学习笔记
自勉:持之以恒 (2)
流量和压力 (2)
基尔霍夫定律 (2)
戴维南定理 (2)
热力学第一定律 (4)
热力学第二定律 (6)
热力学第三定律 (7)
压力、流量、开口度（流阻） (7)
室内采暖相关的一些观念 (8)
泵并联运行流量叠加是否损失了一部分 (10)
疏水器 (11)
自勉:持之以恒
流量和压力
面积决定流量，管路决定扬程。
北京地区一般为每平方米3公斤热水，扬程和（最不利环路）管路长度、管件数量有关系。要计算。流量和供回水温差有关系，和建筑的维护结构有关系，要细算的顺序，要出计算书，根据围护结构和环境温度，确定供热指标既单位面积的供热量，再根据供回水温度差确定流量。
基尔霍夫定律
阐明集总参数电路中流入和流出节点的各电流间以及沿回路的各段电压间的约束关系的定律。1845年由德国物理学家G.R.基尔霍夫提出。集总参数电路指电路本身的最大线性尺寸远小于电路中电流或电压的波长的电路，反之则为分布参数电路。基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。
基尔霍夫电流定律又称节电电流定律（KCL）任一集总参数电路中的任一节点，在任一瞬间流出（流入）该节点的所有电流的代数和恒为零，即就参考方向而言，流出节点的电流在式中取正号，流入节点的电流取负号。基尔霍夫电流定律是电流连续性和电荷守恒定律在电路中的体现。它可以推广应用于电路的任一假想闭合面。
即对任一结点有：∑i =0 。
基尔霍夫电压定律（KVL）任一集总参数电路中的任一回路，在任一瞬间沿此回路的各段电压的代数和恒为零，即电压的参考方向与回路的绕行方向相同时，该电压在式中取正号，否则取负号。基尔霍夫电压定律是电位单值性和能量守恒定律在电路中的体现。它可推广应用于假想的回路中。
即对任一闭合回路有：∑u =0 。
戴维南定理
可将任一复杂的集总参数含源线性时不变二端网络等效为一个简单的二端网络的定理。1883年，由法国人L.
C.戴维南提出。由于1853年德国人H.L.F.亥姆霍兹也曾提出过，因而又称亥姆霍兹－戴维南定理。
对于任意含独立源,线性电阻和线性受控源的单口网络(二端网络),都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络(二端网络)来等效.这个电压源的电压,就是此单口网络(二端网络)的开路电压,这个串联电阻就是从此单口网络(二端网络)两端看进去,当网络内部所有独立源均置零以后的等效电阻.
一个有电压源、电流源及电阻构成的二端网络，可以用一个电压源Uoc和一个电阻Ro的串联等效电路来等效。Uoc等于该二端网络开路时的开路电压；Ro称为戴维南等效电阻，其值是从二端网络的端口看进去，该网络中所有电压源及电流源为零值时的等效电阻。电压源Uoc和电阻Ro组成的支路叫戴维南等效电路。
应用戴维南定理必须注意：
①戴维南定理只对外电路等效，对内电路不等效。也就是说，不可应用该定理求出等效电源电动势和内
阻之后，又返回来求原电路(即有源二端网络内部电路)的电流和功率。
②应用戴维南定理进行分析和计算时，如果待求支路后的有源二端网络仍为复杂电路，可再次运用戴维
南定理，直至成为简单电路。
③戴维南定理只适用于线性的有源二端网络。如果有源二端网络中含有非线性元件时，则不能应用戴维
南定理求解
热力学第一定律
热力学第一定律也就是能量守恒定律。
内容
一个热力学系统的内能增量等于外界向他传递的热量与外界对他做功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）
表达式:△U=W+Q
符号规律
：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用:△U =W+Q时，通常有如下规定：
①外界对系统做功，W>0，即W为正值。
②系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W<0,即W为负值
③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值
④系统从外界放出热量，Q<0，即Q为负值
⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值
⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值
理解
从三方面理解
1.如果单纯通过做功来改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来度量，这时物体内能的增加（或减少)量△U就等于外界对物体（或物体对外界）所做功的数值，即△U=W
2.如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时物体内能的增加（或减少)量△U就等于外界吸收（或对外界放出）热量Q的数值，即△U=Q
