第八章 热水网路的水力计算和水压图 第二节

济南铁道职业技术学院
教师授课教案
20____/20____学年第____学期课程供热工程
1、掌握水压图的理论基础
2、掌握利用水压图分析热水管路的相关概念
3、掌握水压图的绘制方法
旧知复习：伯努里方程。

重点难点：
重点：１、总水头线、测压管水头线的作用。

２、室内热水供暖系统的水箱放置位置不同对水压图的影响
难点：几种水压曲线的概念的理解
教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）
一、复习（5分钟）
二、新课
１、伯努里方程的表示方法（10分钟）
２、水压图的基本概念（25分钟）
３、水箱不同放置位置时的水压图（20分钟）
４、热水网路压力状况的基本技术要求（15分钟）
５、绘制热水网路水压图的步骤（10分钟）
三、小结及作业（5分钟）
课后作业：
画出重力循环室内热水供暖系统的水压图。

教学后记：
水压图的几个基本概念容易混淆，学生理解情况欠佳。

任课教师教研室主任
济南铁道职业技术学院授课教案附页 第 页
任课教师 郑枫 教研室主任 张风琴 年 月 日
第三节 水压图的基本概念
水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损失(压差)值，但不能确定热水管道上各点的压力(压头)值。

根据伯努利能量方程式，能量方程式为
21222221112
2
-∆++
+=+
+P g Z P g Z P ρ
υρρ
υρ Pa
伯努利方程式也可用水头高度的形式表示，即
212
2
22211122-∆+++=++H g
Z g P g Z g P υρυρ mH 2O 线AB 称为总水头线；线CD 称为测压管水头线。

在热水管路中，将管路各节点的测压管水头高度顺次连接起来的曲线，称为热水管路的水压曲线。

举例：机械循环室内热水供热系统。

设有—机械循环热水供暖系统(图9—4)
线/jA 代表回水干管的水压曲线，线/D /C /B 代表供水干线的水压曲线。

系统工作时的水压曲线、称为动水压曲线。

在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之用，还起着对系统定压的作用；对热水供热(暖)系统其定压作用的设备，称为定压装置。

膨胀水箱是最简单的一种定压装置。

第四节 热水网络水压图
水压图是热水网路设计和运行的重要的工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。

一、热水网路压力状况的基本技术要求
热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求：
图9-4 室内热水供暖系统的水压图 1-膨胀水箱；2-循环水泵；3-锅炉
图9-5 膨胀水箱连接在热水供暖系统 供水干管上的水压图
1-膨胀水箱;2-循环水泵;3-锅炉
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。

2、在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的地点，热媒压力应不低
于该水温下的汽化压力。

3、与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以防止
系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。

4、网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出5mH2O，以
免吸入空气。

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
热力站或用户所需的作用压力。

二、绘制热水网路水压图的步骤和方法
在图9-6中，下部是网路的平面图，上部是它的水压图。

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，在纵
坐标上按一定的比例尺作出标高的刻度（如图上的o—y）。

2、选定静水压曲线的位置。

3、选定回水管的动水压曲线的位置。

4、选定供水管动水压曲线的位置。

这两个要求实质上就是限制着供水管动水压线的最低位置。

网路供、回水管之间的资用压差，在网路末端最小。

因此，只要选定网路末端用户引入口或热力站处所要求的作用压头，就可
确定网路供水主干线末端的动水压线的水位高度。

各分支线的动水压曲线，可根据各分支线在分支点处的供回水管的测压管
水头高度和分支线的水力计算成果，按上述同样的方法和要求绘制。

三、用户系统的压力状况和与热网连接方式的确定
当热水网路水压图的水压线位置确定后，就可以确定用户系统与网路的连
接方式及其压力状况。

用户系统1 从水压图可见，在网路循环水泵停运时，静水压线对用户1
满足不汽化和不倒空的技术要求。

（1）不会出现汽化。

在用户系统1，110℃高温水可能达到的最高点，在
标高+2 m处。

该点压力，超过该点水温下的汽化压力。

（2）不会出现倒空。

用户系统的充水高度仅在标高19m处，低于静水压线。

采用混合水泵连接方式示意图及其相应水压图可见图9-7（b）所示。

混合
水泵的流量应等于其抽引的回水量。

混合水泵的扬程⊿H B应等于用户系统（或
二级网路系统）的压力损失值（⊿H B=⊿Hｊ）。

用户系统2它是一个高层建筑的低温水供暖的热用户。

前已分析，为
使作用在其它用户的散热器的压力不超过允许压力，对用户2采用间接连接。

它的连接方式示意图及其相应的水压图可见图9-7（C）所示。

在设计用户入口时，在用户2的回水管上安装一个“阀前”压力调节阀，在供水管上安装止回阀。

“阀前”调节阀的结构示意图见图9-8。

其工作原理如下：当回水管压力作用在阀瓣上的力超过弹簧的平衡拉力时，阀孔才能开启。

弹簧的选用拉力要大于局部系统静压力3～5 m H2O。

因此，保证用户系统不会出现倒空。

热网水力工况实验
一．实验目的
1．使学生了解水力工况变化对管网的影响。

2．能绘制各种不同工况下的水压图。

3．锻炼学生的实际动手能力。

二．实验装置
热网水力工况实验台：
系统组成如下图：
1、测压玻璃管
2、阀门
3、管网（以细水管代替暖气片）
4、水
泵5、循环水箱6、稳压水箱
图1 热网水力工况实验台示意图三．实验步骤
①通过调节供水干管和各支管（代表用户）的阀门，使各用户阻力、流量相等，记录各点压力，画出管路水压图。

流体压降与流量的关系为： 2
v sq P =∆
并联管路流量分配关系：3
2
1
3211:
1:
1::s s s q q q v v v =
各用户阻力、流量相等情况下的水压图：
图2（a ） 各用户阻力及流量相等
图2（b ） 各用户阻力及流量相等时系统水压图
②改变其中用户2阀门，使其工况变化，看其变化对前边、后边用户以及整个管网影响，记录各点压力，绘制出变化后的水压图。

并把实验数据填入实验报告。

图3（a ） 用户2的阀门G 关闭
图3（b ） 用户2的阀门G 关闭时的系统水压图（虚线所
示）
③打开相应阀门，启动用户2水泵，看其中某一用户加压后，对整个管网水力工况的影响，绘制出水压图。

记录各点压力，并把实验数据填入实验报告。

图4（a ） 用户2增加水泵
图4（b ） 用户2增加水泵时的系统水压图
④根据以上各组压力计算各用户的流量变化的程度，即水力失调度。

四．实验报告
1．水力失调度计算公式
正常
变P P V V
x g
s ∆∆=
=
式中：s V ——工况变化后的水量；
g V ——正常工况下的水量； 变P ∆——工况变化后的压差；
正常P ——正常工况下的压差。

2．填写表格
3．绘制水压图。

根据以上各种工况，分别绘制水压图，并结合课程内容说明验证了什么问题。

五．注意事项
1．在正式进行细调节以前，必须将系统中全部空气泡清除。

2．为避免水流短路，必须将各用户阀门关得很小。

小结：
1、热水网路水力计算的基本公式。

2、热水网路水压图的基本概念及绘制。