蒸汽网路水力计算
蒸汽网路系统
一、蒸汽网路水力计算的基本公式
计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下
R = 6.88×10-3×K0.25×(G t2/ρd5.25)， Pa/m （9-1）
d = 0.387×[K0.0476G t0.381 / (ρR)0.19]， m （9-2）
Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]， t/h （9-3）
式中 R —— 每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m ；
G t —— 管段的蒸汽质量流量，t/h；
d —— 管道的内径，m；
K —— 蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取K=0.2mm=2×10-4 m；
ρ —— 管段中蒸汽的密度，Kg/m3。
为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。给出了蒸汽管道水力计算表。
二、蒸汽网路水力计算特点
1、热媒参数沿途变化较大
蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。
2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正
在蒸汽网路水力计算中，由于网路长，蒸汽在管道流动过程中的密度变化大，因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。
如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi不相同，则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。
v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi m/s （9-4）
R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi Pa/m （9-5）
式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。
3、K值改变时，对R、L d值进行的修正
（1）对比摩阻的修正、
当蒸汽管道的当量绝对粗糙度K sh与计算采用的蒸汽水力计算表中的
K bi=0.2mm不符时，同样按下式进行修正：
R sh=(K sh / K bi)0.25 · R bi Pa/m （9-6）
式中符号代表意义同热水网路的水力计算。
（2）对当量长度的修正
蒸汽管道的局部阻力系数，通常用当量长度表示，同样按下式进行计算。即L d = Σξ·d/λ= 9.1·(d1.25/K0.25)·Σξ（9-7）
室外蒸汽管道局部阻力当量长度L d值，可按热水网路局部阻力当量长度表示。但因K值不同，需按下式进行修正。
L sh.d = (K bi / K sh)0.25 ·L bi.d= (0.5/0.2)0.25 ·L bi.d
=1.26· L bi.d m 式中符号代表意义同热水网路的水力计算。
当采用当量长度法进行水力计算，蒸汽网路中计算管段的总压降为ΔP = R(L + L d) = RL zh Pa （9-9）
式中 L zh —— 管段的折算长度，m。
【例题9-1】蒸汽网路中某一管段，通过流量G t=4.0 t/h ，蒸汽平均密度ρ=4.0 kg/m3。
（1）如选用φ108×4的管子，试计算其比摩阻R值。
（2）如要求控制比摩阻R在200Pa/m以下，试选用合适的管径。
【解】（1）根据的蒸汽管道水力计算表（ρbi=1.0 kg/m3），查出当Gt=4.0t/h，公称直经DN100时，
R bi = 2342.2 Pa/m ；v bi = 142 m/s
管段流过蒸汽的实际密度ρsh=4.0 kg/m3。需要进行修正，得出实际的比摩阻R sh和流速v sh值为
v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi = (1/4)×142 = 35.5 m/s
R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi = (1/4)×2342.2 = 585.6 Pa/m
（2）根据上述计算可见，在相同的蒸汽质量流量G t和同一管径d条件下，流过的蒸汽密度越大，其比摩阻R及流速v值越小，呈反比关系。因此，在蒸汽密度ρ=4.0kg/ m3，要求控制的比摩阻为200Pa/m以下，因表中蒸汽密度为ρ=1.0 kg/ m3，则表中控制的比摩阻值，相应为200×（4/1）= 800 Pa/m以下。
根据，设ρ=1.0 kg/ m3，控制比摩阻R在800Pa/m 以下，选择合适的管径，得出应选用的管道的公称直径为DN125mm，相应的R bi值及v bi值为
R bi = 723.2 Pa/m ；v bi = 90.6 m/s
最后，确定蒸汽密度ρ=4.0 kg/ m3时的实际比摩阻及流速值。
