室内热水供暖系统的水力计算.pptx
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1、1.计算目的:计算目的:为使系统中各管段的水流量符合设计要求为使系统中各管段的水流量符合设计要求,以保以保证流进各散热器的水流量符合需要。证流进各散热器的水流量符合需要。2.计算管段计算管段:管路中水流量和管径都没有改变的一段管子。管路中水流量和管径都没有改变的一段管子。4-1、热水供暖系统管路水力计算的基本原理、热水供暖系统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一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 供暖系统中计算管段的压力损失,可用下式表示供暖系统中计算管段的压力损失,可用下式表示:Pa l式中式中 计算管段的压力损失,计算管段的压力损失,Pa;l 计算管段的沿程损
2、失,计算管段的沿程损失,Pa;l 计算管段的局部损失,计算管段的局部损失,Pa;l 每米管长的沿程损失,每米管长的沿程损失,Pa/m;l 管段长度,管段长度,m。第四章第四章 室内热水供暖系统的水力计算室内热水供暖系统的水力计算 二、当量局部阻力法和当量长度法二、当量局部阻力法和当量长度法 l在实际工程设计中,为了简化计算,也有采用所谓在实际工程设计中,为了简化计算,也有采用所谓“当当量局部阻力法量局部阻力法”或或“当量长度法当量长度法”进行管路的水力计算。进行管路的水力计算。l当量局部阻力法(动压头法)当量局部阻力法的基本原当量局部阻力法(动压头法)当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失
3、转变为局部损失来计算理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。第四章第四章 室内热水供暖系统的水力计算室内热水供暖系统的水力计算 沿程损失沿程损失:流体沿管道流过时流体沿管道流过时,由于流体分子间及其与管由于流体分子间及其与管壁间的摩擦壁间的摩擦,就要损失能量。就要损失能量。热水在室内供暖系统管路内的流动状态热水在室内供暖系统管路内的流动状态,几乎都几乎都是处在是处在过渡区过渡区内。内。室外热水网路都采用较高的流速室外热水网路都采用较高的流速,热水的流动热水的流动状态大多处于状态大多处于阻力平方区阻力平方区内。内。局部损失局部损失:流体流过管道的一些附件时流体流过管道的一些附件时,由于流动方向
4、或速由于流动方向或速度的改变度的改变,产生局部漩涡和撞击产生局部漩涡和撞击,要损失能量。要损失能量。三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法任务和方法l室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务,通常为:室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务,通常为:l1.按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头),确定各管段的管径;头),确定各管段的管径;l2.按已知系统各管段的流量和各管段的管径,确定系统按已知系统各管段的流量和各管段的管径,确定系统所必需的循环作用压力(压头);所必需的循环作用压力(压头);l
5、3.按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降,确定按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降,确定通过该管段的水流量。通过该管段的水流量。室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统的管路系统第四章第四章 室内热水供暖系统的水力计算室内热水供暖系统的水力计算 l进行第一种情况的水力计算时,可以预先求出最不利循进行第一种情况的水力计算时,可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻环环路或分支环路的平均比摩阻。Pa/m l式中式中 最不利循环环路或分支环路的循环作用压力,最不利循环环路或分支环路的循环作用压力,Pa;l 最不利循环环路或
6、分支环路的管路总长度,最不利循环环路或分支环路的管路总长度,m;l 沿程损失约占总压力损失的估计百分数沿程损失约占总压力损失的估计百分数 第四章第四章 室内热水供暖系统的水力计算室内热水供暖系统的水力计算 l根据算出的根据算出的 Rpj 及环路中各管段的流量及环路中各管段的流量,利用利用水力计算图表水力计算图表,可选出最接近的管径可选出最接近的管径,并求出最并求出最不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。损失和整个环路的总压力损失值。4-2 重力重力(自然自然)循环双管供暖系统管路水循环双管供暖系统管路水力计算方法和例题力计
7、算方法和例题l【例例题题4-1】确确定定重重力力循循环环双双管管热热水水供供暖暖系系统统管管路路的的管管径径(见见图图4-7)。热热媒媒参参数数:供供水水温温度度=95,回回水水温温度度=70。锅锅炉炉中中心心距距底底层层散散热热器器中中心心距距离离为为3m,层层高高为为3m。每每组组散散热热器器的的供供水支管上有一截止阀。水支管上有一截止阀。第四章第四章 室内热水供暖系统的水力计算室内热水供暖系统的水力计算 解:解:图为该系统两个支路中的一个支路。图为该系统两个支路中的一个支路。图上小圆圈内的数字表示管段号。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(圆圈旁的数字:上行表
