保证各房间不同的冷、，还需保证各房间不同的冷、热风热风混合比例混合比例。l情况变化情况变化，维持室内热环境，维持室内热环境要求的冷热量随要求的冷热量随l之变化之变化。l空调系统空调系统适应变化的适应变化的两种两种基本方法：基本方法：l1）定送风量、变送风状态参

7、数；）定送风量、变送风状态参数；l2）是定送风状态参数，变量送风。）是定送风状态参数，变量送风。l前者前者称为称为定风量系统定风量系统，后者后者称为称为变风量系统变风量系统。变风量变风量通过送风系统的通过送风系统的变风量末端变风量末端来来实现实现。变风量末端装置变风量末端装置有节流型、旁通型和诱导形有节流型、旁通型和诱导形等。等。火灾通过风管蔓延；火灾通过风管蔓延；l排烟阀排烟阀:平时关闭，平时关闭，排烟时全开排烟时全开，排除室内烟，排除室内烟气，主要性能是气，主要性能是全开时的阻力全开时的阻力性能和性能和关闭时关闭时的漏风的漏风性能。性能。l按具体的功能可按具体的功能可分为分为新风口、排风口

8、、送风新风口、排风口、送风口、回风口等。口、回风口等。l新风口新风口将室外清洁空气将室外清洁空气吸入管网吸入管网内；内；排风口排风口将室内空气将室内空气排到室外排到室外；回风口回风口将室内空气将室内空气吸吸入管网入管网内；内；送风口送风口将管网内的空气将管网内的空气送入室内送入室内。控制污染气流的控制污染气流的局部排风罩局部排风罩，从空气输配管，从空气输配管网角度也可视为网角度也可视为类风口类风口，它将污染气流和室，它将污染气流和室内空气吸入排风系统管道，通过排风管道排内空气吸入排风系统管道，通过排风管道排到室外。到室外。新风口、回风口构造新风口、回风口构造比较简单，常比较简单，常用格栅、百叶

9、等形式。用格栅、百叶等形式。排风口排风口为了防止为了防止l处理和热湿处理处理和热湿处理，处理的同时，对空气的流动，处理的同时，对空气的流动也造成也造成阻碍阻碍。常见的有常见的有空气过滤器、表面式换空气过滤器、表面式换热器、喷水室、净化塔热器、喷水室、净化塔等。空气处理设备可集等。空气处理设备可集中设置，也可分散设置，不管集中还是分散，中设置，也可分散设置，不管集中还是分散，它都在所在位置处它都在所在位置处形成形成管网的管网的局部阻力局部阻力。1.1.2 燃气输配管网燃气输配管网 燃气燃气是现代城市是现代城市生活和生产的一种主要能源生活和生产的一种主要能源。燃气输配管网燃气输配管网是城市燃气工程

10、的主要组成部分。是城市燃气工程的主要组成部分。l燃气输配管网组成：燃气输配管网组成：由由分配管道分配管道、用户引入用户引入管管和和室内管道室内管道三部分。三部分。l分配管道分配管道包括包括街区街区和和庭院庭院分配管道，其分配管道，其功能功能是在供区域内将燃气是在供区域内将燃气分配分配给各部门用户。给各部门用户。l用户引入管用户引入管将燃气从将燃气从分配管引到入口处分配管引到入口处的总的总阀门。阀门。l室内燃气管道室内燃气管道由总阀门处将燃气由总阀门处将燃气引向并分配引向并分配到各燃气用具到各燃气用具。l漏气漏气可能导致火灾、爆炸、中毒等可能导致火灾、爆炸、中毒等事故事故，所，所以燃气管道的以燃

11、气管道的气密性特别严格气密性特别严格。管道中压力。管道中压力越高，管道接头脱开或管道本身裂缝的可能越高，管道接头脱开或管道本身裂缝的可能性和危险性也越大。因此，性和危险性也越大。因此，燃气管道需按输燃气管道需按输气压力分级气压力分级。各级对管道材质、安装质量、。各级对管道材质、安装质量、检测标准和运行管理的要求不同。检测标准和运行管理的要求不同。l我国城市燃气管道按我国城市燃气管道按城镇燃气设计规范城镇燃气设计规范（GB50028-93）规定的压力分级如下：）规定的压力分级如下：l1.高压管道：高压管道：压力为压力为0.30.8MPa（3.08.0kgf/cm2）l2.次高压管道：次高压管道：

12、压力为压力为0.150.3MPa（1.53.0kgf/cm2） 4.低压管道：低压管道：小于小于5kPa（500mmH2O）l 居民和小型公共建筑居民和小型公共建筑用户一般用户一般直接直接由由低压管低压管道供气道供气。l 中压和次高压管道中压和次高压管道必须必须通过区域通过区域调压调压室或室或用户专用调压室用户专用调压室才能给城市分配管网中的低才能给城市分配管网中的低压和中压管道供气，或给工厂、大型公共建压和中压管道供气，或给工厂、大型公共建筑用户及锅炉房供气。筑用户及锅炉房供气。l 一般由城市一般由城市高压管道构成大城市燃气输配高压管道构成大城市燃气输配管网的外环环网管网的外环环网。高压燃气