3.在做功和热传递同时存在的过程中，物体内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下，物体内能的增量△U就等于从外界吸收的热量Q和对外界做功W之和。即△U=W+Q
能量守恒定律
内容
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
能量的多样性
物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。
不同形式的能量的转化
“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。。。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的。
能量守恒的意义
1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量守恒。
2.能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄重宣告了另一类永动机幻想的彻底破灭。
3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。
第一类永动机（不可能制成）
不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。
其不可能存在，因为违背的能量守恒定律
热力学第二定律有几种表述方式：
克劳修斯表述
热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物；
开尔文-普朗克表述
不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。
熵表述
随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。
关系
热力学第二定律的两种表述（前2种）看上去似乎没什么关系，然而实际上他们是等效的，即由其中一个，可以推导出另一个。
意义
热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
微观意义
一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
第二类永动机（不可能制成）
只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
∵第二类永动机效率为100%，虽然它不违法能量守恒定律，但大量事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变成有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温物体，因此效率不会达到100%。第二类永动机违法了热力学第二定律。
热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度（T=0K）不可达
到。
R.H.否勒和 E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不能达到原理。
压力、流量、开口度（流阻）
流体力学中的压力相当于电学中的电压
开口度相当于电阻(准确讲应叫流阻)
流量相当于电流
流体力学中的压力、流量、开口度(流阻)的关系类似于电学中的欧姆定律
不过流体力学中还有静压力(阀门关死不流动的情况)，静压差，这些是与电学不同的
所以上述总结是在流体流动的前提下成立，在静止时不成立
1)1、流量一定时，管径越大，则压差就越小
2、管径一定时，流量越大，则压差就越大
3、压差一定时，管径越大，则流量就越大
2)压差和压力损失是不同的概念
3)两个基本参数，有如电压与电流；
4)压力与流量的乘积，为液压功率；
5)在液阻中阀口处，压差与流量的二次方关系（流量＝各种系数X过流面积X压差的根方）；
6)细长孔、间隙泄漏等场合，流量或泄漏量与压差成正比；
7)在液压控制中，往往互为控制量与干扰量（溢流阀控制压力，溢流流量是主要干扰；节流阀控制流量，阀口
前后压差是主要干扰）；
8)在动态封闭容腔中（见压力基本公式）：压力与进出容腔流量之差成正比（P=(EXqXT)/V）
这其中P为在T时间段动态封闭容腔中压力的变化值，E为弹性模量，q为T时间段流进、流出封闭容腔的流量之差，V为动态封闭容腔调总容积。
9)可以用流量阀来精细控制压力；
10)油的压缩性：一条油路中高压段的流量与低压段的流量不相等；
11)变量泵中
1)恒排量泵－压力升高，流量减小；
2)恒流量泵－压力变化，流量不变；
3)恒压泵－在恒压区，流量变化，压力不变；
4)恒功率泵－在恒功率区，流量与压力的乘积为常数；恒压和恒功率是变排量柱塞泵的两种控制方式。恒压
是指泵输出的最大压力P是恒定的。恒功率是指泵输出的压力P和流量Q的乘积（即功率）PQ是恒定的。
室内采暖相关的一些观念
1、热媒设计温度
有人认为采暖系统不热，跟运行温度低于设计温度（供水95℃）有关。
