室内供暖系统的水力计算

第四章热水采暖系统的

水力计算

本章重点及难点

本章重点热水供热系统水力计算基本原理。重力循环热水供热系统水力计算基本原理。机械循环热水供热系统水力计算基本原理。本章难点水力计算方法。最不利循环。第一节管路水力计算的基本原理

一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式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、系统管路水力计算的基本公式ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPiPa式中ΔP——计算管段的压力损失，Pa；ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa；ΔPi——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。一、系统管路水力计算的基本公式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。复习知识点比摩阻的计算：摩擦阻力系数：λ的计算（1）层流流动时：（2）紊流流动时：1）紊流光滑区：2）紊流过渡区：3）紊流粗糙区：对于热水供暖系统，根据运行时间积累的资料，K值目前推荐采用下面的数值：对室内热水供暖系统管路对室外热水网路热水的流动状态：对室内热水供暖系统管路：对室外热水网路：处在紊流过渡区处在紊流粗糙区（阻力平方区）热媒流速与流量的关系简化的计算式附录4-1管段的局部损失水流过热水供暖系统管路的附件（如三通、弯头、阀门等）的局部阻力系数可查附录4-2。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，也有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长度法”进行管路的水力计算。当量局部阻力法基本原理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。当量局部阻力法管路总压力损失为：当量摘长度卷法基本刃原理猜是将摄管段项的局苦部损征失折润合为闷管段予的沿佣程损页失来冲计算氧。第二构节、亏系统否管路斥水力吓计算着的任距务及摸方法水力售计算勿的主柿要任语务通榆常为吼：1.按已倍知系识统各摊管段汇的流蹲量和碑系统简的循闻环作屈用压萌力确吩定各纳管段冻的管径；2.按已从知系莲统各鼓管段煤的流谱量和眯各管电段的委管径疯确定煤系统携所必惕需的坦循环作用求压力；3.按已双知系附统各欠管段魂的管涛径和早各管丧段的殖管径铜确定面通过惑该管暮段的煮水流量。第二贼节、肥系统宝管路茧水力梅计算呼的任只务及退方法管路考的水升力计方算从写系统遇的最犹不利莲环路跟开始忆，也巧即是金从允伯许的垃比摩盏阻R最小青的一锦个环萝路开夕始计谣算。矛由n个串薪联管互段组热成的集最不攀利环触路，补它的乐总压覆力损刮失为n个串粉联管转段压碌力损近失的墙总和害。第二姐节、筑系统别管路宫水力狼计算柱的任败务及末方法进行供第一颜种情坚况的扰水力俩计算瞒时，目可以赴预先么求出坟最不洗利循倚环环得路或应者分羽支环左路的篇平均遮比摩习阻根据旅算出叔的Rpj及环搅路中扁各管刃段的患流量趟，利出用水助力计贫算图来表，魂可以选出付最接刑近的筑管径，并般求出疼最不随利循劳环环增路中摊各管百段的杨实际贸压力辆损失扔和整啦个环严路的淘总压塌力损扫失值盘。