13、必须通过。高压燃气必须通过调压后调压后才能送入次高压或中压管道才能送入次高压或中压管道，送入高压贮气，送入高压贮气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂。罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂。l应连成环状管网应连成环状管网。分期建设分期建设的，初建时也可以是半的，初建时也可以是半环形或枝状管网，但应逐步构成环状管网。环形或枝状管网，但应逐步构成环状管网。l城市城市燃气输配管网燃气输配管网根据所采用的根据所采用的压力级制不同，可压力级制不同，可分为分为：l1.一级系统一级系统，仅由低压或中压或次高压一个等级的管，仅由低压或中压或次高压一个等级的管网。网。l2.二级系统二级系统，由低、中压两级或低、次高压两

14、级管网，由低、中压两级或低、次高压两级管网组成。组成。l3.三级系统三级系统，由低、中（次高）、高三级压力管网组，由低、中（次高）、高三级压力管网组成。成。l4.多级系统多级系统，由低、中、次高和高压，甚至更高压力，由低、中、次高和高压，甚至更高压力的多级压力管网组成。的多级压力管网组成。l燃气储配站燃气储配站（或天燃气门站、配气象站），（或天燃气门站、配气象站），经加压经加压（或调压）送入（或调压）送入 中压或次高压输气干中压或次高压输气干管管，再由输气干管送入，再由输气干管送入 配气管，最后经配气管，最后经箱式箱式调压器调至低压后送入用户调压器调至低压后送入用户内管道。内管道。l由于由于中

15、压或次高压一级系统中压或次高压一级系统的供气的供气安全性较安全性较二级或三级系统二级或三级系统差差，对于街道狭窄、房屋密，对于街道狭窄、房屋密度大的老城区和安全距离不足的地区不宜采度大的老城区和安全距离不足的地区不宜采用。新城区和安全距离可以保证的地区应优用。新城区和安全距离可以保证的地区应优先采用。先采用。l二级管网系统一般均有二级管网系统一般均有一级一级是是低压管网低压管网，另另一级是一级是管网可以是管网可以是中压、次高压或高压中压、次高压或高压。l人工煤气中、低压二级管网系统人工煤气中、低压二级管网系统如图如图1-1-6所所示。示。级级l中压管网中压管网调调l城市中压管网城市中压管网中、

16、低调压站调压后中、低调压站调压后低压低压管网。（见上屏图）管网。（见上屏图）l三级系统通常含有中、低压两级管网，另外三级系统通常含有中、低压两级管网，另外一级是次高压管网或高压管网，通常称高、一级是次高压管网或高压管网，通常称高、中、低压三级管网系统。（见下屏图）中、低压三级管网系统。（见下屏图）l先进先进入门站或配气站入门站或配气站，经，经调压、计量调压、计量后进入后进入城市城市高压（或次高压）管网高压（或次高压）管网，然后经高、中，然后经高、中压调压站压调压站调压后调压后送入送入中压管网中压管网，最后经，最后经中、中、低调压低调压站调压后送入站调压后送入低压管网低压管网。l三级管网投资大，

17、通常只在特大城市，并要三级管网投资大，通常只在特大城市，并要求求 供气有充分保证时才考虑选用。供气有充分保证时才考虑选用。l1）区域调压站）区域调压站-用于用于区域性用气调压；区域性用气调压；l2）专用调压站）专用调压站-工业、公用事业用户专用调工业、公用事业用户专用调压；压；l3）箱式调压装置）箱式调压装置-少量居民用户，小型工业、少量居民用户，小型工业、公用事业用户调压（楼栋调压）。公用事业用户调压（楼栋调压）。l调压站组成：调压站组成：调压器调压器 、阀门、过滤器、安全、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等。装置、旁通管及测量仪表等。详详P6P9l1.1.调压器调压器 l燃气输配管

18、网的压力工况是利用调压器来控燃气输配管网的压力工况是利用调压器来控制的。所有调压器均是将较高的压力降至较制的。所有调压器均是将较高的压力降至较低压力。调压器是一个降压稳压装置，是调低压力。调压器是一个降压稳压装置，是调l调压室即可关闭阀门，避免事故蕞延和扩大。调压室即可关闭阀门，避免事故蕞延和扩大。阀门来实现。阀门来实现。对于高压调压装置，为便于调节，通常在旁通对于高压调压装置，为便于调节，通常在旁通管上设置两个阀门。管上设置两个阀门。l 选择旁通管的管径时，要根据燃气最选择旁通管的管径时，要根据燃气最低压力和需要的出口压力以及管低压力和需要的出口压力以及管 网最大负荷网最大负荷进行计算。旁通

19、管的管径通常比调压器的出进行计算。旁通管的管径通常比调压器的出口管的管径小口管的管径小2323号。号。l（6 6）测量仪表）测量仪表l 通常调压器的入口安装指示式压力计，通常调压器的入口安装指示式压力计，出口安装自记式压力计，自动记录调压器出出口安装自记式压力计，自动记录调压器出口瞬时压力，以便监视调压器的工作状况。口瞬时压力，以便监视调压器的工作状况。l机械循环系统机械循环系统，靠机械（水泵）进行循环。机，靠机械（水泵）进行循环。机械循环要消耗电能、水泵运行有噪声，但循环械循环要消耗电能、水泵运行有噪声，但循环动力大动力大。大而复杂大而复杂的管网，多采用机械循环。的管网，多采用机械循环。（2