散热器热水采暖系统的热媒设计温度，一般根据热舒适度要求、系统运行的安全性和经济性等原则确定。供水温度不超过95℃，可确保热媒在常压条件下不发生汽化；适当降低热媒温度，有利于提高舒适度，但要相应增加散热器数量。所以一般经常采用95/70℃，例如：作为散热器“标准工况”的64.5℃，就是水温95/70℃的平均值与室温18℃的传热温差。许多采暖系统的设计计算资料，也按此条件编制。
当然，热媒设计温度也要符合热源条件的可能性和考虑其它因素。例如：以较低温度的一次热媒进行换热所得的二次热媒，或采用户式燃气热水采暖炉的水温有限制，或采用塑料类管材为提高其耐用性时，也有采用85/60℃作为设计参数的。但是，再进一步降低散热器采暖的热媒设计参数，显然是不合理的。以95/70℃为比较基础，热媒平均温度每降低10℃，散热器数量约增加20％。
当前，存在不适当地过多降低散热器采暖热媒设计参数的倾向。原因是某些开发建设单位在提供设计条件时，按照热源的实际运行工况提出热媒没计参数，例如提出供水温度只有70℃。如不加深入分析，就直接采用这样的低参数进行设计计算，会使散热器数量增加很多，会出现同一热源的不同建筑，散热器数量相差近一倍的现象，更加剧了系统的失调度。
多年以前，有人就曾进行过实态调查测定，结果表明：多数由城市热网或小区集中锅炉房供暖的住宅，即使设计水温为95/70℃，当达到设计室外温度时，运行水温一般只要70/55℃左右,即可保证设计室内温度。如果再按70/55℃的水温设计系统，是否运行水温又可进一步降低呢？似乎不应陷入如此恶性循环的怪圈。
为何实际运行水温远低于热媒没计温度时，也可达到设计室温？主要是由于实际配置的散热面积，均不同程度地偏大于理论所需散热面积。根据理论推导和实际工程运行验证，对于设计水温95/70℃的系统，当散热面积偏大10％时，运行水温约可为90/65℃；当偏大20％时，运行水温约可为85/60℃；当偏大30％时，运行水温约可为82.5/57.5℃；当偏大40％时，运行水温约可为80/55℃。由于设计保守等各种因素，一般系统的散热面积均会偏大30％以上。
2、室内管径越粗越好吗？
分户计量要求下，目前旧楼改造多采用单一的上供上回，各户独立的双管系统。在散热器支管管径选择上大多采用DN20或者DN15的镀锌管。在给某公交公司宿舍供热中，其散热器立管设计采用DN15实际安装时改用DN20，而散热器阀门采用的是普通球阀。结果冬天出问题了，大部分户中最后一组散热器片不热，前面都很热，通过调节散热器前的球阀可以使最后一组散热器片热。这是典型的水力不平衡现象。遇到不讲道理的户主，要求每个阀门都全开，即使前面几个房间热的开窗，也不让关小阀门。这给供热企业带来很大的麻烦，在海信半山兰亭就有一个老同志也不让调节前面的阀门，还说设计系数还不够保守，所以不能全热。根据设计计算，每组散热器支管管径选用DN10就足够了，实际上到国外考察回来的同志也反应国外散热器支管就象牙刷杆那么粗。不是老同志所谓的不够保守，而是太保守了影响了供热效果。下一步设计时应考虑在每组散热器前加调节装置。
2、热负荷问题。
按面积估算散热器片数，实际上是不科学的，但这种现象还存在于一些设计院中。我们知道热负荷跟围护结构、朝向、风力附加等因素有关。在有些大商场里，冬季外区需要供暖风内区需要供冷风，如果按面积估算的话，其内区不是热上加热？就象我们的有的客厅，就处在周边都是采暖房间的情况，这个客厅的热负荷肯定低。热负荷跟面积没有必然联系，盲目的根据面积来估算散热器片数是不负责任的，应通过详细计算来确定。在旧城采暖改造过程中，不少用户反映非常强烈，主要是：自己家的面积和别人家一样大、交费一样多，为什么散热器片数比别人家的少这类问题。我们要耐心给予解释，不能违心给他们找心里平衡而盲目增加片数。
3、楼越高循环水泵的扬程越高。
循环水泵的扬程根系统阻力有关，跟供热的高度没有绝对关系。在闭式的供热管网中，循环水泵的扬程仅仅根系统阻力有关，有人误认为所供楼越高，需扬程越大。开式系统有所不同，比如发电厂的冷却水循环水泵，就跟喷水口的高度有关系。空调冷却水系统若为循环系统，则扬程根吸水液面与喷水液面的高差有关。
4、压差与压力。
在供热调试过程中，一些调试人员常常认为没有压力所以供热效果不好，供热是否达标跟很多因素有关，站在单元入户处，我们就要考虑供回水压差，流量，温差和温度的绝对值。通常可以做以下判断：正常情况下供回水的温度正常，温差越小效果越好，供回水的压差越大效果越好。压差是提供水流的动力，同一个系统压差越大流量越大，同一个用热户，流量越大温差就越小，室内温度就越高。在某小区测试楼前的阀门井，供水压差均为0.4MPa，而只看压力的话应该挺高的，但供回水没有压差就难以进行循环，所以效果不是很好。
5、闸阀、截止阀的调节功能。
在供热中，最好不用闸阀来作调节阀门用。由于其固有的阀门快开特性曲线，如图所示：
