第八章 热水网路的水力计算和水压图
热水网路水压图与定压方式
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任务二 热水网路水压图
• 一、水压图的组成及作用
• 热水网路的水压图是反映热水网路上各点压力分布的几何图形，它由 三部分组成：
• （１）热水管网的平面布置简图（可用单线展开图表示），位于水压 图的下部。
• （２）热水管网沿线地形纵剖面图和用户系统高度，位于水压图的中 部。
• （３）热水管网水压曲线（包括干线与支线），位于水压图的上部。
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任务二 热水网路水压图
• 但用户所需资用压头为５ｍＨ２Ｏ，则要求供水测压管水头为３ ６．４３＋５＝４１．４２（ｍ）。剩余压头为５９．９７－４ １．４３＝１８．５４（ｍ），应在供水管上设调压板或调节阀，消 除剩余压头，如图１０-４（ａ）所示。
• 用户：该用户也是高温热水采暖系统。静压线高度可保证系统最高点 不汽化或不超压，但该用户所处地势低，入口处回水管的压力为３９ ．３－（－４）＝４３．３（ｍＨ２Ｏ），即４３３ｋＰａ，已超过 一般铸铁散热器的工作压力（４００ｋＰａ），故不能采用简单的直 接连接方式。
任务二 热水网路水压图
• ｋＰａ（３ ８ｍ置混合水泵的热力站，网路供水、回水管的预留资用压差值 ，应等于热力站后二级网路及用户系统的设计压力损失值之和。
• 三、利用水压图分析用户与管网的连接方式
• 用户：该用户为规模较大的高温热水采暖系统。根据水压图可知，静 压线高度可以保证用户不汽化也不超压，而且入口处回水管的测压管 水头也不超压。入口处供水、回水管的压差为５９．９７－３６．４ ３＝２３．５４（ｍＨ２Ｏ），可采用简单的直接连接。
• 绘制水压图是以流体力学中的恒定流实际液体总流的能量方程——— 伯努力方程为理论基础的。如图１０-１所示，当流体流过某一管段 时，根据伯努力方程可以列出１—１断面和２—２断面之间的能量方 程：
供热系统水力计算
p －压强水头，（压力能水头）表明流体在断面压强作用 g
下，测压管上升的高度。
Z －位置水头，相对于基准面的高度。
2 －流速水头，（动能水头）以初速度铅直上升射流时的
2g
理论高度
总水头：
H p Z 2
g
2g
即压力能水头、位置水头之和动能水
头三者之和
总水头线（A-B线）
测压管水头线——水压线（C-D线）
管道直径（如何计算？） 管段压力损失（实际值） 管道流量（管径、管段允许压降已知）
◆水力计算有什么用处？
一、热水网路水力计算基本公式
2、管段的压力 (能量) 损失包括 哪两部分?
沿程阻力损失 p y 局部阻力损失 p j
○总阻力损失 p p y p j
一、热水网路水力计算基本公式
3、管段的沿程损失计算公式?
问题思考
请问：教材P36例2-4中各供暖热用户与 外网可采取何种连接方式？
用户1： 用户2：？ 用户3：？ 用户4：
To be continued
§4.4热网水泵的选择
一、热网循环水泵的选择方法 1、选择参数的确定 1）流量的确定
流速与质量流量的关系？
3.实际中往往不修正的原因是什么? （P23例子）
§4.2水力计算的方法与步骤
简述水力计算步骤?
0
+2
Q2=1.05×106 W
F2
P3=2.0×104 Pa
+4
+2 60m
0
h3=33m -2 -3
-5
-8
A 150m
B
160m
C
200m D 3
100m
Q3=0.69×106 W P3=1.45×104 Pa
《供热工程》分章节习题集
《供热工程》习题集第1章供暖系统的设计热负荷1．什么是采暖设计热负荷？工程计算中通常考虑哪些热量？2．什么是围护结构的传热耗热量 ? 分为哪两部分 ?3．匀质材料和非匀质材料的围护结构传热系数各怎样计算？4．什么是围护结构的最小热阻和经济热阻？怎样检验围护结构内表面温度和围护结构内表面是否会结露？5．冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量是一回事吗 ?6．写出房间围护结构基本耗热量的计算公式。
说明各项的意义，在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正 ? 如何确定温差修正系数 ?7．为什么要对基本耗热量进行修正，修正部分包括哪些内容，各自的意义如何。
8．高层建筑的热负荷计算有何特点 ? 说明高层建筑冷风渗透耗热量的计算方法与低层建筑的有什么不同？分别说明热压作用，风压作用及综合作用原理图。
9．什么是值班供暖温度 ?10．目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么 ?11.围护结构中空气间层的作用是什么，如何确定厚度。
12.地面及地下室的传热系数如何确定。
13.分户计量供暖系统供暖设计热负荷有何特点，如何计算14. 建筑物围护结构节能设计应考虑哪些问题，为什么。
15.什么是建筑物的体形系数，如何考虑体形系数的取值。
16 ．试计算某建筑物一个房间的热负荷，见图 3 。
