室内供暖系统的水力计算课件.pptVIP

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。

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。

ΔP＝ΔP+ΔP＝R+ΔPPayili式中ΔP——计算管段的压力损失，Pa；ΔP——计算管段的沿程损失，Pa；yΔP——计算管段的局部损失，Pa；iR——每米管长的沿程损失，Pa／m；l——管段长度，m。

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。

比摩阻的计算：摩擦阻力系数：

（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

对室内热水供暖系统管路：处在紊流过渡区对室外热水网路：处在紊流粗糙区（阻力平方区）

附录4-1

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。

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。

基本原理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。

管路总压力损失为：

基本原理是将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来计算。

水力计算的主要任务通常为：1.按已知系统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.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；3.按已知系统各管段的管径和各管段的管径确定通过该管段的水流量。

管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即是从允许的比摩阻R最小的一个环路开始计算。由n个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为n个串联管段压力损失的总和。

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者分支环路的平均比摩阻根据算出的R及环路中各管段的流量，利用水力pj计算图表，可以选出最接近的管径，并求出最不利循环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。

第一种情况的水力计算有时也用在已知各管段的流量和选定的比摩阻R值或者流速v值的场合，此时选定的R值和v值，常采用经济值，称经济比摩阻或经济流速。如选用较大的R值，管径可缩小，单系统的压力损失增大，水泵的电能消耗增加。为了各循环环路易于平衡，最不利循环环路的平均比摩阻不宜选得过大。在设计实践中，R一般取60~120Pa/m为宜。pj

二、等温降法水力水力计算方法

?等温降法采用相同设计温降进行水力计算?它认为双管系统每组散热器水温降相同；单管系统每根立管的供回水温降相同，在此前提下计算各管段流量，进而确定各管段管径。?等温降法简便，易于计算，但不易使各并联环路阻力达到平衡，运行时易于出现近热远冷的水平失调问题。

1.根据已知温降，计算各管段流量。

2.根据系统的循环作用压力，确定最不利环路的平均比摩阻Rpj最大允许流速

3.根据R和各管段流量，查附录4-1选出最接近pj管径，确定该管径下管段的实际比摩阻R和实际流速v。4.确定各管段的压力损失，进而确定系统总的压力损失。

三、不等温降的水力计算原理和方法

是在单管系统中各立管的温降各不相等的前提下进行水力计算。以并联环路节点压力平衡的基本原理进行水力计算。在热水供暖系统的并联环路上，当其中一个并联支路节点压力损失确定后，对另一个并联支路预先给定其管径，从而确定通过该立管的流量以及该立管的实际温度降。这种计算方法对各立管间的流量分配完全遵守并联环路节点压力平衡的水力学规律，能使设计工况与实际工况基本一致。

热水管路系统中各管段的压力损失和流量分配，取决与各管段的连接方法以及各管段的阻力数s值。

对于由串联管段组成热水管路，串联管段的总压降为：根据4-22有：由此可知：在串联管路中，管路的总阻力数为各串联管段阻力数之和。

对于由并联管段组成热水管路，管路的总流量为各并联管段流量之和：可得：

设：则有：又因：可得：在并联管路上，各分支管段的流量分配与其通导数成正比。各分支管段的阻力状况不变时，管路的总流量在各分支管段上的流量分配比例不变。

1.首先任意给定最远立管的温降（一般按设计温降增加2~5℃）；2.确定管路最末端的第二根立管的管径；3.由远至近依次确定出该环路的管径；4.计算各个分支循环环路。

重力循环双管系统通过散热器环路的