在阀门开度达到10%的时候，其流量可达到90%。开度从0～10％即实现了流量的全程变化，这样的阀门是不能作为调节阀门来使用的。类似的阀门还有普通截止阀、球阀、旋塞阀。在市南某个供热站内进行各支线流量调配时发现，在关小某个闸阀时其流量直到阀门快关闭时才发生变化。在市北区某供热范围内，所有阀门几乎全是闸阀，调试时非常麻烦，最终开度都只能开到5％左右。在这种小开度情况下，阀口的流速过高，在阀后会形成旺盛紊流的蜗旋区，对阀门是非常有害的，会破坏阀门的严密性，缩短阀门的寿命。闸阀是不具备调节功能的，建议在需要调节的情况下，设计选用平衡阀，或性能曲线缓和的调节阀门。
泵并联运行流量叠加是否损失了一部分
《锅炉房实用设计手册》中这样论述：“在同一管路中供水两台性能完全相同的泵并联运行，总流量不是单台泵流量增加一倍。如图所示：BG线为一台泵的性能曲线，BA线为两台泵的性能曲线，如连接管道的特性曲线为CA，则交点A 即为两台泵并联工作的工作点。如果只开动该系统中的一台泵，则其中工况点为G点，此时Q1’>Q，H’
根据《锅炉房实用设计手册》的论述就有人这样认为：“在泵的设计选型中选两台泵并联运行流量有损失，应该把泵的流量加大一些。”或者在讨论换热站、供热站泵的运行时认为：“实际运行流量因为叠加损失不可能达到铭牌参数之和。”
我们通过举例来讨论这个问题：
比如在一个供热系统中，由换热站、外网、室内组成。设计循环流量400 m3/h，各部分阻力分别为10mH2O,15 mH2O、3mH2O，。选泵时选用两种方案。
方案一选择两台甲型泵（扬程28mH2O，流量400m3/h），一运一备；
方案二选择三台乙型泵（扬程28mH2O，流量200m3/h），两运一备。
如图所示：BG线为一台乙型泵的性能曲线，BA线为两台乙型泵的性能曲线，连接管道的特性曲线为CA，交点A 即为两台泵并联工作的工作点（扬程28m，流量400m3/h）。一台甲型泵的泵的曲线也肯定会通过A点，它的运行曲线为2。由图可见我们的两种方案都可满足流量扬程要求，在设计选择几台泵运行时并不需要加大泵的流量。
方案二只开动一台泵，会出现什么情况呢？
根据上表可以得出其运行工况点为G点，则此时Q1’>200 m3/h，H1’<28mH2O。其实际运行流量比铭牌流量还大。在这个例子中单台泵运行时流量扬程为Q1’、H1’。其并联运行的参数是流量为400 m3/h（小于2Q1’），扬程为28mH2O （大于H1’）从而证明“在同一管路中供水两台性能完全相同的泵并联运行，总流量不是单台泵流量增加一倍。”
如何正确理解《锅炉房实用设计手册》中的这段话呢？
首先要抓住前提条件，该结论的前提条件是同一管路，完全相同的泵。同一管路决定了管道特性曲线是一个固定的，不因一台泵还是两台泵运行而改变。完全相同的泵，是指其性能曲线是一样的，便于我们模拟并联的运行曲线。
然后看结论：总流量不是单台流量增加一倍。总流量指的是在这个管路运行的总流量，单台流量是指的是单台泵在这个管路运行的流量，而不一定是其铭牌参数上的流量。
这些结论，在生产中有哪些应用呢？
1、在供热工程扩建时，需要增加循环泵时，尽量选择同类型循环泵；要考虑到增加循环泵会出现总运行流量小于单台泵运行流量之和的情况，改善这种情况的措施是改变管道的性能曲线，通常是扩大主管道管径，来改善其阻力，降低管道特性曲线。
2、在两运一备的供热系统中，如果我们需要停止泵的运行，我们应该如何操作呢？为了避免水击通常是先停一台，再停另一台。在停第一台之前通常要把另一台泵的阀门关一些，这是为什么呢？根据上面所述的案例得知，此时一台泵运行时，会大于它的额定流量，从而可能导致泵的过载，烧坏电机。为了避免这种情况发生，我们要改变系统的管路特性，使得管路特性曲线变的陡些，通常做法就是关小泵前出口阀门。
3、在供热系统中，就常会出现循环泵前的阀门打不开，或者不能全打开，全打开就出现水泵电机超载现象。根据水泵和管路特性曲线分析这种现象可以判断：管路的特性曲线过缓，管路性能曲线与水泵的性能曲线交点不在泵的有效范围内，水泵的扬程远远大于系统的阻力。阀门打不开，使管道振动更加厉害，加大噪音，常时间运行阀门也会因冲刷过度不能保证严密性。给我们的提示是，外网系统，室内系统的设计时管道管径盲目加大，选择水泵时加大富裕量，不仅增加了投资还浪费了能源。并不是设计越保守越安全。
疏水器
简单的说就是排水阻汽，是一个自动的阀门，当蒸汽变成冷凝液的时候，温度也随之降低，疏水器中的受热元件收缩，将针型阀门打开进行排凝，在此过程中，随着冷凝液的流动，不可避免的将蒸汽带出，但蒸汽会加热疏水器中的受热元件使之膨胀，将阀门关闭。此受热元件的位置是可以调整的，当疏水器的排汽量过大时，可将位置压紧一些，反之将位置松开一些。
蒸汽疏水阀的基本作用是将蒸汽系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体尽快排出；同时最大限度地自动防止蒸汽的泄露。这听起来虽然简单，但在实际运行中有许多因素会影响蒸汽疏水阀的工作效果，如选型、安装、使用等。
热力学能（内能）、
分子动能（温度）、
分子势能（体积）、
恒容过程、
恒压过程、
热力学标准状态、
焓：热力学的一个能量参数。
熵：物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。