R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi = (1/4)×723.2 = 180.8 Pa/m < 200 Pa/m
v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi = (1/4)×90.6 = 22.65 m/s
三、蒸汽网路水力计算方法
1、准确的计算方法——按管段取蒸汽的平均密度
ρpj = (ρs + ρm) / 2， kg/m3（9-10）
式中ρs、ρm ——分别为计算管段始端和末端的蒸汽密度，kg/m3。逐段进行计算
特点：该方法较准确的计算管段节点蒸汽参数（P s、T s）,计算较准确。
2、简略计算方法——对整个系统取蒸汽平均密度
ρpj = (ρs + ρm) / 2， kg/m3(9-11)
式中ρs、ρm ——分别为系统始端和末端的蒸汽密度，kg/m3。
特点：该方法计算误差比较大，但计算工作量小。
3、按一定管长取管段始端的密度
具体取法：每隔50米管长取始端蒸汽的密度，逐段进行计算。
特点：该方法计算的准确性介于上述两者之间。
4、蒸汽网路水力计算的任务
要求选择蒸汽网路各管段的管径，以保证各热用户蒸汽流量的使用参数的要求
四、计算步骤（准确的计算方法）
主干线的平均比摩阻，按下式求得
R pj = ΔP / ∑L(1+αj)， Pa/m （9-13）
式中ΔP — 热网主干线始端与末端的蒸汽压力差，Pa；
∑L — 主干线长度，m；
αj — 局部阻力所占比例系数，可选用的数值。
3.进行主干线管段的水力计算
a、假定管段末端的压力：
计算每米管长的压力降ΔP / ∑L；Pa/m
其中ΔP：主干线始、末端的压力差,Pa。
计算管段末端的压力P m = P s -（ΔP / ∑L）L1，Pa （9-14）
通常从热源出口的总管段开始进行水力计算。热源出口蒸汽的参数为已知，现需先假设该管段末端蒸汽压力，ρm=（ΔP / ∑L）L由此得出该管段蒸汽的平均密度ρpj
ρpj = (ρs + ρm) / 2， kg/m3 （9-15）
式中ρs、ρm —— 计算管段始端和末端的蒸汽密度，kg/m3。
4.确定管径（通过水力计算表由G、R pj查出d、R值）
a.根据该管段假设的蒸汽平均密度ρpj和按式9-13确定的平均比摩阻R pj值，将此R值换算为蒸汽管路水力计算表ρbi条件下的平均比摩阻R bi·pj值。通常水力
计算表采用ρbi = 1 kg/m3，得
R bi·pj / R pj = ρpj/ ρbi
R bi·pj = (ρpj/ ρbi)· R pj
b.根据计算管段的计算流量和水力计算表ρbi条件下得出的R bi·pj值，按水力计算表，选择蒸汽管道直径d、比摩阻R bi和蒸汽在管道内的流速v bi。
c.根据该管段假设的平均密度ρpj，将从水力计算表中得出的比摩阻R bi和v bi值，换算为在ρpj条件下的实际比摩阻R sh和流速v sh。
R sh =R bi(ρbi\ρpj)，Pa/m ；v sh =vbi(ρbi\ρpj)，m/s。
蒸汽在管道内的最大允许流速，按《热网规范》，不得大于下列规定
过热蒸汽：公称直径DN>200mm时，80m/s
公称直径DN≤200mm时，50m/s
饱和蒸汽：公称直径DN>200mm时，60m/s
公称直径DN≤200mm时，35m/s
5.计算管段的局部阻力当量长度及管段压力降
a.按所选的管径，计算管段的局部阻力总当量长度L d.
由局部阻力系数查，注意K值引起的修正。
b. 计算管段的实际压力降，ΔP sh = R sh·(L+L d) Pa。
6.较核管段的平均密度
a.计算管段末端的压力值P mˊ= P s - ΔP sh，Pa （9-16）
查得相应Pmˊ条件下的ρˊm值。
b.计算管段的平均密度ρˊpj = (ρs + ρˊm) / 2 ，kg / m3 （9-17）
c.与开始假设平均密度ρpj进行比较,如两者相等或差别很小，则该管段的水力计算过程结束，进行下一管段的计算，如两者差别较大，则应重新假设ρpj，然后按同一计算步骤和方法进行计算，直到两者相等或差别很小为止，重新假设的ρpj= ρˊpj 。由此蒸汽网路主干线所有管段逐次进行水力计算。
7.分支管路的水力计算（计算方法同上）
由主干线计算结果而确定支线始端压力；由用户用汽压力确定支线末端压力，重复步骤（2)-（6）。
五、计算例题
【例题9-2】某工厂区蒸汽供热管网，其平面布置图见下图。锅炉出口的饱和蒸汽表压力为10bar。各用户系统所要求的蒸汽表压力及流量列于图9-1上。试进行蒸汽网路的水力计算。主干线不考虑同时使用系数。
图 9-1 例题9-1附图
【解】从锅炉出口到用户3 的管线为主干线
则 R pj = ΔP/∑L(1+αj) = [(10 - 7)×105] / [(500+300+100)(1+0.8)] = 185.2 Pa/m
式中αpj = 0.8，采用的估算数值。
1.已知锅炉出口的蒸汽压力，进行管段1的水力计算
首先计算锅炉出口的管段。预先假设管段1末端的蒸汽压力。假设时，可按平均比摩阻，按比例给定末端蒸汽压力。
如 P m1 = P s1 – ΔP·L1/∑L = 10 – (10-7)×500 / 900 = 8.33 bar
