第四章室内供暖系统水力计算1

2020/4/151第四章室内热水供暖系统水力计算2020/4/152一、水力计算基本公式ypRl为比摩阻（G：kg/h）为定值（由经验K=0.2mm、水流处于紊流过渡区）附表4-1总损失沿程损失局部损失2856.2510ylGpd52810256dG.R22vpj查附录4-2查附录4-322v)G,d(fR§4-1水力计算的基本原理2020/4/1531、当量阻力法——将沿程损失折合成局部损失考虑。ldd2Vdl2V222222VV)(pzhdl∑2242229001GAGdzhzh§4-1水力计算的基本原理与方法二、当量长度法和当量阻力法根据d查附录4-4（G：kg/h）2GApzhl常见管路形式的折合局部阻力系数，见附录4-6、4-7根据d,查附录4-4当量局部阻力系数查附录4-52020/4/154zhdLRLLRp)(gV22dLdg2Vd2dL2、当量长度法——将局部损失折合成沿程损失计算。当量长度法一般用于室外供热管路水力计算上。zhlLRp§4-1水力计算的基本原理与方法管路的当量长度管路的折合长度2020/4/155§4-1水力计算的基本原理与方法三、水力计算的目的与任务QG)tt(CGQhg2GSppHl作)ldk(、、、、由Q定?由经验知已由系统型式定?为何需进行水力计算？2020/4/156Q1GQ2G1G2ba321H,HHSSS2121111HH,HSSS1、2并联后与3串联：21GGG1221HHSSGGd1=?222211GSGSHH---(2)321§4-1水力计算的基本原理与方法2GSpH作32HHSS、、?)(32dd、、??---(1)管路总阻抗管路总流量2020/4/157水力计算任务：1）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；2）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）；3）已知各管段的管径和该管段允许的压降，确定该管段的流量（校核流量，不等温降法）。§4-1水力计算的基本原理与方法使系统在适宜的动力设备驱动（循环动力）下，在适宜管径的管道内流动，为用户提供需求的流量。水力计算的目的：2020/4/158四、水力计算方法与步骤等温降法、不等温降法等温降法的计算：1、先算最不利环路最不利环路——允许的比摩阻最小的环路。对于不同的水力计算任务，最不利环路的计算步骤不同。lyjpppp作§4-1水力计算的基本原理与方法理论上：2020/4/159划分管段给定d1、d2、…求总损失作ppl?结束是否根据pjRQ1GQ2G1G2ahblpRpj作确定最不利环路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%返回§4-1水力计算的基本原理与方法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Rpj2020/4/1510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Q1GQ2G1G2ab确定最不利环路§4-1水力计算的基本原理与方法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）外网入口2020/4/1511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Q1GQ2G1G2ab确定最不利环路§4-1水力计算的基本原理与方法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）2020/4/1512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Q1Q2G1G2ab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）§4-1水力计算的基本原理与方法2020/4/15132、计算各分支管路Q1Q2G1G2ab222211GSGSHH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资ppl?结束是否根据pjRlpRpj资在允许不平衡率范围内根据并联管路损失相等§4-1水力计算的基本原理与方法2020/4/1514五、并联环路不平衡率和流速限定§4-1水力计算的基本原理与方法并联管路阻力损失不平衡将导致流量分配失调，进而导致热力失调，使室内温度达不到预期设计值。《规范》（03）规定：最不利环路与各并联环路的阻力损失不平衡率不应大于15%。流速过大会使管道产生噪音。《规范》（03）规定：最大流速不能大于下值：民用建筑：1.5m/s生产厂房辅助房间：2m/s生产厂房：3m/s2020/4/1515§4-2自然循环双管系统的水力计算已知：供水温度95度，回水温度70度，锅炉中心距底层散热器3米，层高为3米。每组散热器供水支管上装一截止阀，每根立管上、下装一个闸阀。散热器供回水支管和每根立管上下各装一个乙字弯。