蒸汽管路计算公式
动力蒸汽管径计算公式及焓值对照表

蒸汽部分计算书一、蒸汽量计算:(6万平米)市政管网过热蒸汽参数:压力=0.4MPa 温度=180℃密度=2.472kg/m3蒸汽焓值=2811.7KJ/kg 换热器凝结水参数:温度=70℃焓值=293 KJ/kg 密度=978kg/m3(1)采暖部分耗汽量:热负荷6160kWG=3.6*Q/Δh=3.6*6160*1000/(2811.7-293)=8805kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=8805/978=9m3/h(2)四十七层空调耗汽量:热负荷200kWG=3.6*Q/Δh=3.6*200*1000/(2811.7-293)=285kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=285/978=0.29m3/h(3)高区供暖耗汽量:热负荷1237kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1237*1000/(2811.7-293)=1768kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=1768/978=1.8m3/h(4)中区供暖耗汽量:热负荷1190kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1385*1000/(2811.7-293)=1980kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=1980/978=2m3/h(5)低区供暖耗汽量:热负荷1895kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1895*1000/(2811.7-293)=2708kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=2708/978=2.8m3/h(6)低区空调耗汽量:热负荷1640kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1640*1000/(2811.7-293)=2344kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=3830/978=4m3/h(7)生活热水耗汽量:热负荷200kWG=3.6*Q/Δh=3.6*200*1000/(2811.7-293)=286kg/h凝结水量计算:G=m/ρ=286/978=0.3 m3/h(8)洗衣机房预留蒸汽量: 150kg/h(9)橱房预留蒸汽量: 200kg/h(10)蒸汽量合计: 9720kg/h二、蒸汽管道管径计算:蒸汽流速范围:ω=20~30m/s 计算公式:d=18.8*(V/ω)1/2(1)蒸汽入户管径:ω=35m/s V=9720/2.472=3932m3/hd=18.8*(3932/30)1/2=215 管径为D273X8(2)四十七层蒸汽总管径: ω=30m/s V=300/2.472=120m3/hd=18.8*(120/25)1/2= 41 管径为D57X3.5(3)高区供暖蒸汽总管径: ω=30m/s V=1768/2.472= 715m3/hd=18.8*(715/30)1/2= 92 管径为D108X4(4)中区供暖蒸汽总管径: ω=30m/s V=1980/2.472=800m3/hd=18.8*(800/30)1/2= 97 管径为D108X4(5)低区第一套换热系统蒸汽总管径: ω=30m/s V=2708/2.472=1095m3/hd=18.8*(1095/30)1/2= 113 管径为D133X4(6)低区第二套换热系统蒸汽总管径: ω=30m/s V=2344/2.472=948m3/hd=18.8*(948/30)1/2= 135 管径为D133x4(7)生活热水换热系统蒸汽总管径: ω=30m/s V=286/2.472=116m3/hd=18.8*(116/30)1/2= 37 管径为D45X3.5(8)厨房蒸汽总管径: ω=25m/s V=200/2.472=81m3/hd=18.8*(81/25)1/2= 33 管径为D45X3.5(9)洗衣机房蒸汽总管径: ω=25m/s V=150/2.472=61m3/hd=18.8*(61/25)1/2= 29 管径为D32X2.5(10)三十二至十五层立管管径: ω=30m/s V=120+715=835m3/hd=18.8*(835/30)1/2= 99 管径为D108X4(11)十五至地下四层立管管径: ω=30m/s V=120+715+800=1635m3/hd=18.8*(1635/30)1/2= 138 管径为D159X4.5三、各部分单台换热器凝结水量计算:(1)四十七层:285X0.7X1.1=220kg/h(2)高区供暖:1768X0.7X1.1=1360kg/h(3)中区供暖:1980X0.7X1.1=1524kg/h(4)低区供暖:2708X0.7X1.1=1895kg/h(5)低区空调:2344X0.7X1.1=1640kg/h四、各部分凝结水管管径根据流量与流速查《实用供热空调设计手册》水利计算表计算。