将此假设的管段末端压力P m值，列入表9-1，第8栏中。
2.根据管段始、末端的蒸汽压力，求出该管段假设的平均密度
ρpj = (ρs + ρm) / 2 = (ρ11 + ρ9.8.33) / 2
= (5.64 + 4.81) / 2= 5.225 kg/m3
3.将平均比摩阻换算为水力计算表ρbi = 1kg/m3条件下的等效值，即
R bi·pj = ρpj · R pj = 5.225 × 185.2 = 968 Pa/m
将R bi·pj值列入表内。
4.根据R bi·pj的大致控制值，利用，选择合适的管径
对管段1：蒸汽流量G t = 8.0 t/h，选用管子的公称直径DN150mm，相应的比摩阻及流速值为：
R bi = 1107.4 Pa/m ；v bi = 126 m/s
将此值分别列入表9-1中11和12栏中。
5.根据上述数据，换算为实际假设条件下的比摩阻及流速值
R sh = (1 / ρpj) R bi = (1 / 5.225) × 1107.4 = 211.9 Pa/m
v sh = (1 / ρpj) v bi = (1 / 5.225) × 126 = 24.1 m/s
6.根据选用的管径DN150mm，按，求出管段的当量长度L d值及其折算长度L zh 值
管段1的局部阻力组成有：1个截止阀，7个方形补偿器（锻压弯头）。查
L d = (24.6 + 7×15.4) × 1.26 = 166.8 m
管段1的折算长度 L zh = L + Ld = 500 + 166.8 = 666.8 m
将L d及L zh值分别列入表5和6栏中。
7.求管段1在假设平均密度ρ pj条件下的压力损失，列入表第15栏中。
ΔP sh = R sh · L zh = 211.9 ×666.8 = 141295 Pa ≈ 1.41 bar
8.求管段1末端的蒸汽表压力，其值列入表第16栏中
Pˊm = P s – ΔP sh = 10 – 1.41 = 8.59 bar
9.验算管段1的平均密度ρˊpj，是否与原先假定的平均蒸汽密度ρpj相符
ρˊpj = (ρs + ρˊm) / 2 = (ρ11 + ρ9.59) / 2
= (5.64 + 4.93) / 2 = 5.285 kg/m3
原假定的蒸汽平均密度ρpj = 5.225 kg/m3，两者相差较大，需重新计算。
重新计算时，通常都以计算得出的蒸汽平均密度ρˊpj，作为该管段的假设蒸汽平均密度ρpj。再重复以上计算方法，一般重复一次或两次，就可满足ρˊpj = ρpj 的计算要求。
管段1得出的计算结果，列在表9-1中。假设平均蒸汽密度ρpj = 5.285
kg/m3，计算后的蒸汽平均密度ρˊpj = 5.29 kg/m3。两者差别很小，计算即可停止。
10.计算结果得出管段1末端蒸汽表压力为8.6bar，以此值作为管段2的始端蒸汽表压力值，按上述计算步骤和方法进行其它管段的计算。
主干线的水力计算结果见表所列。用户3入口处的蒸汽表压力为7.24bar，稍有富裕。
主干线水力计算完成后，即可进行分支线的水力计算。以通向用户1的分支线为例，进行水力计算。
11、分支线的水力计算
（1）.根据主干线的水力计算主干线与分支线节点的蒸汽表压力为8.6 bar，则分支线4的平均比摩阻为
R pj = [(8.6 – 7.0)×105] / [120(1 + 0.8)] = 704.7Pa/m
（2）.根据分支管始、末端蒸汽压力，求假设的蒸汽平均密度
ρpj =(ρ9.6 + ρ8.0) / 2 = (4.94 + 4.16) / 2 = 4.55 kg/m3
（3）.将平均比摩阻Rpj值换算为水力计算表ρbi = 1kg/m3条件下的等效值
R bi·pj = ρpj · R pj = 4.55 × 740.7 = 3370 Pa/m
（4）.根据ρbi = 1kg/m3的水力计算表，选择合适的管径
蒸汽流量G4 = 3.0 t/h，选用管子DN80mm，相应的比摩阻及流速为
R bi = 3743.6 Pa/m ；v bi = 158 m/s
（5）.换算到在实际假设条件ρsh下的比摩阻及流速值
R sh = (1 / ρpj) · R bi = (1 / 4.55 ) × 3743.6 = 822.8 Pa/m
v sh = (1 / ρpj) · v bi = (1 / 4.55 ) × 158 = 34.7 m/s
（6）.计算管段4的当量长度及折算长度
管段4的局部阻力的组成：1个截止阀、1个分流三通、2个方形补偿器。
当量长度L d = 1.26 (10.2 + 3.82 +2 × 7.9) = 37.6 m
折算长度L zh = L + L d = 120 + 37.6 = 157.6 m
（7）.求管段4的压力损失
ΔP sh = R sh · L zh = 822.8 × 157.6 = 129673 Pa ≈ 1.3bar
（8）.求管段4的末端蒸汽表压力
Pˊm = P s – ΔP sh = 8.6 – 1.3 = 7.3 bar
（9）.验算管段4的平均密度ρˊpj