第二悬节、夫系统泽管路核水力呼计算酒的任睡务及膜方法第一翅种情认况的换水力邀计算料有时坝也用僵在已殊知各宣管段柴的流溉量和恶选定窝的比酷摩阻R值或西者流侧速v值的苏场合凭，此液时选济定的R值和v值，黎常采攻用经倡济值禾，称阔经济暮比摩挂阻或排经济滋流速束。如选雷用较仍大的R值，聚管径咬可缩抹小，杨单系堪统的第压力汤损失秤增大券，水葬泵的梅电能鸽消耗觉增加眯。为了完各循劳环环绩路易笋于平兵衡，资最不用利循畜环环毁路的剑平均该比摩倡阻不瓶宜选茅得过踪蝶大。在设计怎实践中，Rpj一般宇取60危~1抹20Pa贿/m为宜禾。二、负等温歉降法喝水力富水锈力计脏算方帽法等温克降法奴采用苹相同裕设计模温降驴进行家水力倍计算它认笛为双蠢管系罩统每坡组散论热器准水温司降相房诚同；份单管捉系统够每根蚁立管惑的供简回水胁温降云相同格，在甜此前摧提下俗计算遥各管肠段流普量，勺进而钻确定概各管敬段管派径。等温斩降法屠简便求，易培于计北算，园但不宋易使巧各并升联环显路阻桨力达原到平凭衡，餐运行粘时易多于出胃现近肢热远灶冷的凡水平跪失调统问题造。1.根据松已知梨温降剪，计无算各无管段棕流量餐。2.根据恶系统粱的循僵环作征用压教力，劣确定虫最不叨利环丸路的屠平均透比摩膨阻Rpj最大厅允许咐流速3.根据Rpj和各维管段器流量筐，查床附录4-剑1选出乒最接弱近管流径，逃确定贷该管窃径下骄管段兆的实赶际比症摩阻R和实挖际流装速v。4.确定止各管时段的添压力冻损失视，进款而确农定系旗统总捉的压榨力损柄失。三、待不等乡丰温降绩的水迎力举计脖算原店理和矿方法计算群原理贼及方娇法是在返单管确系统删中各享立管之的温留降各林不相鲜等的丸前提秃下进理行水顿力计严算。以并匹联环磨路节迎点压力琴平衡的基柄本原坦理进限行水袜力计晃算。在热焰水供佩暖系劝统的按并联词环路任上，香当其逢中一筋个并谣联支膝路节娃点压庙力损长失确城定后正，对嘱另一赚个并凯联支往路预溜先给养定其肢管径导，从嚼而确沿定通赌过该取立管拢的流等量以堆及该艘立管姐的实沫际温却度降尸。这种堆计算榨方法纱对各循立管惊间的阿流量浊分配克完全蔽遵守支并联炼环路居节点旱压力刚平衡凳的水弦力学秘规律盯，能泽使设嚷计工渗况与忍实际鞠工况杰基本慎一致达。一、障热水抢管路急的阻乡丰力数热水尽管路来系统荷中各处管段层的压角力损民失和身流量崇分配雪，取张决与补各管驴段的午连接皂方法赏以及妇各管接段的冠阻力肿数s值。一、屑热水撤管路岗的阻虏力数对于艘由串通联管傅段组父成步热水翠管路职，串盟联管当段的谎总压缸降为撤：根据4-驼22有：由此投可知泛：在串联管路梁中，迹管路琴的总野阻力盾数为覆各串速联管鼻段阻搭力数赴之和。一、特热水园管路宋的阻姿力数对于洲由并口联管扔段组简成剩热水臣管路欠，管闷路的叼总流村量为叉各并顷联管缠段流胡量之胞和：可得圣：对于替由并提联管兽段组有成葛热水愚管路串，管再路的哪总流环量为蚀各并私联管葵段流到量之剂和：一、底热水渗管路钓的阻肚力数又因端：可得径：设：则有吗：在并联管路附上，据各分蛮支管栗段的递流量树分配体与其嫌通导疼数成正比。各分室支管尝段的延阻力券状况仆不变魂时，某管路或的总垮流量今在各匀分支胁管段上夏的流量央分配旬比例广不变。二、裂不等忆温降纠水力谎计算征方法于和步睁骤1.首先姐任意私给定数最远瓣立管布的温皱降（脂一般匹按设户计温兵降增胞加2~鸦5℃）；2.确定堪管路脏最末故端的表第二沸根立币管的刊管径油；3.由远较至近区依次鬼确定明出该袭环路倒的管惯径；4.计算冒各个拆分支痛循环茄环路胃。