20、）按水流路径）按水流路径可分为可分为l同程式系统：同程式系统：l除了供回水管路以外，除了供回水管路以外，还有一根还有一根同程管同程管。由。由于各并联环路的于各并联环路的管路管路长度长度基本相等基本相等，各用户，各用户的水的水阻力大致相等阻力大致相等，流量分配流量分配 满足要求满足要求。高高层建筑层建筑的的垂直立管垂直立管常采用同程式，常采用同程式，水平管路水平管路系统范围大时亦应系统范围大时亦应尽量采用同程式。尽量采用同程式。图图1-2-1（下屏）（下屏）是垂直同程和水平同程的布置。是垂直同程和水平同程的布置。l管路简单，不需采用同程管，系统投资较少，管路简单，不需采用同程管，系统投资较少，但

21、但水分配、调节较难水分配、调节较难。如果。如果系统较小系统较小，适当，适当减减小公共小公共管路的管路的阻力阻力，增加增加并联并联支管阻力支管阻力，并在，并在所有的连接所有的连接末端末端设备的支管上设备的支管上安装流量调节阀安装流量调节阀门门平衡阻力，则亦可用异程布置。平衡阻力，则亦可用异程布置。l（3）按流量变化）按流量变化可分为可分为定流量定流量和和变流量变流量系统系统l定流量水系统定流量水系统中循环水量保持定值，中循环水量保持定值，负荷变化负荷变化时，可通过改变供回水温度时，可通过改变供回水温度进行调节，进行调节，例如例如用用供回水支管上三通调节阀，调节供回水量比，供回水支管上三通调节阀，

22、调节供回水量比，从而调节供水温度。其从而调节供水温度。其优点优点是系统简单、操作是系统简单、操作方便，不需要复杂的自控设备，缺点是流量不方便，不需要复杂的自控设备，缺点是流量不变，输送能耗始终为设计最大值。变，输送能耗始终为设计最大值。l变流量水系统变流量水系统 供回水温度保持定值，负荷改供回水温度保持定值，负荷改变时，通过改变供水量来调节。变时，通过改变供水量来调节。优点优点是输送是输送能随能随负荷减少而降低，水泵容量和电耗少负荷减少而降低，水泵容量和电耗少;l缺点缺点是系统需配备一定的是系统需配备一定的自控装置自控装置。l（4）按水泵设置）按水泵设置可分为可分为单式泵单式泵和和复式泵复式泵

23、系统系统l单式泵水系统单式泵水系统的冷、热水源和负荷侧只用的冷、热水源和负荷侧只用 一一组循环水泵，这种水系统不能调节水泵流量，组循环水泵，这种水系统不能调节水泵流量，不能节省水泵输送能量。不能节省水泵输送能量。l复式泵水系统复式泵水系统的冷、热水源和负荷侧分别设的冷、热水源和负荷侧分别设置循环水泵，可以实现负荷侧水泵变流量运置循环水泵，可以实现负荷侧水泵变流量运行，能节省输送能耗，并能适应供水分区不行，能节省输送能耗，并能适应供水分区不同压降的需要，系统同压降的需要，系统 总压低。总压低。l图图1-2-2所示为单式泵定流量系统和变流量系统所示为单式泵定流量系统和变流量系统。定。定流量系统的用

24、户盘管可以用三通阀调节水量以适应流量系统的用户盘管可以用三通阀调节水量以适应室内冷热负荷变化，而又不改变整个系统流量。变室内冷热负荷变化，而又不改变整个系统流量。变流量系统的用户盘管用三通阀调节水流量，同时改流量系统的用户盘管用三通阀调节水流量，同时改变系统流量。变系统流量。l开关。（用来检查水流方向和控制冷源、水开关。（用来检查水流方向和控制冷源、水泵的启停）和流量计（检查管内流量）。泵的启停）和流量计（检查管内流量）。控控制原理是制原理是：当负荷减小时，负荷侧二通阀关：当负荷减小时，负荷侧二通阀关小，流量减小，水流经旁通从小，流量减小，水流经旁通从A向向B流动（称流动（称“盈盈”），当旁通

25、管内），当旁通管内l通过水流量达到设定通过水流量达到设定l值时，流量开关动作，值时，流量开关动作，l通过程控制器，关掉通过程控制器，关掉l一台冷（热）水机组一台冷（热）水机组l和水泵。和水泵。l（称（称“亏亏”），当流量达到设定值时，旁通），当流量达到设定值时，旁通管上流量开关动作，通过程控制器，启动一管上流量开关动作，通过程控制器，启动一台冷（热）水机组和水泵。台冷（热）水机组和水泵。l(5)按与大气接触情况按与大气接触情况可分为可分为开式开式和和闭式闭式系统系统膨胀水箱的循环管膨胀水箱的循环管应接到系统定压点应接到系统定压点前的前的水平回水干管水平回水干管。 （见图（见图1-2-4）。该）