原假定的蒸汽平均密度ρpj = 4.55kg/m3，ρpj与ρˊpj相差较大，需再次计算。再次计算结果列入表中。最后求得到达用户1的蒸汽表压力为7.32bar，满足使用要求。
（10）.通向用户2分支管线的管段5的水力计算，见水力计算表所示。用户2处蒸汽表压力为7.15bar，满足使用要求。
8.5 室内低压蒸汽供暖系统路的水利计算方法和例题
一、室内低压蒸汽共暖系统水力计算原则和方法
在低压蒸汽供暖系统中，靠锅炉出口处蒸汽本身的压力，使蒸汽沿管道流动，最后进入散热器凝结放热。
1.水力计算原则
蒸汽在管道流动时，同样有摩擦压力损失△P y和局部阻力损失△P j。计算蒸汽管道内的单位长度摩擦压力损失（比摩阻）时，同样可利用达西·维斯巴赫公式进行计算。即
R=（λ/d）·(ρv2/2) Pa/m
式中符号同前。
在利用上式为基础进行水力计算时，虽然蒸汽的流量因沿途凝结而不断减少，蒸汽的密度也因蒸汽压力沿管路降低而变小，但这变化并不大，在计算低压蒸汽管路时可以忽略，而认为每个管段内的流量和整个系统的密度ρ是不变的。在低压蒸汽供暖管路中，蒸汽的流动状态处于紊流过度区，其摩擦系数λ值可按第四章公式进行计算。室内低压蒸汽供暖系统管壁的粗糙度
K=0.2mm。
给出低压蒸汽管径计算表，制表时蒸汽的密度取值0.6Kg/m3计算。
低压蒸汽供暖管路的局部压力损失的确定方法与热水供暖管路相同，各构件的局部阻力系数ζ值同样可按确定，其动压头值可见。
在散热器入口处，蒸汽应有1500--2000Pa的剩余压力，以克服阀门和散热器入口的局部阻力，使蒸汽进入散热器，并将散热器内的空气排出。
2.水力计算方法
在进行低压蒸汽供暖系统管路的水力计算时，同样先从最不利的管路开始，亦即从锅炉到最远散热器的管路开始计算。为保证系统均匀可靠地供暖，尽可能使用较低的蒸汽压力供暖，进行最不利的管路的水利计算时，通常采用控制比压降或按平均比摩阻方法进行计算。
按控制比压降法是将最不利管路的每1m总压力损失约控制在100Pa/m来设计。
平均比摩阻法是在已知锅炉或室内入口处蒸汽压力条件下进行计算。
R p·j = α( P g – 2000 )∕∑L Pa/m (8-7)
式中α---沿程压力损失占总压力损失的百分数，取α＝60%；（见）
P g---锅炉出口或室内用户入口的蒸汽压力，Pa；
2000…… 散热器入口处的蒸汽剩余压力，Pa；
∑L …… 最不利管路管段的总长度，m。
当锅炉出口或室内用户入口处蒸汽压力高时，得出的平均比摩阻R p·j值会较大，此时控制比压降值按不超过100Pa/m设计。
蒸汽管道计算实例之欧阳歌谷创编
前言 欧阳歌谷（2021.02.01） 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）； VOD用户端温度180℃，压力0.5MP； 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。
3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。（一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）
煨弯R=3D0.3102003 煨弯 5620030方型伸缩器 R=3D 2、压力损失 2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa； Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ； g—重力加速度，一般取9.8m/s2； υp—介质的平均比容，m3/kg； λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ； d—管道直径，已知d=200mm ； L—管道直径段总长度，已知L=505m ； Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36； H1、H2—管道起点和终点的标高，m； 1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3； 1.15—安全系数。 在蒸汽管道中，静压头(H2-H1)10/Vp很小，可以忽略不计所以式2—1变为
蒸汽网路水力计算
蒸汽网路系统 一、蒸汽网路水力计算的基本公式 计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下 R = 6.88×10-3×K0.25×(G t2/ρd5.25)， Pa/m （9-1） d = 0.387×[K0.0476G t0.381 / (ρR)0.19]， m （9-2） Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]， t/h （9-3） 式中 R —— 每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m ； G t —— 管段的蒸汽质量流量，t/h； d —— 管道的内径，m； K —— 蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取K=0.2mm=2×10-4 m； ρ —— 管段中蒸汽的密度，Kg/m3。 为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。给出了蒸汽管道水力计算表。 二、蒸汽网路水力计算特点