蒸汽供热管路和凝结水管路的水力计算

供热蒸汽管路和凝结水管路水力计算(一)供热管网水力计算的基本原理蒸汽供热系统的管网由供汽管网和凝结水回收管网组成。
蒸汽供热系统管网水力计算的主要任务主要有以下三类:(1)按已知的热媒(蒸汽或凝结水)流量和压力损失,确定管道的直径。
(2)按已知热媒流量和管道直径,计算管道的压力损失,确定管路各进出口处的压力。
当供汽管路输送过热蒸汽时,还应计算用户入口处的蒸汽温度。
(3)按已知管道直径和允许压力损失,计算或校核管道中的流量。
根据水力计算的结果,不仅能分别确定蒸汽供热系统的管径、流量、压力以及温度,还可进一步确定汽源的压力和温度、凝结水回收系统的型式以及凝结水泵的扬程等。
本指导书主要阐述水力计算的基本原理、凝结水管网的水力工况、上述第一类计算的基本方法、基本步骤及典型计算示例。
至于上述第二类和第三类计算,由于与第一类计算原理相同、方法相似,因此未作详细说明。
1. 供热管网水力计算的基本公式在管路的水力计算中,通常把管路中流体流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。
任何一个供热系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。
当流体沿管道流动时,由于流体分子间及其与管壁间存在摩擦,因而造成能量损失,使压力降低,这种能量损失称为沿程损失,以符号“Δp y ”表示;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,也要损失能量使压力降低,这种能量损失称为局部损失,以符号“Δp j ”表示。
因此,管路中每一计算管段的压力损失,都可用下式表示:Δp = Δp y +Δp j = Rl + Δp j Pa (2—1)式中:Δp —— 计算管段的压力损失,Pa ;Δp y —— 计算管段的沿程损失,Pa ;Δp j —— 计算管段的局部损失,Pa ;R —— 每米管长的沿程损失,又称为比摩阻,Pa/m ;L —— 管段长度,m 。
比摩阻可用流体力学的达西·维斯巴赫公式进行计算:22v d R ρλ= Pa/m (2—2)式中:λ —— 管段的摩擦阻力系数;d —— 管子内径,m ;v —— 热媒在管道内的流速,m/s ;ρ—— 热媒的密度,kg/m 3。
(蒸汽)管道管径计算公式与管径温度压力流量对照选型表

2、流量=流速×(管道内径×管道内径×π÷4),管道内径=sqrt(353.68X流量、流速),sqrt:开平方。
3、流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L每s或(`m^3`每h),用重量表示流量单位是kg每s或t每h。
76534
五、饱和蒸汽管道流量选型表:
饱和蒸汽管道流量选型表(流速30米/秒)(流量:公斤/小时)
压力BAR
管道口径(mm)
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
300
0.35
14
31
55
85
123
219
342
492
875
1367
1969
3500
5468
7874
0.5
15
33
70455
101455
26
183
411
731
1142
1645
2924
4568
6578
11695
18273
26313
46778
73091
105251
27
189
426
757
1183
1704
3029
4733
6815
12116
18923
27262
48465
75727
109047
28
196
441
蒸汽管道损失理论计算及分析

1.计算基本公式温损计算公式为:式中:—管道单位长度传热系数—管内热媒的平均温度—环境温度—热媒质量流量—热水质量比热容——管道长度由于计算结果为每米温降,所以L取1m .管道传热系数为式中:,—分别为管道内外表面的换了系数,—分别为管道(含保温层)内外径—管道各层材料的导热系数(金属的导热系数很高,自身热阻很i小,可以忽略不计)。
—管道各层材料到管道中心的距离m内表面换热系数的计算根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:Pr为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得:90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=;外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有:式中:—管道埋设处的导热系数。
