重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题

1、第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,重力循环双管供暖系统通过散热器环路的循环作用压力的计算公式为：,Pa （4-36）,式中,重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的 作用压力,H所计算的散热器中心与锅炉中心的高差,供水和回水密度,水在循环环路中冷却的附加作用压力,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,【例题4-1】确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径（见图4-7）。热媒参数：供水温度=95，回水温度=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。,第四章 室内

2、热水供暖系统的水力计算,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,解： 图上小圆圈内的数字表示管段号。圆圈旁的数字：上行表示管段热负荷（W），下行表示管段长度（m）。散热器内的数字表示其热负荷（W）。罗马数字表示立管编号。,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,计算步骤：,1.选择最不利环路 由图可知，最不利环路是通过立管的最底层散热器1(1500W)的环路。,2.计算通过最不利环路散热器1的作用压力,根据式（4-36）,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方

3、法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,查附录3-2，得Pf350Pa。根据供回水温度，查附录3-1，得,将已知数字带入上式，得,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,根据式（4-35）,式中 最不利环路的总长度，m,a-沿程损失占总压力损失的估计百分数,查附录4-8，得a=50%。,3.确定最不利环路各管段的管径d,（1）求单位长度平均比摩阻,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,将各数字带入上式，得,（2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：,式

4、中 Q管段的热负荷,系统的设计供水温度,系统的设计回水温度,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,（3）根据G、Rpj，查附录表4-1，选择最接近Rpj的管径。将查出的d、R、v和G值列入表4-2的第5、6、7栏和第3栏中。,4.确定沿程压力损失Py=Rl 将每一管段R与l相乘，列入水力计算表4-2的第8栏中。,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,5.确定局部阻力损失Z,(1)确定局部阻力系数,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内

5、热水供暖系统的水力计算,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,（2）利用附录表4-3，根据管段流速v，可查出动压头Pd值，列入表4-2的第10栏中。根据 ，将求出的Pj值列入表4-2的第11栏中。,6.求各管段的压力损失,7.求环路总压力损失,将表4-2中第8栏与第11栏相加，列入表4-2第12栏中。,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,8.计算富裕压力值,考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。,式中 系

6、统作用压力的富裕率；,通过最不利环路的作用压力；,通过最不利环路的压力损失。,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,9.确定通过立管第二层 散热器环路中各管段的管径,（1）计算通过立管第二层散热器环路的作用压力,1285Pa,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,(2)确定通过立管第二层散热器环路中各管段的管径,1）求平均比摩阻Rpj,根据并联环路节点平衡原理，通过第二层管段15、16的资用压力为,1285818+32 499 Pa,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系

7、统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,平均比摩阻为：,2）根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R、v值列入表4-2中。,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,5%,此相对差额在允许15%范围内。,10.确定通过立管第三层散热器环路上各管段的管径，计算方法与前相同。计算结果如下：,（3）求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,（1）通过立管第三层散热器环路的作用压力,9.819

8、(977.81-961.92)+350 1753Pa,（2）管段15、17、18与管段13、14、1为并联管路，通过管段15、17、18的资用压力为,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,1753818+41,976Pa,（3）管段15、17、18的实际压力损失为 459+159.1+119.7738Pa,（4）不平衡率,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,11.确定通过立管各层环路各管段的管径,（1）确定通过立管底层散热器环路的作用压力,9.813(977.81-96

9、1.22)+350 818 Pa,(2)确定通过立管底层散热器环路各管段管径d,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,管段1923的资用压力,132（818818） 132Pa,（3）管段1923的水力计算同前，结果列入表4-2中,总阻力损失为,第二节 重力 (自然) 循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,（4）与立管并联环路相比的不平衡率则刚好为零,【例题4-2】确定图4-9机械循环垂直单管顺流

10、异程式热水供暖系统管路的管径。热媒参数：供水温度=95，回水温度=70。系统与外网连接。在引入口处外网的供回水压差为30kPa。图4-9表示出系统两个支路中的一个支路。散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高为3m。,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,一、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,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,解：计算步骤如下：,1.在轴测图上，与例题4

11、-1相同，进行管段编号、立管编号并注明各管段的热负荷和管长，如图所示。,2.确定最不利环路 本系统为异程式单管系统，一般取最远立管的环路作为最不利环路。如图所示，最不利环路是从入口到立管。这个环路包括管段1到管段12。,3.计算最不利环路各管段的管径,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,本例题采用推荐的平均比摩阻Rpj大致为60120Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。,水力计算方法与例题4-1相同。首先根据式（4-37）确定各管段的流量。根据G和选用的Rpj值，查附录表4-1，将查出的各管段d、R、v值列入表4-4的水力计算表中。,

12、第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,4.确定立管的管径,根据并联环路节点压力平衡原理，立管的资用压力可由下式确定,式中,水在立管的散热器中冷却时产生的重力循环作用压力,水在立管的散热器中冷却时产生的重力循环作用压力,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,由于两根立管各层热负荷的分配比例大致相等，因此,所以,立管的平均比摩阻为,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖

13、系统管路的水力计算方法和例题,5.确定立管的管径,资用压力,立管的总压力损失为2941Pa,不平衡百分率,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,6.确定立管的管径,资用压力,立管总压力损失为2941Pa,不平衡百分率,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,7.确定立管的管径,资用压力,立管总压力损失为3517Pa,不平衡百分率,二、散热器的进流系数,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，可用下式表示,在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器单侧连接时，=1.0；

14、散热器双侧连接，通常两侧散热器的支管管径及其长度都相等时，=0.5。,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,根据并联环路节点压力平衡原理，可列出下式,或,又知,（4-39）,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,如直管d1=d2，并假设两侧水的流动状况相同，摩擦阻力系数值近似相等。,式（4-39）可改写为,式中 l1、l2通向散热器、的支管长度 ld1、ld2通向散热器、的支管的局部阻力当量

15、长度 GI、GII流进散热器、的水流量 Gl立管的水流量,（4-40）,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,将式（4-40）变换，得,式中 aI散热器的进流系数,流入散热器和的水流量分别为,（4- 41）,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,在通常管道布置情况下，顺流式系统两侧连接散热器支管管径、长度及其局部阻力都相等时，根据式（4-41）可见,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,对于跨越式系统，通常根据实验的方法确定进流

16、系数。图4-11为各种组合管径情况下的进流系数曲线图。,三、机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路水力计算例题 【例题4-3】将例题4-2的异程式系统改为同程式系统。已知条件与例题4-2相同。管路系统图见图4-12。,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,同程式系统管路系统图,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,解：计算方法和步骤：,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。计算方法与例题4-2相同，见水力计算表4-6。,2.用同样的方法，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。,第四章 室内热水供暖系统的水力计算,第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题,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。,4.根据