1、热媒参数沿途变化较大 蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。 2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正 在蒸汽网路水力计算中，由于网路长，蒸汽在管道流动过程中的密度变化大，因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。 如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi不相同，则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。 v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi m/s （9-4） R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi Pa/m （9-5） 式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。 3、K值改变时，对R、L d值进行的修正 （1）对比摩阻的修正、 当蒸汽管道的当量绝对粗糙度K sh与计算采用的蒸汽水力计算表中的 K bi=0.2mm不符时，同样按下式进行修正： R sh=(K sh / K bi)0.25 · R bi Pa/m （9-6）
热水管网的水力计算
8章建筑内部热水供应系统 8.4热水管网的水力计算 8.4 热水管网的水力计算 8.4热水管网的水力计算
热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。 水力计算的目的是： 计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失； 计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失； 确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。 热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算 出管路的总水头损失H h 。热水管道的流速，宜按表8-45选用。 8.4.1 第一循环管网的水力计算 1．热媒为热水 热水管道的流速表8-12
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示， 热媒管网的热水自 然循环压力值H zr 按式 （8-35）计算： ) (8.921ρρ-?=h H zr 图8-12
热水管网的水力计算 8.4.1 第一循环管网的水力计算 式中H zr —热水自然循环压力，Pa ； Δh —锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m ；ρ1—锅炉出水的密度，kg/m 3； ρ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m 3。 当H zr ＞H h 时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求 （8-36）： h H 当H zr 不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。 zr H ≥（1.1~1.15）h H
PPR水力计算表
建筑给水聚丙烯管道(PP—R)应用技术规程 前言 建筑给水聚丙烯管道(PP—R)是国际上九十年代发展起来的化学建材，它与钢管、铜管相比，具有卫生、质轻、耐压、耐腐蚀、阻力小、隔热保温、连接方便可靠、使用寿命长、废料可回收利用等特点，可广泛用于冷、热水供应系统和纯净水系统，有良好的推广应用前景和显著的社会效益、经济效 益。 本规程是参照国外有关资料和上海市建筑产品推荐性应用标准《建筑给水聚丙烯管道(PP—R)工程技术规程》DBJ／CT501—99基础上编制的。由于经验有限，难免有不足之处，有待在实践中不断完 善。在使用中如有意见和建议，请寄至：广东省南海市松岗镇沙水工业区，南海市彩虹塑胶实业有限公司，邮政编码528234，以便修订时采用。 本规程编写单位及起草人名单如下： 主编单位：广州市建设委员会广东省土木建筑学会广东省给排水技术专业委员会 参编单位：南海市彩虹塑胶实业有限公司广西省土木建筑学会 主要起草人：曲申酉、李大鹏、何枫，郭秀英 参加起草人：劳锦华、陈永昌、杜吉军、张海忠、刘勇、余敏 第一章总则 1．0．1 为了使建筑给水系统中采用聚丙烯管道的工程，在设计、施工及验收中做到技术先进、安全卫生、经济合理、保证质量，特制订本规程。 1．0．2 本规程适用于各种民用建筑和工业建筑中生活给水、生活热水和饮用洁净水的管道系统的设计、施工及验收。本规程规定的系统工作压力不大于0．6MPa，水温不大于70℃。 1．0．3 聚丙烯管道不得用作消防管道。聚丙烯管道用于输送化工流体介质时，应探讨其化学稳定性，应参考有关资料或做试验确定。