26、。该点与定压点之间应点与定压点之间应保持保持1.53m的距离。的距离。这样可让少量热水这样可让少量热水能缓慢地通过循环能缓慢地通过循环管和膨胀管管和膨胀管流过水流过水箱箱，以，以防防止箱里的止箱里的水冻结水冻结；同时，冬；同时，冬季运行的膨胀水箱季运行的膨胀水箱maxpCVtV l分水器、集水器分水器、集水器 一般是为了一般是为了便于连接便于连接通向各通向各个环路的许多并联管道而设置的，也能起到个环路的许多并联管道而设置的，也能起到一定程度的一定程度的均压均压作用，有利于流量分配调节、作用，有利于流量分配调节、维修和操作。维修和操作。分水器、集水器管径分水器、集水器管径可按并联可按并联接管的总

27、流量通过时的接管的总流量通过时的断面流速为断面流速为1.01.5m/s确定确定。流量特大时，允许增大，但不宜超过。流量特大时，允许增大，但不宜超过4m/s。l（5）过滤器）过滤器l过滤器设在过滤器设在水系统中的水泵、换热器、孔板水系统中的水泵、换热器、孔板等等设备的入口管道设备的入口管道 上，以防止杂质进入，污上，以防止杂质进入，污染或堵塞这些设备。但另一方面，过滤器又染或堵塞这些设备。但另一方面，过滤器又会增大，需及时检查清洗。会增大，需及时检查清洗。（6）阀门）阀门l供暖、空调冷热水管用的阀门供暖、空调冷热水管用的阀门与热流水供热与热流水供热管网种类相同管网种类相同。在热水供热管网中介绍。

28、在热水供热管网中介绍。（7）换热装置）换热装置l换热器换热器基本功能基本功能是是从冷、热水中获得冷热量从冷、热水中获得冷热量，但它们同时也是管网系统的但它们同时也是管网系统的阻力部件阻力部件。热水集中供热管网热水集中供热管网l目前国内以目前国内以区域锅炉房为热源区域锅炉房为热源的热水供热的热水供热系统，其系统，其供暖建筑面积供暖建筑面积一般一般为数万至数十为数万至数十万平方米万平方米，个别系统，个别系统甚至超过百万平方米甚至超过百万平方米。以热电厂为热源或具有几个热源的以热电厂为热源或具有几个热源的 大型热大型热水供热系统水供热系统，其供暖建筑面积，其供暖建筑面积可高达数百可高达数百平方米。平

29、方米。l枝状管网枝状管网简单简单，供热管道的，供热管道的直径直径距热源越远距热源越远而而逐渐减小，基建投资小逐渐减小，基建投资小，运行管理简便运行管理简便。但但枝状管网枝状管网不具后备不具后备供热的性能。当供热管供热的性能。当供热管网某处发生故障时，在网某处发生故障时，在故障点以后故障点以后的热用户的热用户都都将停止供热将停止供热。l为了为了缩小事故缩小事故的影响范围和迅速消除故障，的影响范围和迅速消除故障，在与干管相连接的管路在与干管相连接的管路分支处分支处，及在与分支，及在与分支管路相连接的较长的用户支管处，均应管路相连接的较长的用户支管处，均应设阀设阀门门。l近年来出现的近年来出现的多热

30、源联合供热多热源联合供热系统，主要有系统，主要有两种热源组合方式两种热源组合方式：l热水供热系统有热水供热系统有两种形式两种形式：闭式系统闭式系统和和开路系统开路系统。l闭路系统：闭路系统：热网的循环水仅作为热媒，供给用户热热网的循环水仅作为热媒，供给用户热量而不从热网中取出使用。量而不从热网中取出使用。l开式系统：开式系统：热网的循环水部分地或全部地从热网取热网的循环水部分地或全部地从热网取出，直接用于热用户。出，直接用于热用户。l这里重点这里重点介绍闭式系统介绍闭式系统与用户的连接方式。与用户的连接方式。l图图1-2-8（P14或或No60）所示为所示为双管制的闭合式热水双管制的闭合式热水

31、供热系统供热系统示意图。热水沿热网示意图。热水沿热网供水管输送到供水管输送到各个热各个热用户，在热用户系统的用热设备内放出用户，在热用户系统的用热设备内放出热量后热量后，沿，沿热网热网回水管返回回水管返回热源。双管闭式热水供热系统是我热源。双管闭式热水供热系统是我国国目前最广泛目前最广泛应用的热水供热系统。应用的热水供热系统。l下面分别介绍下面分别介绍 闭式热水供热系统热网与闭式热水供热系统热网与统与热水网路被统与热水网路被表面式水表面式水-水换热器隔离，形成两个独立的系统。水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况互不影响。用户与网路之间的水力工况互不影响。l热水由热网供水管

32、热水由热网供水管直接进入供暖用户直接进入供暖用户，在散热器内，在散热器内放热后，返回放热后，返回热网回水管去。这种直接连接方式热网回水管去。这种直接连接方式最最简单，造价低简单，造价低。但这种无混合装置的直接。但这种无混合装置的直接l连接方式只能在连接方式只能在网路的设计供水温度不超网路的设计供水温度不超过过供暖系统的最高热媒温度供暖系统的最高热媒温度时方可采用，且用户引入口时方可采用，且用户引入口处热网的供回水管的处热网的供回水管的资用压资用压差大于差大于供暖系统用户的压力供暖系统用户的压力损失时损失时才能应用才能应用。绝大多数绝大多数低温热水低温热水系统是系统是采用采用无混合无混合装置的直

