热水管网水力计算的基本原理
热水管网的水力计算
方法：同冷水，但因水温高， 和粘滞系数小 于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热 水水力计算表
二、回水管网的计算 (1) 管网循环流量 管段的热损失：
Ws
DLK (1h)(tc
tz 2
tj)
Ws——计算管段热损失,kJ/h； K——无保温时管道的传热系数， kJ/(m2•h•℃) ；
2 采用蒸汽间接加热：
Gmh
1.1
~
1.2 3.6Qh
h
Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；
——蒸汽的气化热，可查表决定；
Qh——设计小时耗热量，W。 3 采用热水间接加热
Gms
1.1
~
1.2
C
B
3.6Qh
tmc t
mz
Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，W； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃；
Q、CB同上。
8-3 加热器及贮存设备的选择计算
一、局部加热设备计算 二、集中热水供应加热设备选择计算 1. 传热面积的计算
Fp——水加热器的传热面积，m2； Qz——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W； ε——传热效率的修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ；
具体算法
6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。 将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx ：
7）复核各管段终点的水温
8）计算循环管网的总水头损失 H——循环管网的总水头损失，kPa； 损Hp失—，—k循Pa环；流量通过配水计算管路的沿程、局部 H损x—失—，循kP环a；流量通过回水计算管路的沿程、局部
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热水热力管网的水力计算
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。
第一循环管网的水力计算：1.热媒为热水：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Hh。
热水管道的流速，宜按表8-45选用。
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Hzr按式（8-35）计算：式中：Hzr—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；ｐ1—锅炉出水的密度，kg/m3；ｐ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m3。
当Hzr＞Hh时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求（8-36）：当Hzr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。
2.热媒为高压蒸汽：以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。
第二循环管网的水力计算：1.配水管网的水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值来确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。
（1）热水配水管网的设计秒流量可按生活给水（冷水系统）设计秒流量公式计算。
（2）卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力同给水规定。
（3）热水管道的流速，宜按表8-12选用。
热水管网的水力计算
第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Hh 。
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8-128.4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）hH2．热媒为高压蒸汽以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
高压蒸气管道常用流速表8-13 确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。
给水管网水力计算基础
为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。
管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。
管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。
但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。
如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。
反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。
图 1管网的形状(a)枝状管网；(b)环状管网因此，在确定管径时，应该作综合评价。
在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。
应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。
但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝-1.0ms ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~1.4m/s 。
一、枝状管网枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。
它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。
若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。
因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。
技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。
1．新建给水系统的设计对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。
供热工程热水网络的水力计算及水压图课件
• 供热工程热水网络概述 • 水力计算的基本原理与方法 • 热水网络的水压图绘制 • 热水网络的水力计算实例 • 热水网络的水压图实例分析 • 热水网络的维护与管理
01
供热工程热水网络概述
CHAPTER
热水网络的定义与特点
定义 特点
热水网络的重要性及应用
步骤
行水压图的绘制，如CAD、 Excel等。
01
02
1. 收集管网相关数据，包括管
网的拓扑结构、管径、长度、
高程等。
03
2. 根据管网数据建立管网的数
学模型，包括节点方程和管道
方程。
04
3. 利用计算机软件进行管网的
水力计算，求解制水压图，
将节点压力和管道阻力以图形
热水网络的日常维护
01
02
定期检查
清洗与保养
03 阀门与附件检查
热水网络的故障诊断与处理
故障识别
诊断方法
修复措施
热水网络的节能减排措施
优化调度
根据用热需求，合理调 度供热机组，降低能耗。
保温措施
废热回收
智能化控制
对热水管网进行保温处 理，减少热量损失。
利用技术手段回收废热， 提高能源利用效率。
重要性
应用
热水网络广泛应用于住宅、商业、工 业等领域，提供热水供应和采暖服务， 满足生产和生活的需要。
热水网络的发展历程与趋势
发展历程
发展趋势
02
水力计算的基本原理与 方法
CHAPTER
水力计算的定义与目的
定义
目的
水力计算的基本原理
伯努利方程
水在流动过程中，由于流速的变化， 会产生水头损失。伯努利方程是描述 水流中任意两点的压力、速度和位置 之间的关系。
室外——_供热管网的水力计算2
（4）为保证循环水泵不发生汽蚀现象，一般循环水泵吸入口侧的 压力不低于3~5mH2O，回水高5mH2O
（5）在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压 差，应满足热力站或用户所需要的作用压头。
16
4.2.3.2绘制热水网路水压图的方法与步骤
【例题4-2】如图4-7所示为一个 连接着四个供暖热用户的高温水 供热系统。图中，下部是网路的 平面图，上部是它的水压图。网 路设计供、回水温度为 130℃/70℃。用户1、2采用低 温水供暖，用户3、4直接采用 高温水供暖。用户楼高分别为 15、33、13、12ｍ，地面标高 分别为+1、+7、-5、+1ｍ。试 绘制该小区的热水网路水压图。
采用不同单位计算的系数
Qn
采用的计 算单位
A
—GJ/h=109J/h c—kJ/(kg· ℃) 238.8
Qn
—MW=106W c—kJ/(kg· ℃) 860
6
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
具有多种热用户的并联闭式热水供热系统 ：
Q Qt Qr Gn Gt Gr A n Gzh t t t t t t 1 2 1 2t 1 2r
7
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
（2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
管网中平均比摩阻最小的一条管线
经济比磨阻：可取40~80Pa/m （3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均比摩阻 Rm值，利用附录4-1的水力计算表，确定主干线各管段的标准管径 和相应的实际比摩阻。
室外热水网路的限定流速 公称直径mm 15 20 25 32 40 50 100 200以上
供热工程第九章热水网络的水力计算和水压图
（1）、横坐标表示供热系统的管段单程长度，以米为单位。
下半部:表示供热系统的纵向标高,包括管网,散热器,
循环水泵,地形及建筑物的标高.对于室外热水
供热系统,当纵坐标无法将供热系统组成表示
（2）、纵坐标
清楚时,可在水压图的下部标出供热系统示意图.