1．0．4 本规程采用的聚丙烯管材、管件的规格、尺寸及性能，均应符合南海市彩虹塑胶实业有限公司产品企业标准Q／CHl.1— 1999、Q／CHl.2—1999的要求，该企业标准中管材等同采用德国工业标准 DIN8077—1996及DIN8078—1996中第三类型管的要求。管件等同采用德国工业标准DINl6962E中第5、6、7、8部分的规定。 1．0．5给水聚丙烯管道工程的设计、施工及验收，除执行本规程外，还应符合国家有关标准、规范的规定。 第二章术语 2．0．1 热熔连接由相同热塑性塑料制作的管材与管件互相连接时，采用专用热熔机具将连接部位表面加热，连接接触面处的本体材料互相熔合，冷却后连接成为一个整体。热熔连接有对接式热熔连接、承插式热熔连接和电熔连接。 2．0．2 公称压力管材在介质温度为20℃，使用期限为50年，以MPa为单位的允许压力称为公称压力。 2．0．3 允许压力在某一介质温度下，对应一定的使用年限，管道系统可以承受的最大压力，称为允许压力。 2．0．4 工作压力为确保管道系统在使用期限内安全运行，各公称压力等级的管道，将其允许压力乘以安全系数后确定的压力，称为工作压力。 2．0．5 自然补偿利用管道敷设中自然存在的曲折或加设的曲折，吸收管道因温差产生的变形，称为自然补偿。 2．0．6 自由臂自然补偿时，利用折角管段的悬臂位移，吸收管道自固定点起至转弯处的伸缩变形，该对应的转弯管段称为自由臂。 2．0．7 电熔连接由相同的热塑性塑料管道连接时，插入特制的电熔管件，由电熔连接机具对电熔管件通电，依靠电熔管件内部预先埋设的电阻丝产生所需要的热量进行熔接，冷却后管道与电熔管件连接成为一个整体。 2．0．8 法兰连接件由金属法兰盘及PP—R过渡接头组成，过渡接头与管材用热熔连接套入法兰盘形成法兰连接件。法兰连接件是PP—R管道法兰连接的专用型式，构造示意图如下：
住宅套内给水排水管道水力计算知识交流
住宅套内给水排水管道水力计算 专业--给排水常识2010-05-26 18:06:18 阅读21 评论0 字号：大中小订阅 1 入户管管径计算 《住宅建筑规范》[1]第5.1.4条规定：“卫生间应设置便器、洗浴器、洗面器等设施或预留位置；……。”这是现阶段住宅内卫生器具配置的最低要求，从《建筑给水排水设计规范》[2]中可知普通住宅Ⅱ、Ⅲ类符 合此项要求。 以普通住宅Ⅱ类为计算算例，表1-1为普通住宅Ⅱ类最高日生活用水定额及小时变化系数，表1-2为住宅常见卫生器具的给水额定流量、当量和连接管公称管径。表1-3为生活给水管道的水流流速要求值。 普通住宅Ⅱ类常见户型配置情况：所有户型配置均配置一间厨房，一套洗衣设施，以卫生间间数不同，分为一卫户（一间卫生间的户型）、二卫户（二间卫生间的户型）和三卫户（三间卫生间的户型）。表1-4 为常见户型卫生器具不同组合的当量数。 以PP-R管道和PAP管道作为典型管材进行水力计算。三通分水连接方式常用的建筑给水用无规共聚聚丙烯（PP-R）管道，当冷水管工作压力≤0.6MPa时，常选用S5系列，S5系列计算内径较大；分水器分水连接方式常用的铝塑复合（PAP）管道，铝塑复合（PAP）管道采用对接焊型，计算内径较小。表1-5为住宅常见户型入户管水力计算表。由表1-5可知，普通住宅Ⅱ类常见户型入户管公称管径应为DN25～DN32；如入户管管径采用小一级的，首先流速不满足规范要求，其次同样长度的入户管水头损失比满足流 速要求管径的水头损失大3倍左右。 表1-1 最高日生活用水定额及小时变化系数[2]
注：（1）流出水头[7] 是指给水时，为克服配水件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而能放出的额定流量的 水头所需的静水压。 （2）最低工作压力[2] 是指在此压力下卫生器具基本上可以满足使用要求，它与额定流量无对应关系。 住宅入户管上水表的水头损失取0.010[2]～0.015MPa[4]。笔者以水表本层出户集中布置方式（水表距楼面1.0m），常见户型厨房、卫生间和阳台用水点为算例，根据管件采用三通分水或分水器分水的连接情况，经过管道、配件沿程和局部水头损失计算后，加上卫生器具的最低工作压力和水表的水头损失不同组合，表前最低工作压力在0.10～0.15MPa。对分水器集中配水连接方式水头损失较小，对应的表前最低工 作压力可采用较小的数值。 现代住宅给水支管设计常常只到水表后（或在室内预留一处接口），表前最低压力值的大小关系到住户将来装修后的正常用水，对于这一点应加以重视。同时必须指出，目前大部分水箱供水方式，水箱设置高度难以满足顶上1～3层表前最低工作压力(卫生器具的最低工作压力)的要求，这一点在设计时应特别注意。 3 排水横支管管径计算 排水横支管设计排水流量（通水能力）是按照重力流（不满流）进行计算，同管径的排水横支管设计排水流量远小于排水立管的设计排水流量。表3-1 为住宅常见卫生器具排水的流量、当量和排水(连接)管的 管径。 以常用的建筑排水硬聚氯乙烯（UPVC）管道（公称外径50～110mm）作为计算算例。表3-2为水力 计算参数、计算过程和计算结果。 表3-1卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径[2]