33、接连接方式。装置的直接连接方式。l2）装水射器的直接连接）装水射器的直接连接（图（图1-2-8b）l热网供水管的高温水热网供水管的高温水进入水射器进入水射器6，在喷嘴处，在喷嘴处形成很高的流速，形成很高的流速，动压升高动压升高，静压降低静压降低， 抽抽吸回水管的吸回水管的低温水低温水，并与供水，并与供水混合混合，使进入，使进入用户供暖系统的用户供暖系统的供水温度低于热网供水温度低于热网供水温度，供水温度，符合用户系统要求。符合用户系统要求。 的阀门和热网供、回水管进出口处的阀门开的阀门和热网供、回水管进出口处的阀门开启度，启度，可可以在以在较大范围内调节较大范围内调节用户供热系统用户供热系统的

34、供水温度和流量。的供水温度和流量。l在热力站处在热力站处设置混合水泵设置混合水泵的连接方式，的连接方式，可以可以 适当地集中管理适当地集中管理。但混合水泵连接方式的。但混合水泵连接方式的造造价价比采用水喷射器的方式比采用水喷射器的方式高高，运行中，运行中需要经需要经常维护常维护并并消耗电能消耗电能。热网的压力工况和流量工况热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理。不受用户的影响，便于热网运行管理。l对于对于小型小型热水供热系统，特别是低温水供热系统，热水供热系统，特别是低温水供热系统，直接连接仍是最主要直接连接仍是最主要的形式。的形式。 l（2）通风系统通风系统热用户与热水网路

35、的连接热用户与热水网路的连接 由于通风系统中加热空气的设备由于通风系统中加热空气的设备能承受较高压力能承受较高压力，并，并对热媒参数对热媒参数无严格限制无严格限制，因此因此通风用热设通风用热设备备11（如空气加热器等）与热网（如空气加热器等）与热网的连接，通常的连接，通常都采用最简单的连都采用最简单的连接形式接形式，如图，如图1-2-8e所示。所示。ll热水供应热水供应 于图于图-2-9(a).阀门的开启度，控制进阀门的开启度，控制进入热交换器的网路水流量。入热交换器的网路水流量。供暖系供暖系统回水的部分热量统回水的部分热量预热上水预热上水，可，可减少网路的总计减少网路的总计算循环水量算循环水

36、量，适宜用在热水供应负荷较大的城市，适宜用在热水供应负荷较大的城市供热系统上。图供热系统上。图1-2-9（b）的图式，除了采用混）的图式，除了采用混联的连接方式外，联的连接方式外，供暖热用户与热水网路采用了供暖热用户与热水网路采用了间接连接间接连接。这种全部热用户（供暖、热水供应、。这种全部热用户（供暖、热水供应、通风空调等）与热水网路均采用间接连接的方式，通风空调等）与热水网路均采用间接连接的方式，使用户系统与热水网路的使用户系统与热水网路的水力工况完全隔开水力工况完全隔开，便，便于管理。于管理。与热与热水网路的连接方式，与闭式热水供热系统完水网路的连接方式，与闭式热水供热系统完全相同。全相

37、同。开式热水供热系统开式热水供热系统的热水供热用户的热水供热用户与网路的连接，有下列与网路的连接，有下列几种方式几种方式： l热水直接从网路的、回水热水直接从网路的、回水管取出，通过混合三通管取出，通过混合三通4后后的水温可由温度调节器的水温可由温度调节器3来来控制。为了防止网路供水控制。为了防止网路供水管的热水直接流入回水管，管的热水直接流入回水管，回水管上设止回阀回水管上设止回阀6。l由于直接取水，因此网路由于直接取水，因此网路供、回水管的压力都必须供、回水管的压力都必须大于大于热水供应用户系统的热水供应用户系统的水静压力、管路阻力以及水静压力、管路阻力以及取水栓取水栓5自由水头的总和。自

38、由水头的总和。图图1-2-10 开式热开式热水供热系统水供热系统l这种连接方式常用于这种连接方式常用于浴室、洗衣房和用水浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房中。量很大的工业厂房中。网路供水和回水先在网路供水和回水先在混合三通中混合，然混合三通中混合，然后送到上部储水箱后送到上部储水箱7，热水再沿配水管送到热水再沿配水管送到各取水栓。各取水栓。图图1-2-10 (b)开式开式热水供热系统热水供热系统l热水供应用户的用水量很大，建热水供应用户的用水量很大，建筑物中（如浴室、洗衣房等）来筑物中（如浴室、洗衣房等）来自供暖通风用户系统的回水量不自供暖通风用户系统的回水量不足与供水管中的热水混合时，则足与

39、供水管中的热水混合时，则可采用这种连接方式。可采用这种连接方式。l混合水的温度同样可用温度调节混合水的温度同样可用温度调节器控制。器控制。为了便于调节水温为了便于调节水温，网网路供水路供水管的压力应管的压力应高于上水管压高于上水管压力力。在上水管上要安装止回阀，。在上水管上要安装止回阀，以防止网路水流入上水管路。以防止网路水流入上水管路。 图图1-2-10 开式热开式热水供热系统水供热系统l1.1.2.3 集中供热管网的附件集中供热管网的附件 l供热管网附件供热管网附件主要有主要有管件（三通、弯头等）管件（三通、弯头等）、阀门、补偿器、支座和放气、放水、疏水、阀门、补偿器、支座和放气、放水、疏