上半部:供热系统的测压管水头线,包括动水压线(表示供
热系统在运行状态下的压力分布)和静水压线(在
（4）画动水压线
O点处的压头不论在系统工作时还是停止运 行时，都是不变的，等于膨胀水箱的高度， 那么动压线的起点与静压线在此处重合， 即图中的O点。当系统工作时，由于水泵驱 动水在系统中循环流动，A点的测压管水头 必然高于O点的测压管水头，两者之间的差 值就是OA的压力损失，这样A点的测压管 水头就确定了，即图中的点，同理可以确 定其它各点的测压管水头高度。
二、绘制热水网路水压图的步骤和方法
1、以网路循环水泵的中心线的高度（或其它方便的高度） 为基准面，一定的比例尺作出标高的刻度。
2、选定静水压曲线的位置。 静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网络上
各点的测压管水头的连接线，是一条水平的直线，静 水压曲线的高度必须满足下列的技术要求： （1）、在与热水网路直接连接的用户系统内，底层散热 器的所承受的静水压力不应超过散热器的承压能力。 （2）、热水网路及与它直接连接的用户系统内，不会出 现汽化和倒空。
一、热水网路压务状况的基本技术要求
1、在与热水网路直接连接的用户系统内，压 力不应超过该用户系统用热设备及其管道 构件的承压能力。（保证设备不压坏）
如柱形铸铁散热器的承压能力 4 105为Pa， 作用在该用户系统最底层散热器的表压力， 无论在网络运行或停止运行时都不得超过 Pa。 4 105
供热工程第9章 热水网路的水力计算和水压图
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。
2 利用水压图分析系统中管路的水力工况
① 利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力 （压头）值。
管道中任意点的压头就等于该点测压管水头高 度和该点所处的位置高度之间的高差。
② 利用水压曲线，可表示出各管段的压力损失值。
p1
g
Z1
p2
g
Z2
H 1 2
③ 利用水压曲线，确定管段的单位管长平均 压降 。 水压曲线越陡，单位管长的平均压降 就越大。
第一节 热水网路水力计算的基本公式
热水网路的水流量通常以吨/小时（t/h）表示。表达每米管 长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关系式，可改 写为
R
6.25102
Gt2 d5
Pa / m
式中 R —每米管长沿程损失（比摩阻），Pa / m；
R 6.88103 K 0.25 Gt2
d 5.25
2、确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路 中平均比摩阻最小的一条管线称为主干线。在一 般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差 是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的管 线是主干线。在一般情况下，热水网路主干线的 设计平均比摩阻可取30～70Pa/m。
3、根据网路主干线各段的计算流量和初步选用的 平均比摩阻R值，利用附录9-1的水力计算表，确 定主干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。
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热水管网水力计算的基本原理
热水管网水力计算的主要任务有：
（1）按已知的热媒流量和压力损失，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；
（3）按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的热媒流量。
热水管网水力计算的基本原理与室内热水采暖系统管路水力计算的基本原理相同，即使用的基本公式相同。
1.沿程压力损失的计算
因热水管网的水流量较大，所以通常以t/h为单位。
表达每米管长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关系式，可改写为：
在设计工作中，为了简化繁琐的计算，将式(9-14)~(9-16)中各变量之间的关系制成水力计算图表供设计计算使用（见附录9-1）。
水力计算图表是在一定的管壁粗糙度和一定的热媒密度下编制而成的，如果使用条件与制表条件不符时，应对流速、管径、比摩阻进行相应的修正。
（1）管道的实际当量绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符，应对比摩阻进行修正。
在热水管网的水力计算中，由于水的密度随温度变化很小，实际温度与编制图表时的温度值偏差不大时，可以不必考虑密度不同时的修正。
但在蒸汽管网和余压凝结水管网中，流体在管中流动，沿程密度变化很大，需按上述公式进行不同密度的修正计算。
2.局部压力损失的计算
在热水管网水力计算中，对于管网的局部阻力，经常采用当量长度法进行计算，即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失。
当量长度可用下式计算：。