8、示管段热负荷(w),下),下行表示管段长度(行表示管段长度(m)。)。散热器内的数字表示其热负荷(散热器内的数字表示其热负荷(w)。)。罗马字表示立管编号罗马字表示立管编号。计算步骤:计算步骤:1.选择最不利环路选择最不利环路 通过立管的最底层散热器(通过立管的最底层散热器(1500m)的环路。)的环路。从散热器顺序地经过管段,进入锅炉,再经管从散热器顺序地经过管段,进入锅炉,再经管段进入散热器。段进入散热器。2.计算通过最不利环路散热器的作用压力。计算通过最不利环路散热器的作用压力。立管立管1距锅炉的水平距离在距锅炉的水平距离在3050m范围内,下层散热器中心范围内,下层散热器中心距锅炉中心
9、的垂直高度小于距锅炉中心的垂直高度小于15。因此,查附录,得因此,查附录,得;根据供回水温度,查附录,得根据供回水温度,查附录,得将已知数字代入上式,得:将已知数字代入上式,得:3.确定最不利环路各管段的管径确定最不利环路各管段的管径(1)求单位长度平均比摩阻:求单位长度平均比摩阻:将各数字代入上式,得将各数字代入上式,得(2)根据各管段的热负荷,求出各管段的流量,计算根据各管段的热负荷,求出各管段的流量,计算公式如下:公式如下:(3)根据根据G,Rpj查附表,选择最接近查附表,选择最接近Rpj的管径。的管径。将查出的将查出的d,R,v,G值列入表中。值列入表中。4.确定长度压力损失确定长度压
10、力损失 将每一管段将每一管段R与与l相乘,列入水力计算表中相乘,列入水力计算表中5.确定局部阻力损失确定局部阻力损失Z根据系统图中管路的实际情况,列出各管段根据系统图中管路的实际情况,列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表,将其阻力局部阻力管件名称。利用附录表,将其阻力系数系数 记于表中,最后将各管段总局部阻记于表中,最后将各管段总局部阻力系数力系数 列入表中。列入表中。在统计局部阻力时,对于三通和四通管件的在统计局部阻力时,对于三通和四通管件的局局部阻力系数,应列在流量较小的管段部阻力系数,应列在流量较小的管段上。上。利用附录表,根据管段流速利用附录表,根据管段流速v,可查出动压头,可查出动
11、压头值值 ,列入表第,列入表第10栏中。栏中。根据根据 将求出的将求出的 值列入表第值列入表第11栏中。栏中。6.求各管段的压力损失求各管段的压力损失 将表中第将表中第8栏与第栏与第11栏相加,列入表第栏相加,列入表第12栏中。栏中。7.求环路总压力损失,即求环路总压力损失,即8.计算富裕压力值。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,要求系统应计算中未计入的压力损失。因此,要求系统应有有10%以上的富裕度以上的富裕度。9.确定通过立管确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径第二层散热器环路中各管段的
12、管径求平均比摩阻求平均比摩阻根据并联环路节点平衡原理(管段根据并联环路节点平衡原理(管段15,16与管段与管段1,14为并联管路),通过第二层管段为并联管路),通过第二层管段15,16的资用的资用压力为压力为管段管段15,16的总长度为的总长度为5,平均比摩阻为,平均比摩阻为根据同样方法,按根据同样方法,按15和和16管段的流量管段的流量G及及Rpj,确,确定管段的定管段的d,将相应的,将相应的R,v值列入表中。值列入表中。求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率率 此相对差额在允许此相对差额在允许 范围内。范围内。10.确定通过立管确定通过立管1第三层散
13、热器环路上各管段的第三层散热器环路上各管段的管径管径计算方法与前相同;计算方法与前相同;通过立管通过立管1第三层散热器环路的作用压力:第三层散热器环路的作用压力:管段管段15,17,18与管段与管段13,14,1为并联管路。为并联管路。通过管段通过管段15,17,18的资用压力为:的资用压力为:管段管段15,17,18的实际压力损失为:的实际压力损失为:459+159.1+119.7=738pa不平衡率:不平衡率:因因17,18管段已选用最小管径管段已选用最小管径,剩余压力只能用第三剩余压力只能用第三层散热器支管上的阀门消除层散热器支管上的阀门消除.11.确定通过立管确定通过立管2各层环路各管
14、段的管径各层环路各管段的管径此异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立此异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管管1底层散热器的环路。底层散热器的环路。对与它并联的其它立管的管径计算,同样应根据节对与它并联的其它立管的管径计算,同样应根据节点压力平衡原理与该环路进行压力平衡计算确定。点压力平衡原理与该环路进行压力平衡计算确定。确定通过立管确定通过立管2底层散热器环路的作用压力底层散热器环路的作用压力确定通过立管确定通过立管2底层散热器环路各管段管径底层散热器环路各管段管径 管段管段1923与管段与管段1,2,12,13,14为并联环路,为并联环路,对立管对立管2与立管与立管1可列出下式,
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