40、水、除污等装置除污等装置。详见。详见P1718，请自阅。，请自阅。l1.2.3 建筑给水管网建筑给水管网l1.2.4 高层建筑液体输配管网的特点高层建筑液体输配管网的特点l（在（在“建筑给水排水建筑给水排水”中已学过，中已学过，P1829 略）略）l1.3 相变流或多相流管网形式与装置相变流或多相流管网形式与装置l（略，（略，P2940，可自阅），可自阅）221212121 222jajvvpgHHpPlv1、v2分别是管内断面分别是管内断面1、2的流速；的流速；H分别是断分别是断面面1、2的位置标高；的位置标高； a、 为环境空气密度和为环境空气密度和管内气体密度；管内气体密度；g为重力加速

41、度；为重力加速度； p12为从断为从断面面1到到 断面断面2的流动的流动能量损失能量损失。工程上称。工程上称l l 为断面为断面1、2处的处的动压动压；l 称为称为位压位压，它实际，它实际上是重力对流动的作用。当管内外流体密度相上是重力对流动的作用。当管内外流体密度相同，位压为零。当密度上同，位压为零。当密度上 由温度差造由温度差造成时，工程上称成时，工程上称位压为势压位压为势压，或，或热压热压。21agHH212v222val（2-1-2）式）式表明表明，出口的，出口的动压动压和和断面断面1、2之间流动之间流动损失的压损失的压力力来源于来源于进出口之间的进出口之间的位压位压。即即由断面由断面

42、1到到 2的流动的流动是由是由重力重力引起引起的，属的，属重力流重力流，动力大小动力大小取决于进出口的高差和管道内取决于进出口的高差和管道内外密度差之积。外密度差之积。流动方向流动方向取决取决于管道于管道内外气体密度的相对大内外气体密度的相对大小小，若管道内，若管道内22211 22avgHHPl气体气体气流向下。如卫生间排气竖井内，气体密气流向下。如卫生间排气竖井内，气体密度冬季小于室外，夏季大于室外，若无排气度冬季小于室外，夏季大于室外，若无排气风机，则竖井内冬季气流向上运动，夏季气风机，则竖井内冬季气流向上运动，夏季气流向下运动，倒灌入位于低层的卫生间。流向下运动，倒灌入位于低层的卫生间

43、。l U型管型管如图如图 2-1-2， 假设气流从断面假设气流从断面1 流入，断面流入，断面2流出。流出。断面断面1断面断面D的能量方程式为：的能量方程式为：221 121112122DjajDDvvpgHHpP221222212222DjDajDvvpgHHpP1 DP2DP22221 112211 222vvgHHP 1221LgHHP 12210gHH2212121 222jjvvppP22jqvpp121 2qqppP 11 22qqpPpl因此，因此，流速的变化流速的变化，引起，引起动压动压变化，也必然变化，也必然引起引起静压变化静压变化。上游断面静压减去上、下游。上游断面静压减去上

44、、下游断面间的流动阻力与上下游断面动压变化之断面间的流动阻力与上下游断面动压变化之和等于下游断面的静压，即和等于下游断面的静压，即l（2-1-9）和（）和（2-1-10）式表明了压力流网的基）式表明了压力流网的基本水力特征。当管段中没有外界动力输入时，本水力特征。当管段中没有外界动力输入时，下游断面的全压总是低于上游断面。而上、下游断面的全压总是低于上游断面。而上、下游断面间的静压关系比较复杂，这是因为下游断面间的静压关系比较复杂，这是因为（2-1-10 ）的）的 内可内可“+”、可、可“-”、也可为、也可为“0”.可通过改变流速，在一定范围内调整静可通过改变流速，在一定范围内调整静压。压。2

45、22111 2222jjvvpPp （ H2H1 ）。）。12211 2qqappgHHP 1 2Pl反之，反之，管内气体密度大时管内气体密度大时，位压驱动气体，位压驱动气体向下流动向下流动，阻挡向上流动。在闭式循环管路内，位压驱动阻挡向上流动。在闭式循环管路内，位压驱动密度密度小的气体向上流动，密度大的气体向下流动小的气体向上流动，密度大的气体向下流动；阻挡；阻挡相反方向的流动。相反方向的流动。l若压力若压力 驱动的流动方向驱动的流动方向与位压一致与位压一致，则二，则二者综合作用者综合作用加强加强管内气体流动，若驱动方向相反，管内气体流动，若驱动方向相反，则由绝对值大者决定管流方向；绝对值小

46、者实际上则由绝对值大者决定管流方向；绝对值小者实际上成为加成为加“流动阻力流动阻力”。l如空调建筑装有排气风机的卫生间排气竖井，冬季如空调建筑装有排气风机的卫生间排气竖井，冬季在位压的辅助作用下，排气能力明显加强，夏季排在位压的辅助作用下，排气能力明显加强，夏季排气风机除克服竖井的阻力外，还要克服位压，排气气风机除克服竖井的阻力外，还要克服位压，排气能力削弱，尤其是高层建筑。能力削弱，尤其是高层建筑。12qqppl2.2 流体输配管网水力计算的流体输配管网水力计算的基本原理和方法基本原理和方法l流体输配管网水力流体输配管网水力计算的主要目的计算的主要目的是根据要是根据要求的流量分配，求的流量分