第三老节谢重乞力循据环双狗管系轻统管菊路水商力计氏算方乱法和胳例题重力捧循环跳异程挪式双登管系凡统的殃最不皱利循挂环环酬路是森通过童最远枝立管腊底层捆散热极器的新循环饶环路她，计亦算应要由此蚁开始做。重力翁循环舞双管箱系统斥通过尘散热锯器环慨路的丘循环霉作用河压力俊的计村算公责式为凭：计算讲步骤衡：计算猴步骤职：1．选仍择最不酒利环掀路由图4-遇6可见横，最典不利运环路依是通满过立狗管I的最篮底层靠散热就器Il(1凡50穗0W猾)的环茶路。节这个命环路员从散诱热器Il顺序才地经己过管辛段1、2、3、4、5、6，进洁入锅围炉，恨再经穴管段7、8、9、10、1112、13、14回到景散热剥器I1。2．计算通过霜最不厉利环劲路散扫热器Il的作用鬼压力计算数步骤崇：3．确度定最型不利诸环路启各管境段的蚊管径d。(1仔)求单喊位长阴度平谢均比蛙摩阻(2闲)根据宰各管芹段的免热负蚂荷，赔求出弓各管睁段的存流量(3抛)根据G、Rpj，查附恐录表4-1，选窗择最书接近Rpj的管另径。4．确恨定长俗度压抗力损本失计算重步骤存：5．确泡定局扒部阻瞒力损耗失Z1）确渣定局裤部阻晨力系画数根据足系统诉图中守管路猜的实叉际情窝况，介列出危各管窃段局劝部阻球力管合件名旋称，摧利用议附录毫表4-粘2查得桃其阻怒力系确数2）利种用附字录表4-壤3，根稠据管甲段流蚁速v可查样得动杂压头危，庙利用诱式巧可得排值睬。计算柿步骤植：6．求屈各管邪段的饮压力惯损失7．求抽环路村总压柏力损洞失8．计败算富稼裕压盗力值壶。考虑民由于罩施工翼的具穗体情眉况，顷可能涂增加蓬一些舰在设拥计计魄算中插未计半入的圾压力戚损失漆。因挣此，常要求泪系统鼓应有10％以上毙的富国裕度芬。计算那步骤携：9．确叮定通烫过立鸽管Ⅰ第二云层散炒热器某环路专中各零管段华的管榆径。(1歌)计算粉通过砌立管I第二泛层散蔬热器使环路地的作呜用压熟力(2寸)确定贱通过洒立管I第二怕层散狮热器炮环路并中各隐管段裳的管针径。1）求专平均配比摩翅阻；2）确垒定管炉段的d并找咳到相器应的R、v值。(3饭)求通黄过底估层与导第二芝层并暖联环折路的庆压降涌不平英衡率饱。计算妇步骤丧：10．确驻定通缸过立请管I第三在层散斗热器砖环路较上各劝管段邪的管萄径，偷计算络方法矩与前卖相同面。计掘算结届果如岭下：（1）通僻过立方管I第三道层散胆热器纽奉环路泻的作桂用压心力（2）管属段15、17、18与管绿段13、14、l为并羽联管糕路。关通过饭管段15、17、18的资端用压朱力为（3）管伤段15、17、18的实尊际压蛇力损犯失为45喂9+链15诞9.躲1十11忍9.遮7＝73疏8P拐a。（4）不竭平衡钟率x13＝(9竿76斯-7泻38吸)／97达6＝24足.4％＞15％因17、18管段荒已选迎用最去小管窜径，图剩余冻压力刮只能逐用第格三层烧散热息器支格管上沾的阀丑门消工除。计算躬步骤梅：11．确低定通袍过立禽管Ⅱ各层吴环路钢各管乐段的灭管径汽。作为崇异程墙式双施管系否统的尼最不冠利循押环环砖路是垦通过宫最远齐立管I底层渗散热橡器的谢环路让。对偶与它吹并联鞠的其剃它立颜管的稻管径吊计算潜．同引样应舞根据悼节点见压力划平衡饼原理看与该肤环路谣进行部压力致平衡着计算桌确定皇。（1）确耗定通块过立紫管Ⅱ底层盾散热辟器环该路的盛作用悄压力(2掉)确定达通过巨立管Ⅱ底层勉散热岩器环际路各支管段寸管径d。计算孝步骤他：通过午该双谨管系膀统水吊力计勒算结续果，御可以市看出岸，第失三层艘的管告段虽嘴然取贸用了稻最小厉管径(D辞N1就5)，但族它的宾不平浪衡率竞大于15％。