—管道中心到地面的距离。
3.假设条件:A. 管道材料为碳钢()B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于C.土壤的导热系数=D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取=E.保温材料为:聚氨酯,取=F. 保温层外包皮材料是:PVC,取=G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小,可以忽略不计。
4.电厂实测数据为:管径为300mm时,保温层厚度为:50mm,保温外包皮厚度为:7mm;管径为400mm时,保温层厚度为:51mm,保温外包皮厚度为:;管径为500mm时,保温层厚度为:52mm,保温外包皮厚度为:9mm;管径为600mm时,保温层厚度为:54mm,保温外包皮厚度为:12mm;蒸汽管道损失理论计算及分析1、蒸汽管道热损失公式推导稳态条件下,通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的。
根据稳态导热的原理,可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为:2、总传热系数及其影响因素分析总传热系数k式中:—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数—蒸汽管道各层材料的导热系数—蒸汽管道各层材料到管道中心的距离 ɑ—蒸汽管道对土壤的换热系数(直埋)或蒸汽管道与空气间的对流换热系数(架空或管沟)传热系数k 的影响因素1蒸汽与管道内壁的对流换热系数 ①计算公式:式中:—努谢儿特准则数 —蒸汽的导热系数—蒸汽管道工作钢管内径②影响因素:蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度③ 文献数据分析结论:在蒸汽供热运行的温度范围内,蒸汽温度对对流换热系数的影响相对较小,在计算时该系数可近似地取平均值。
管道流量计算汇总

请教:已知管道直径D,管道内压力P,能否求管道中流体的流速和流量?怎么求已知管道直径D,管道内压力P,还不能求管道中流体的流速和流量。
你设想管道末端有一阀门,并关闭的管内有压力P,可管内流量为零。
管内流量不是由管内压力决定,而是由管内沿途压力下降坡度决定的。
所以一定要说明管道的长度和管道两端的压力差是多少才能求管道的流速和流量。
对于有压管流,计算步骤如下:1、计算管道的比阻S,如果是旧铸铁管或旧钢管,可用舍维列夫公式计算管道比阻s=0.001736/d^5.3 或用s=10.3n2/d^5.33计算,或查有关表格;2、确定管道两端的作用水头差H=P/(ρg),),H 以m为单位;P为管道两端的压强差(不是某一断面的压强),P以Pa为单位;3、计算流量Q:Q = (H/sL)^(1/2)4、流速V=4Q/(3.1416d^2)式中:Q―― 流量,以m^3/s为单位;H――管道起端与末端的水头差,以m^为单位;L――管道起端至末端的长度,以m为单位。
管道中流量与压力的关系管道中流速、流量与压力的关系流速:V=C√(RJ)=C√[PR/(ρgL)]流量:Q=CA√(RJ)=√[P/(ρgSL)]式中:C――管道的谢才系数;L――管道长度;P――管道两端的压力差;R――管道的水力半径;ρ――液体密度;g――重力加速度;S――管道的摩阻。
管道的内径和压力流量的关系似呼题目表达的意思是:压力损失与管道内径、流量之间的关系,如果是这个问题,则正确的答案应该是:压力损失与流量的平方成正比,与内径5.33方成反比,即流量越大压力损失越大,管径越大压力损失越小,其定量关系可用下式表示:压力损失(水头损失)公式(阻力平方区)h=10.3*n^2 * L* Q^2/d^5.33上式严格说是水头损失公式,水头损失乘以流体重度后才是压力损失。
式中n――管内壁粗糙度;L――管长;Q――流量;d――管内径在已知水管:管道压力0.3Mp、管道长度330、管道口径200、怎么算出流速与每小时流量?管道压力0.3Mp、如把阀门关了,水流速与流量均为零。
蒸汽管路计算公式

�2 / )m ρ +
s
ρ( = jp ρ
度密均平的汽蒸取段管按—— 法方算计的确准、1
法方算计力水路网汽蒸、三
ib ib
s/m 56.22 = 6.09×)4/1( = ibv · )hs ρ / m/aP 002 < m/aP 8.081 = 2.327×)4/1( = ibR · )hs ρ /
点特算计力水路网汽蒸、二
。表算计力水道 管汽蒸了出给 1-9 录附。算计行进格表或图算计用利是也常通�程过算计力水道管汽蒸化简了为 。3m/gK�度密的汽蒸中段管 —— ρ �m 4-01×2=mm2.0=K 取�m�度糙粗对绝量当的道管汽蒸 —— K �m�径内的道管 —— d �h/t�量流量质汽蒸的段管 —— tG � m/aP � �阻摩比�失损力压程沿的长管米每 —— R 中式