47、配，确定确定管网的各段管网的各段管径管径（或断（或断面尺寸）和阻力，求得管网面尺寸）和阻力，求得管网特性曲线特性曲线，为，为l匹配匹配管网管网动力设备动力设备（风机、水泵等）的型号（风机、水泵等）的型号和和动力消耗动力消耗；或者或者根据已定的动力设备，确根据已定的动力设备，确定保证流量分配的定保证流量分配的管道尺寸管道尺寸。l摩擦阻力摩擦阻力按下式计算：按下式计算：l当管道材料不变，断面尺寸不变，流体密度当管道材料不变，断面尺寸不变，流体密度和流量也不和流量也不 随流程变化时，随流程变化时，l式中，式中， 为摩阻力系数：为摩阻力系数： 为管段长度，为管段长度，m；Rs为管道水力半径，为管道水力

48、半径，m；Rm为管道为管道 单位长度单位长度摩擦阻力，又称为比摩阻，摩擦阻力，又称为比摩阻，Pa/m。242mlslvpdlR242mlmsvplR lRlsfR242sdpvdlRpZRTvF222012005001.624sLT ZppZplT ZR0000,p TZ和l低压（低压（ 0.005MPa）管道，近似取）管道，近似取p1+p2=2p0。(2-2-1)可进步简化为可进步简化为2220120051.62Lppp ld221212121 202pppppppp 201 20500.81LTpldT流特征流特征Re,Kfd、过渡区过渡区当当2000Re4000时称为临界区或临界过度区：

49、时称为临界区或临界过度区：紊流区包括水力光滑区、过渡区（又称紊流过渡紊流区包括水力光滑区、过渡区（又称紊流过渡区）和阻力平方区：区）和阻力平方区：工程中，还常采用适合于一定管材，一定阻力区工程中，还常采用适合于一定管材，一定阻力区的专用公式：的专用公式：64Re30.0025 Re12.512lg3.71ReKd 0.25680.11ReKd120.2260.25ReK K0.2266120.2260.231.9 10K KdV62.7 10V60.176 10V10.2840.77ReK62.7 10V62.7 10V0.284610.2840.750.55 10ReKV10.2840.01

50、34Kd11RemmmABd0.284110.28470.2840.2840.01250.752.089 100.3633ReRedd22Vp l流体输配管网水力计算的常用方法有流体输配管网水力计算的常用方法有假定假定流速法流速法、压损平均法压损平均法和和静压复得法静压复得法等，目等，目前前常用的是假定流速法常用的是假定流速法。l假定流速法假定流速法的的特点特点是，是，先先按技术经济要求按技术经济要求选定管内流速选定管内流速,再再结合所需输送的流量，结合所需输送的流量，确确定管道断面尺寸定管道断面尺寸，进而，进而计算管道阻力计算管道阻力。管道长度平均分配给每一管段管道长度平均分配给每一管段，以

51、此，以此确定确定管段阻力管段阻力，再根据再根据每一管段的每一管段的流量确定管道流量确定管道断面尺寸断面尺寸。当管道系统所用的动力设备型号。当管道系统所用的动力设备型号已定，或对分支管路进行阻力平衡计算，此已定，或对分支管路进行阻力平衡计算，此法较为简便。环状管网水力计算常用此法。法较为简便。环状管网水力计算常用此法。l静压复得法静压复得法的的特点特点是，利用管道分段，改变是，利用管道分段，改变管道管道 断面尺寸，降低流速，克服管段阻力，断面尺寸，降低流速，克服管段阻力，重新获得静压。重新获得静压。l不论采用何种方法，水力计算必须完成管网不论采用何种方法，水力计算必须完成管网系统和设备的布置，确

52、定管材，确定各个接系统和设备的布置，确定管材，确定各个接受流量的管网末端的位置和所需分配的流量。受流量的管网末端的位置和所需分配的流量。管网会自动调整各并联管路流量，使并联管路管网会自动调整各并联管路流量，使并联管路的实际流动阻力相等。这时各并联管路的流量的实际流动阻力相等。这时各并联管路的流量不是要求的流量。不是要求的流量。l（6）计算管网的总阻力计算管网的总阻力，求取管网特性曲线。，求取管网特性曲线。l（7）根据管网特性曲线，所要求输送的总流量）根据管网特性曲线，所要求输送的总流量以及所输送流体的种类、性质等诸因素，综合以及所输送流体的种类、性质等诸因素，综合考虑为管网匹配动力设备（风机、

53、水泵等），考虑为管网匹配动力设备（风机、水泵等），确定动力设备所需的参数。确定动力设备所需的参数。l管网阻力计算和特性曲线的求取管网阻力计算和特性曲线的求取，水力计算的，水力计算的主体，对不同流体输配管网水力计算虽有主体，对不同流体输配管网水力计算虽有 包括系统划分；管道包括系统划分；管道 布置、设备和各送排风布置、设备和各送排风点位置的确定；各送风点要求的风量和要求点位置的确定；各送风点要求的风量和要求各管段的风量也得一一确定。各管段的风量也得一一确定。l完成上述前期准备工作之后，方可按假定流完成上述前期准备工作之后，方可按假定流速法的基本步骤进行水力计算。速法的基本步骤进行水力计算。l2.