岔这说锣明对社于高钱于三眉层以牵上的揪建筑永物，浪如采堤用上训供下杏回式酷的双糖管系惩统，戒若无昂良好娃的调斜节装扯置(如安励装散翻热器笛温控切阀等)，竖呀向失正调状俗况难花以避括免。第四阀节丢机孤械循椅环单由管热售水供作暖系局统管算路的澡水力葵计算有方法嘱和例位题与重冶力循衫环系须统相并比，极机械宝循环笛系统薯的作质用半炼径大颤，其尚室内演热水套供暖警系统藏的总瞎压力戴损失焰一般该约为10划-2责0k各Pa，对映水平精式或宗较大汤型的我系统屑，可透达20一50焰kP棚a。进行绪水力黎计算均时，牛机械绸循环咐室内陶热水船供暖尘系统炼多根棕据入枯口处希的资捉用循戚环压按力，辈按最立不利砌循环团环路缩慧的平谦均比缠摩阻座来选肠用该浓环路丑各管纱段的件管径转。当夹入口飞处资咳用压汇力较丧高时瞒，管奔道流最速和无系统眯实际男总压倡力损孙失可化相应舟提高纳。机械收循环斥单管狐热水约供暖秧系统余管路并的水司力计铺算方挣法和已例题在机深械循胜环系才统中踢，循愚环压蚂力主冲要是眉由水乓泵提偷供，消同时扭也存肯在着服重力除循环井作用绪压力芽。管侮道内渠水冷逐却产领生的控重力江循环劳作用锅压力见，占忙机械厕循环刃总循僻环压水力的闭比例乱很小邻，可循忽略瓦不计掉。对费机械详循环房诚双管挪系统浮，水考在各掘层散混热器遮冷却熟所形牵成的吹重力钞循环翻作用捡压力嗓不相监等，井在进奥行各筝立管脱散热扒器并拴联环繁路的违水力划计算祸时，借应计化算在句内，吉不可猪忽略穗。对机膝械循刻环单器管系口统，拜如建灿筑物机各部夜分层浙数相神同时饲，每勾根立腾管所轻产生乒的重岂力循冷环作闷用压哪力近在似相寻等，赢可忽束略不捉计；糖如建暗筑物怪各部慈分层侮数不望同时棒，高粉度和健各层贸热负筐荷分准配比员不同糖的立厕管之愧间所叛产小捕的重鸟力循悄环作殿用压梳力不丈相等呆，在列计算胡各立锡管之富间并限联环甚路的售压降镜不平似衡率炊时，厅应将秧其重雾力循苏环作粮用压嘉力的绵差额淘计算线在内舍。重浩力循疫环作溪用压即力可演按设旅计工钱况下舰的最遥大值换的2／3计算(约相捆应于铃采暖零平均巾水温址下的铺作用恐压力躁值)。机械尾循环帜单管敏热水辛供暖玩系统淹管路岸的水淘力计奏算方谋法和扬例题一、机械闪循环啊单管鼓顺流赏式水黎力计喷算例也题计算姻步骤1．在状轴测目图上暴，与劈燕例题4-巾1相同配，进蹦行管愁段编常号，磁立管虑编号芬并注互明各勤管段握的热毅负荷亮和管饼长2．确个定最齐不利踩环路邪。本占系统哈为异都程式邮单管该系统辞，一悉般取塑最远肺立管猫的环愁路作滑为最辆不利悠环路计算坝步骤3．计疑算最尤不利如环路格各管足段的距管径采用嗓推荐键的平任均比邻摩阻Rpj大致维为60扯~1难20Pa锡/m4．确巧定立氏管Ⅳ的管徐径5．确伪定立蒙管Ⅲ的管吩径6．确勒定立致管Ⅱ的管新径7．确呈定立决管I的管跳径为避恨免采病用例奥题4-季2的水左力计罪算方笨法而忧出现羽立管厦之间窑环路种压力洗不易迟平衡穿的问鸭题，膊在工逼程设絮计中启，可遥采用帆下面避的一蝇些设押计方炎法，睬来防胁止或泥减轻进系统优的水绩平失岭调现顿象。(1槽)供、速回水芬干管坚采用店同程株式布乔置；(2侍)仍采聋用异拍程式沾系统炎，但寄采用“不等谈温降”方法奖进行均水力吉计算乌；(3袄)仍采伪用异贞程式扫系统旱，采淋用首能先计诊算最剃近立远管环抛路的更方法孩。同程切式系轰统和挡不等摆温降姜的水盈力计趟算方易法，播将在汽本章锤第四淋、五筝节中虚详细缩慧阐述洽。二、惕机械哥循环紫同程苏式热污水供域暖系蜜统阀管路玻的水原力计块算方判法和流例题计算债方法牢和步景骤：1.首先岸计算予通过坦最远详立