哈工大-热工程-第4章 热水供暖系统水力计算.pptVIP

第四章 室内热水供暖系统水力计算 目的 选择合适的管径d，通过阻力计算，使进入各立管、散热器的水流量符合设计要求 4-1 热水供暖系统管道水力计算基本原理 一、水力计算基本公式 流体流动阻力 △P= △PY+△PJ=RL+Z Pa (4-1) 式中 △PY–计算管段的沿程阻力损失， Pa △PJ、Z –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）沿程阻力损失 比摩阻R Pa/m (4-2) 式中 d –管子内径m； υ–热媒在管道内的流速，m／s； ρ–热媒的密度，kg／m3； λ–管段的摩擦阻力系数。摩擦阻力系数值取决于管内热媒的流动状态和管壁的粗糙程度，其表达式为： 　　　　　　　　　　λ=?(Re,ε) 　　　Re=υd/γ ε=K/d 式中Re–雷诺数(Re2320,流动为层流；Re2320，流动为紊流) 　　 γ–热媒的运动粘滞系数m2/s； 　 K–管壁的当量绝对粗糙度，m； 　　　ε–管壁的相对粗糙度。 １.层流区（ Re 2320 ） 　　　λ＝６４／Re ２.紊流区（ Re 2320 ） 　（１）紊流光滑区（布拉修斯公式） 　　 　 （２）紊流过度区（洛巴耶夫公式） 　 （３）紊流粗糙区（阻力平方区）尼古拉兹公式 　　　当管径d≥40mm时， 　　　采用希弗林松推荐的公式　　λ=0.11(K/d)0.25 　 　　　 （４）流态判别 临界流速　　　　　　　　　　　　　　　m/s 临界雷诺数 (5)紊流区统一公式 　　柯列勃洛克公式 　　阿里特舒里公式 ３.实用计算公式 把　　　　　　　　　　代入公式（４－２），得出 　　　　　　　　　　　　　　　　Pa/m　（４－３） 公式（４－３）反映了比摩阻Ｒ、管径d、流量Ｇ三者之间的关系。只要已知其中的两个，便可求出第三个参数。 利用公式（ ４－３ ）制成的热水管道水力计算表详见附表４－１ （二） 局部阻力损失 局部阻力损失公式： 　　　　　　　　　Ｐa　　　（４－４） 式中 　　 – 局部阻力系数之和 　水流过热水供暖系统管路的附件(如三通、弯头、阀门等)的局部阻力系数值，可查附录4－2。表中所给定的数值，都是用实验方法确定的。附录4－3给出热水供暖系统局部 阻力系数　　=1时的局部损失△P值。 二、水力计算方法 １.一般方法　　 △P= △PY+△PJ=RL+Z 其中Ｒ值选择计算有如下两种方法： (1)预定压头法 　最不利环路平均比摩阻ＲＰ计算公式 Ｐa （４－５） 　　　　　　　　　　　　　 式中 △P －预定的作用压头　 　　　　－沿程阻力占总阻力百分比　 　　　　　－最不利环路总长，m (2)推荐流速法 推荐常用流速（对应比摩阻值为６０－１２０Ｐa/m） 2.当量阻力法(动压头法) 当量局部阻力法当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。 △P=RL+Z　其中的沿程损失RL写成局部阻力损失形式有: RL= ，而依据公式（４－２）　　　　　　　可以得 出　　　　Ｌ＝　　　　　　　从而有： 　　　　　　　　　　　　　　　（４－６） 如已知管段的水流量G(kg／h)时，则根据有关公式管段的总压力损失△P可改写为 　△P＝ RL+Z＝（　　＋　　） 把　　　　　　　　代入前式　　　 得出：△P　　　　　　　　　　　　　令　　　　＝Ａ 则有△P ＝Ａ　　　　　　式中　 　　为折算的局部阻力系数，于是 △P ＝Ａ　　Ｇ２ 令Ｓ＝Ａ　　，则有 △P ＝ＳＧ２　　Ｐa　(4-7) 式中 S-管段的阻力特性数(简称阻力数) λ/d、Ａ 值见附录４－４ 　　见附录（４－６）　（４－７） 　　　　 　　 3.当量长度法 当量长度法的基本原理是将管段的局部阻力损失折合为管段的沿程损失来计算。 △P=RL+Z 其中的沿程损失Z写成局部阻力损失形式有: Z=RLd 而局部阻力 依据公式（4-2） 从而可得出 Ld，整理后得到局部阻力当量长度Ld： m (4-8) 于是△P=RL+RLd=R(L+Ld)