1
。正修行进式下按需�同不 值 K 因但。示表度长量当力阻部局路网水热 2-5 录附按可�值 dL 度长量当力阻部局道管汽蒸外室
�7-9�
ξ Σ·)52.0K/52.1d(·1.9 = λ/d· ξ Σ = dL
即。算计行进式下按样同�示表度长量当用常通�数系力阻部局的道管汽蒸 正修的度长量当对�2� 。算计力水的路网水热同义意表代号符中式
�法方算计的确准�骤步算计、四
4
rab 95.8 = 14.1 – 01 = hsP Δ – sP = mˊP 中栏 61 第表入列值其�力压表汽蒸的端末 1 段管求.8 rab 14.1 ≈ aP 592141 = 8.666× 9.112 = hzL · hsR = hsP Δ 。中栏 51 第表入列�失损力压的下件条 jp ρ 度密均平设假在 1 段管求.7 。中栏 6 和 5 表入列别分值 hzL 及 dL 将 m 8.666 = 8.661 + 005 = dL + L = hzL 度长算折的 1 段管 m 8.661 = 62.1 × )4.51×7 + 6.42( = dL 2-5 录附查。�头弯压锻�器偿补形方个 7�阀止截个 1�有成组力阻部局的 1 段管 值 hzL 度长算折其及值 dL 度长量当的段管出求�2-5 录附按�mm051ND 径管的用选据根.6 s/m 1.42 = 621 × )522.5 / 1( = ibv )jp ρ / 1( = hsv m/aP 9.112 = 4.7011 × )522.5 / 1( = ibR )jp ρ / 1( = hsR 值速流及阻摩比的下件条设假际实为算换�据数述上据根.5 。中栏 21 和 11 中 1-9 表入列别分值此将 s/m 621 = ibv� m/aP 4.7011 = ibR �为值速流及阻摩比的应相�mm051ND 径直称公的子管用选�h/t 0.8 = tG 量流汽蒸�1 段管对 径管的适合择选�1-9 录附用利�值制控致大的 jp·ibR 据根.4 。内表入列值 jp·ibR 将 m/aP 869 = 2.581 × 522.5 = jpR · jp ρ = jp·ibR 即�值效等的下件条 m/gk1 = ib ρ 表算计力水为算换阻摩比均平将.3 3 m/gk 522.5 =2 / )18.4 + 46.5( = 3 2 / )33.8.9 ρ + 11 ρ( = 2 / )m ρ + s ρ( = jp ρ 度密均平的设假段管该出求�力压汽蒸的端末、始段管据根.2 。中栏 8 第�1-9 表入列�值 mP 力压端末段管的设假此将 如 rab 33.8 = 009 / 005×)7-01( – 01 = L∑/1L·P Δ – 1sP = 1m P 。力压汽蒸端末定给 例比按�阻摩比均平按可�时设假。力压汽蒸的端末 1 段管设假先预。段管的口出炉锅算计先首 算计力水的 1 段管行进�力压汽蒸的口出炉锅知已.1 。值数算估的 3-9 录附用采�8.0 = jp α 中式 m/aP 2.581 = ])8.0+1()001+003+005([ / ] 01×)7 - 01([ = )j α+1(L∑/P Δ = jpR 则 5 线干主为线管的 3 户用到口出炉锅从】解【 图附 1-9 题例 1-9 图
蒸汽管损计算

蒸汽总管热损计算
管道外径377mm,管道长度400米,蒸汽出厂温度在280度左右。
按大气温度15度计。
热损耗的理论计量
蒸汽热损计算依据及基础数据
过热蒸汽0.6MPa,温度为280℃,热焓值为3018KJ/kg。
300℃,热焓值为3059KJ/kg 计算公式:
Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( InD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3
式中:
Qt —单位长度管道的热损失,W/m;
Qp —单位平面的热损失,W/㎡;
TV —系统要求的维持温度,℃;
TA —环境温度℃;
λ —保温材料的导热系数,W/(m℃),采用岩棉管保温,λ值为0.043 W/(m℃)
D1 —保温层内径,(管道外径) m;
D0 —保温层外径,m; D0=D1+2δ;
δ —保温层厚度,m;计算时δ取0..05m
Ln —自然对数;
α —保温层外表面向大气的散热系数,W/(㎡℃)与风速ω,(m/s)有关,α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃)。
ω值取1.5,α值为7.85 W/( ㎡℃)。
蒸汽热损计算
φ377mm管道
Qt={[2π(280-15) ]/〔(In0.477/0.377)1/0.043+2/(0.477×7.85)]}×1.3=360.4 W/m