水力计算公式选用
水力计算公式选用 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
长距离输水管道水力计算公式的选用 1．常用的水力计算公式： 供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有: 达西（DARCY ）公式： g d v l h f 22 **=λ （1） 谢才（chezy ）公式： i R C v **= （2） 海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式： 87 .4852.1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，m λ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s 2 C----谢才系数 i----水力坡降； R ―――水力半径，m Q ―――管道流量m/s 2 v----流速 m/s
C n----海澄――威廉系数 其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。三种水力计算公式中，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。 2．规范中水力计算公式的规定 3．查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1： 表1 各规范推荐采用的水力计算公式
4．公式的适用范围： 3．1达西公式 达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。公式中沿程阻力系数λ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的着名经验公式。 舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式 )Re 51 .27.3lg( 21 λ λ +?*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式,该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合,适用范围为4000 第二节热水网络水力计算方法和例题 热水网络水力计算所需资料： 1.网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附件和配件）； 2.热用户热负荷的大小； 3.热源的位置以及热媒的计算温度。 热水网路的水力计算方法及步骤： 1.确定热水网路中各个管段的计算流量 管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。 1)对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量可用下式确定： （9—13） 式中'n Q ——供暖用户系统的设计负荷，通常可用GJ/h 、MW 或610kcal/h;'1τ、'2τ——网路的设计、回水温度，℃； c——水的质量比热，c=4.1868kj/(kg·℃)=1kcal/(kg·℃) A——采用不同计算单位系数； 2)对具有多种热源用户的并联闭式热水供热系统，采用按供暖热负荷进行集中质调节时，网路计算管道的设计流量应按下式计算： （9—14）式中'sh G ——计算管段的设计流量，t/h ；' n G 、' t G 、' r G ——计算管段担负供暖、通风、热水供应的热负荷设计流量，t/h ；'n Q 、't Q 、'r Q ——计算管段担负的供暖、通风和热水供应的设计热负荷，通常可以GJ/h 、MW 或610kcal/h 表示； A——采用不同计算单位时的系数； '''1τ——在冬季通风室外设计算温度'w.t t 时的网路供水温度，℃；'''t .2τ——在冬季通风室外设计算温度'w.t t 时，流出空气加热器的网路回 水温度，采用与供暖热负荷质调节时相同的回水温度，℃； ''1τ——供热开始或开始间歇调节时的网路供水温度，℃； ''2.r τ——供热开始或开始间歇调节时，流出热水供应的水-水换热器的1212()()n n n Q Q G A c ττττ'''==''''--121 2.1 2.()n t r sh n t r t r Q Q Q G G G G A ττττττ'''''''=++=++''''''''''''--- 一. 填空（每空1分，共25分） 1. 通风、空调系统并联管路阻力平衡的方法和。 2.敞口的竖直管中的气体重力流，其流动动力的大小取决于 和之积，流动方向取决于 ，若管道内气体密度，则管道内气流向上。 3.建筑高度超过的公共建筑或工业建筑、楼层数在 的住宅建筑为高层建筑。 4.燃气管道的与其它管道相比，有特别严格的要求。 5.室内热水供应系统设置循环管的目的是。 