2020/4/1516⑧⑨⑩⑾⑦⑥⑤④③②①⑿⒀⒁最不利环路abⅤⅠⅡⅢⅣ§4-2自然循环双管系统的水力计算2020/4/1517解：1、确定最不利环路（1-14），lpR,Ipj11）计算平均比摩阻3）根据Gi、Rpj查附录4-1选管径，同时记录R、V值，2）计算各管段流量Gi，)/(86.0hkgttQGhg4、计算各管段的沿程损失，lRpy5、计算各管段局部损失，djpp3、确定最不利环路各管段管径，1,p2、计算最不利环路的作用压力，fghIpghp)(11,§4-2自然循环双管系统的水力计算2020/4/1518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7、计算最不利环路总损失，)pp(jy6、计算各管段上的损失，jypp8、计算富裕压力，%p)pp(p%,Ijy,I10011（要求在10%）§4-2自然循环双管系统的水力计算2020/4/15199、确定立管Ⅰ第二层散热器环路各管段的管径，立管Ⅰ-1fghIpghp)(22,1）确定立管Ⅰ第二层散热器环路的作用压力，2）计算并联分支管路的平均比摩阻（15、16）141121615,jy,I,I,)pp(ppplpR,pj16153）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，（要求在15%以内）5）计算并联管路的不平衡率，%p)pp(pX,,jy,,I1001615161516152§4-2自然循环双管系统的水力计算2020/4/1520立管Ⅰ-1①⑿②⒁⒀ab立管Ⅰ-2①⑿②⒀ab⒂⒃返回§4-2自然循环双管系统的水力计算2020/4/152110、确定立管Ⅰ第三层散热器环路各管段的管径，fghIpghp)(32,1）确定立管Ⅰ第三层散热器环路的作用压力，2）计算并联分支管路的平均比摩阻（15、17、18）14,13,11,3,18,17,15)(jyIIppppplpRpj18,17,15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，（要求在15%以内）5）计算并联管路的不平衡率，%p)pp(px,,,,jy,,,I1001817151817151817153§4-2自然循环双管系统的水力计算2020/4/152211、确定立管Ⅱ第一层散热器环路各管段的管径，fghIIpghp)(11,1）确定立管Ⅱ第一层散热器环路的作用压力，2）计算并联分支管路的平均比摩阻（19~23）141221112319~,,jy,I,II~)pp(ppplpRpj23~19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，%p)pp(px~~jy~,I1002319231923193§4-2自然循环双管系统的水力计算不平衡率在正负15%内，否则调整管径。2020/4/1523§4-3机械循环单管系统的水力计算一、机械循环系统水力计算应注意的问题1、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；2、在确定系统作用压力时，可不考虑水沿途冷却产生的重力循环作用压力，但在计算并联环路阻力损失不平衡率时，应考虑，并按设计工况的2/3计算。2020/4/1524二、散热器进流系数§4-3机械循环单管系统的水力计算abl1l2GG1G2GG11GG22121当两侧完全相同时，0.521影响进流系数的因素：①两侧负荷不同②两侧管路情况不同12当两侧情况不完全相同时，应根据并联损失相等原理分别计算1、22020/4/1525§4-3机械循环单管系统的水力计算abl1l2GG1G212考虑到：①热负荷不同造成的重力循环作用压力较小，忽略其影响；②实际工程中，两侧管道材质和管径相同，bazhbazh)l)l21(R(Rbazhbazh)l)l222121(G(Gbazhbazh)l()l(21111跨越式系统的进流系数根据实验确定，工程上可查图。实际计算：2020/4/1526§4-3机械循环单管系统的水力计算例2：确定机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统管路的管径。已知：供水温度95度，回水温度70度，系统与外网连接。在引入口处外网的供回水压差为30kPa。层高3米。2020/4/1527解：1、划分管段，确定最不利环路（1~12）；最不利环路2、计算最不利环路1）确定平均比摩阻：mPaRpj/120~602）确定各管段流量；3）选各管段管径：根据G和Rpj，查附录4-1;4）计算各管段的沿程损失：5）计算各管段的局部损失：6）计算各管段的总损失：§4-3机械循环单管系统的水力计算7）求最不利环路的总损失8）比较预留压力和损失，多于压力在入口通过调节阀克服掉；2020/4/15283、确定立管4各管段管径2）计算立管4上的平均比摩阻:§4-3机械循环单管系统的水力计算3）选择立管4及散热器支管管径，计算出立管4上的总损失；1）计算立管4上的资用压力：立管4与管段6、管段7并联，立管4的资用压力：44567)zzyjppppp立立立、（4）计算立管4与管段6、管段7的不平衡率；4674)yjpppxp立、立（不平衡率在正负15%内，否则调整管径。2020/4/1529例题3：将例题2改为同程式系统，试确定供暖系统管路的管径。§4-3机械循环单管系统的水力计算2020/4/1530解：1、划分管段；2、计算通过最远立管的环路；3、计算通过最近立管的环路；4、求最近立管1和最远立管5的压力不平衡率（在正负5%内）；5、计算供水管起点到各管段末端的压力损失，绘压降分布图；幻灯片206、确定其它立管管径；7、求各立管的不平衡率（正负10%内）。不等温管段号管段上的损失(Pa)121969.3782.3353.1851.1402.754319692752310539564359供水管起点到管段末端的损失(Pa)§4-3机械循环单管系统的水力计算2020/4/1531返幻灯片19§4-3机械循环单管系统的水力计算2020/4/1532初算：不等温降法计算大体步骤给定温差△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ζzh（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Q1Q2Q2abcdefghG右计算