54、3.1.1 管内流速和管道断面尺寸管内流速和管道断面尺寸l（1）绘制风管系统轴测图）绘制风管系统轴测图l绘制风管系统轴测图，并划分好管段，对各绘制风管系统轴测图，并划分好管段，对各管段进行编号，标注长度和风量。管段进行编号，标注长度和风量。 内流量和管段断面不变，内流量和管段断面不变，流量和断面二者之流量和断面二者之一或二者同时发生变化之处是管段的起点或一或二者同时发生变化之处是管段的起点或终点终点。管段长度按管段的中心线长度计算，。管段长度按管段的中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。l（2）确定管内流速）确定管内流速l管内的流速对通风、

55、空调系统的经济性有较管内的流速对通风、空调系统的经济性有较大影响，对系统的技术条件也有影响。大影响，对系统的技术条件也有影响。流速流速高高，风管断面小，占用的空间小，材料耗用，风管断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小；但系统阻力大，动力消耗少，建造费用小；但系统阻力大，动力消耗大，运行费用增大，运行费用增 加，且增加噪声。若气流中加，且增加噪声。若气流中 反之，反之，流速低流速低，阻力小，动力消耗少；但是，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。流速过低会使粉尘沉积而堵的空间也增大。流速过低会使粉尘沉积而堵塞管道

56、。塞管道。l因此，必须通过全面的技术经济比较选定合因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。根据经验总结，风管内的空气流理的流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按表速可按表2-3-1、表、表2-3-2确定。若输送的是含确定。若输送的是含尘气流，流速不应低于表尘气流，流速不应低于表2-3-3所列的值。所列的值。建筑建筑类别类别动力类别及动力类别及风管材料风管材料干干管管支支管管室内进室内进风口风口室内回室内回风口风口新鲜空新鲜空气入口气入口工业工业建筑建筑机械通风薄机械通风薄钢板钢板614281.53.5 2.53.5 5.56.5机械通风混机械通风混凝土、砖凝土、砖412261.53.

57、0 2.03.0 56民用民用及工及工业辅业辅助建助建筑筑自然通风自然通风0.51.00.50.70.21.0机械通风机械通风582524粗糙区之间的过渡区粗糙区之间的过渡区 。可用（。可用（2-3-1）式）式 计算计算摩擦阻力系数，再用（摩擦阻力系数，再用（2-3-2）计算比摩阻）计算比摩阻Rm。l式中式中 K-风管内壁粗糙，风管内壁粗糙，mm;l D-风管直径，风管直径，mm.l可根据公式（可根据公式（2-3-1）和（）和（2-3-2）制成的计算图）制成的计算图表或线算图，可供计算管道阻力时使用。表或线算图，可供计算管道阻力时使用。12.512lg3.71ReKd l（2-3-1）22mV

58、RD l（2-3-2）中的任意两个，即可利用该图求得其余两个中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数。该图是按过渡区的参数。该图是按过渡区的 值，在压力值，在压力B0=101.3kPa、温度、温度t0=200C、空气密度、空气密度 0=1.24kg/m3、运动粘度、运动粘度 =15.0610-6m2/s、壁粗糙度壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管、气流与管、圆形风管、气流与管壁间无热量交换等条件下得的。当实际条件壁间无热量交换等条件下得的。当实际条件与上述不符时，应进行修正。与上述不符时，应进行修正。l（1）密度和粘度的修正）密度和粘度的修正l 0.910.1000mmRR Pa/ml（2-

59、3-3）0mtBHmRK K K R0.82527320273tKtl式中式中 B-实际的大气压力，实际的大气压力，kPa。lT-气流绝对温度，气流绝对温度，K；Tb-管壁绝对温度，管壁绝对温度，K。0.9101.3BKB221HbKTTl在通风空调正程中，常采用不同材料制作风在通风空调正程中，常采用不同材料制作风管，各种材料的粗糙度管，各种材料的粗糙度K见表见表2-3-4。l当风管管壁的粗糙度当风管管壁的粗糙度K 0.15mm时，可先由图时，可先由图查查Rm0，再近似按下式修正。，再近似按下式修正。lKt管壁粗糙度修正系数；管壁粗糙度修正系数；K-管壁粗糙度，管壁粗糙度，mm。V-管内空气流

60、速，管内空气流速，m/s。0mtmRK R0.25tKKV阻阻力。分力。分流速当量直径流速当量直径和和流量当量直径流量当量直径两种。两种。l1）流速当量直径）流速当量直径l假设某一假设某一圆形风管圆形风管中的空气与中的空气与矩形风管矩形风管中的空中的空气气流速相等流速相等，并且两者的，并且两者的单位长度摩阻力也相单位长度摩阻力也相等等，则该，则该圆管的圆管的 直径就称为流速当量直径直径就称为流速当量直径，以，以DV表示。据此定义可推得为：表示。据此定义可推得为：2VabDab解解2-1 矩道风道内空气流速矩道风道内空气流速15/0.5 0.4LVm sab22 500 400444500400