每小时损耗蒸汽量为:360.4*3600*400/3018/1000=172Kg/H
折0.6Mpa,300℃下蒸汽为360.4*3600*400/3059/1000=170 Kg/H。
蒸气流量计算公式

水蒸汽密度计算式(显示) 乌卡诺维奇状态方程ρ=[]63322110)()()(1⨯+++P T F P T F P T F RT P式中 F 1(T)=(b 0+b 1φ+…+ b 5φ5)×10-9F 2(T)=(c 0+c 1φ+…+ c 8φ8)×10-16 F 3(T)=(d 0+d 1φ+…+ d 8φ8)×10-23b 0 = -5.01140c 0 = -29.133164d 0 = -34.551360 b 1 =+19.6657 c 1 = +129.65709 d 1 = +230.69622 b 2 = -20.9137 c 2 = -181.85576 d 2 = -657.21885 b 3 = +2.32488 c 3 = +0.704026 d 3 = +1036.1870 b 4 = +2.67376 c 4 = +247.96718 d 4 = -977.45125 b 5 = -1.62302 c 5 = -264.05235 d 5 = +555.88940c 6 = +117.60724d 6 = -182.09871 c 7 = -21.276671 d 7 = +30.554171 c 8 = +0.5248023 d 8= -1.9917134P —绝压,MPa ,P=P 表+0.101325;T=t+273.15,°K ; t —工况温度,℃; ρ—密度,kg /m 3 R —气体常数,R=461J/(kg ·K), φ=103/T 。
唐山天辰电器基于IAPWS-IF97的高精度蒸汽流量仪表的研制凌波,徐英(1.天津大学电气与自动化工程学院天津300072;2.塘沽第一职业中专天津300451)引言当前多数智能仪表都采取了一定的流量补偿技术,但补偿的数学模型建立过程考虑并不十分周全,计量的准确性仍然不高。
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9.1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。
附录9-1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,可按附录5-2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)根据附录11—1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/sR 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。
根据附录9—1,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/mv 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)1.根据各热用户的计算流量,确定蒸汽网路各管段的计算流量:a.各热用户的计算流量,应根据各热用户的蒸汽参数及其计算热负荷,按下式确定Gˊ= AQˊ/ r, t/h (9-12)式中Gˊ——热用户的计算流量,t/h;Qˊ——热用户的计算热负荷,通常用GJ/h,MW或Mkcal/h表示;r ——用汽压力下的汽化潜热,kJ/kg或kcal/kg;A ——采用不同计算单位的系数,见下表b和来确定。
但对蒸汽管网的主干线管段,应根据具体情况,乘以各热用户的同时使用系数。
2.确定蒸汽网路主干线和平均比摩阻主干线应是从热源到某一热用户的平均比摩阻最小的一条管线。
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,可选用附录9-3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ρpjρpj = (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/ ρbiR bi·pj= (ρpj/ ρbi)· R pjb.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/s5.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.由局部阻力系数查附录5-2,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,采用附录9-3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/m33.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。