6.蒸汽供暖系统水平失调具有和。 7.水封水量损失的主要原因为、和 。 8.设计室内排水系统横管时须满足的规定有、、 和。 9.泵、风机的能量损失包括、、和 。 10.泵、风机采用串联运行的条件是和 。 二．单项选择（每题1分，共5分） 1.对于压力和重力综合作用下的气体管流，压力和重力综合作用将 管内气体的流动。 A.增强 B.削弱 C.不一定 2.蒸汽管网比冷热水管网在设计和运行管理上较复杂的原因是。 A.蒸汽的比重小 B.蒸汽和凝水状态参数变化较大 C.蒸汽系统的压力大 3.欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程。 A.与流动过程有关 B.与流体进出口速度有关 C.与被输送流体的种类有关 4.两台性能相同的泵或风机并联运行时，总流量增量的大小与下列哪一项有关。 A.管网性能曲线形状 B.泵或风机性能曲线形状 C.前两者 5.随着并联泵或风机台数的增多，总流量增量的幅度越来。 A.越大 B.越小 C.不变 三．判断对错（每题1分，共10分） 1.当量直径就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径。 2.吸送式气力输送系统的风机安装在系统尾部，系统在负压下运行。 3.应使排水立管内的水流状态处于水塞流。 4.轴功率表示在单位时间内流体从离心式泵或风机中所获得的总能量。 5.风机的全压为单位体积的气体流经风机时所获得的总能量。 6.理想条件下，泵或风机的Q T-H T性能曲线为抛物线形状。 7.改变管网性能曲线最常用的方法是改变管网中阀门的开启度。 8.泵的调节阀安装在吸入管上时，技术和经济性较好。 9.对于具有驼峰形性能曲线的泵或风机，其在压头峰值点的左侧区域运行 时，设备的工作状态能自动地与管网的工作状态保持平衡，稳定工作。 10.系统效应反映的是泵或风机进出口与管网系统连接方式对泵或风机的性能产生的影响。 四．简答题（每题5分，共30分） 1.什么叫均匀送风﹖实现均匀送风的基本条件﹖ 2.阐述湿式自动喷水灭火系统的工作原理。 3.建筑给水系统所需压力的组成﹖如何根据所需压力及外网水压确定供水 方式﹖ 4.分析建筑内排水立管的压力变化。 5.试比较前向叶片、径向叶片和后向叶片。 6.什么叫泵或风机的喘振﹖其危害﹖防治的方法﹖ 五. 制图分析题（10分） 下图为热水网路平面示意图及干管在正常水力工况下的水压曲线,请绘出（1）关小阀门A（2）关小阀门B两种情况下的水压曲线,并分析各种用户的流量变化。 六.分析计算题（10分） 下图为某热水网路平面图,管线纵剖面图和水压图,网路供、回水温度130℃/70℃(130℃水汽化压力17.6mH2O),用户3为低温水供暖用户,压力损失为2mH2O,主干线长为1000m,试问 1。在图中标出定压点C的位置 2。确定网路循环水泵扬程 3。确定热源内部压力损失 4。网路主干线压力损失 5。回水主干线平均比压降 6。定性比较用户1和用户2供水支线压力损失大小 7。验证热水网路在用户3入口处压力工况是否满足技术要求 8。确定用户3连接方式 七.计算题（10分） 某厂区热水供热系统网路平面如图,供水温度t1=130℃,回水温度t2=70℃,用户流量及用户内部阻力损失如图所示,试进行热水网路水力计算。（ a j =0.6局部损失与沿程损失的估算比值） 第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。 液压计算图简单，清晰，易于查阅。有关水力计算是根据新标准编制的。适用于给排水工程，环境工程，房屋建设，水利水电工程，污水处理，市政管道，暖通空调等领域的规划设计，施工，管理和决策人员。也可以作为工厂，矿业企业及相关高等学校的师生参考。 执行摘要 水力计算图是给水排水工程设计中常用的水力计算图的集合。内容包括供水工程用钢管，铸铁管和塑料管的水力计算表，圆形截面钢筋混凝土输水管的水力计算表，圆形，矩形，马蹄形和蛋形截面排水管道的水力计算图，梯形明渠水力计算图，热水管，钢塑复合管，蒸汽和压缩空气管的流量和压力损失计算表等。为了充分发挥实用的设计功能并配合应用在计算机辅助设计方面，“液压计算表”配备了上述所有液压计算表的电子软件，可以通过计算机准确，方便，快速地检索，查询和计算。 目录 1，给水管道水力计算 1.钢管和铸铁管 1.1计算公式 1.2表格和说明 1.3水力计算 2.钢筋混凝土供水管 2.1计算公式 2.2水力计算 3.塑料给水管 3.1计算公式 3.2准备和说明 3.3水力计算 2，排水道水力计算 4.钢筋混凝土圆形排水管（全流量，n = 0.013）4.1计算公式 4.2水力计算 5.钢筋混凝土圆形排水管（非全流量，n = 0.014）5.1计算公式 5.2水力计算图及说明 6.矩形横截面沟槽（全流量，n = 0.013） 6.1计算公式 6.2水力计算 7.矩形横截面沟槽（非全流量，n = 0.013） 7.1计算公式 7.2水力计算 8.梯形截面明渠（n = 0.025，M = 1.5） 8.1计算公式 8.2水力计算图及说明 9.马蹄形断面沟 9.1马蹄形（I型）涵洞供热工程9.2 热水网络水力计算方法和例题
试卷及答案16
给水排水管道系统水力计算
水力计算表