已知条件：建筑物位于天津市区；室温要求维持 16o C ；建筑物构造：外墙为 370mm 砖墙（内抹灰 20mm ）；地面 - 水泥（不保温）；外门、窗 - 单层玻璃，木制；屋顶 - 带有望板和油毡的瓦屋面，其天花板的构造如图 4 所示。
1- 防腐锯末，δ =0.18m λ = 0.11kcal/(m · h ·o C) ；2- 木龙骨 0.05 × 0.05m ，λ =0.15 kcal/(m · h · o C) ；3- 板条抹灰δ =0.02m λ = 0.45kcal/(m · h · o C) 。
热水网路的水压图与水力工况
0
46
103
176
269
386
【例题10-1】已知某室外高温水供热管网，供、回水温度 为130℃/70℃，用户Ⅰ、Ⅱ为高温水采暖用户，用户Ⅲ、 Ⅳ为低温水采暖用户，如图10-2所示，各用户均采用柱型 铸铁散热器，供、回水干线通过水力计算可知压降均为12 mH2O。 绘制热水网路水压图的步骤和方法大致如下： （1）选择确定连接方式。 （2）确定静水压线。 (3)确定恒压点，选择定压方式。 (4)绘制动水压线。
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课题2 绘制水压图的基本技术要求、步骤和方法
(1) 保证热用户足够的资用压力。在用户的引入口处，供、回 水管之间应有足够的作用压力，否则系统不能正常运行。用户 引入口的资用压力与连接方式有关，以下数值可供选用参考： 1）与网路直接连接的暖风机采暖系统或大型的散热器采暖系 统，约为20～50kPa（2～5mH2O）； 2）与网路采用水喷射器、喷射泵的直接连接采暖系统，约为 80～120kPa（8～12mH2O）； 3）与网路直接连接的热计量采暖系统约为50kPa（5mH2O）； 4）与网路采用热交换器的间接连接系统，约为30～100kPa （3～10mH2O）； 5）设置混合水泵的热力站，网路供、回水管的预留资用压差 值，应等于热力站后二级网路及用户系统的设计压力损失值之 和。
位置水头 Z 与压强水头 P 之和表示断面1、2间任意一点 g
的测压管水头。管网中任意一点的测压管水头高度，就是 该点离基准面0-0的位置高度Z与该点的测压管水柱高度之 和。连接1、2两点间各点的测压管水头高度可得到1、2断 面的测压管水头线CD；在热水管路中，将管路各节点测压 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。绘制水压图的实质就是获得热水网路的水压曲线。 通过分析热水网路的水压图可以得到： (1)利用水压曲线，可以确定管网中任意一点的压力值。 管网中任意一点的压力值等于该点的测压管水头高度与该 点位置高度之差，如图10-1中任一点的压力为： P =Hp-Z g
第八章 热水网路的水力计算和水压图
第八章 热水网路的水力计算和水压图本章重点● 热水网路水力计算的基本公式。
● 水压图的基本概念。
本章难点● 热水网路的水力计算 ● 水压图的绘制。
热水网路水力计算的主要任务是：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流量。
根据热水网路水力计算成果，不仅能确定网路各管段的直径，而且还可确定网路循环水泵的流量和扬程。
在网路水力计算基础上绘出水压图，可以确定管网与用户的连接方式，选择网路和用户的自控措施，还可进—步对网路工况，亦即对网路热媒的流量和压力状况进行分析，从而掌握网路中热媒流动的变化规律。
第一节 热水网路水力计算的基本公式本书第四章第一节所阐述的室内热水供暖系统管路水力计算的基本原理，对热水网路是完全适用的。
热水网路的水流量通常以吨／时(t ／h)表示。
表达每米管长的沿程损失（比摩阻）R 、管择d 和水流量G 的关系式(4—14)，可改写为5221025.6dG R t ρλ-⨯= Pa/m (9-1)式中 R ——每米管长的沿程损失（比摩阻），Pa/mG t ——管段的水流量，t ／h ； d ——管子的内直径，m ；λ——管道内壁的摩擦阻力系数； ρ——水的密度，㎏/m 3。
热水网路局部损失，同样可用式(4-15)计算。
即22ρυζ∑=∆j P Pa在热水网路计算中，还经常采用当量长度法，亦即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失。
当采用当量长度法进行水力计算时，热水网路中管段的总压降就等于zh d Rl l l R P =+=∆)( Pa (9-11)式中 zh l —一管段的折算长度，m 。
在进行估算时，局部阻力的当量长度d l 可按管道实际长度l 的百分数来计算。
即l l j d α= m （9-12）式中 j α——局部阻力当量长度百分数，％(见附录9-3)；l ——管道的实际长度，m 。
《供热工程》课件内容
课件目 录
课程简介 绪论 第一章 供暖系统的设计热负荷 第二章 供暖系统的散热设备
课件目 录
第三章 热水供暖系统 第四章 室内热水供暖系统的水力计算 第五章 室内蒸汽供热系统
第六章 集中供热系统的热负荷
课件目 录
第七章 集中供热系统 第八章 热水供热系统的供热调节 第九章 热水网路的水力计算和水压图
第十章 热水供热系统的水力工况
课件目 录
第十一章 蒸汽供热系统管网的水力计算与水力工况
第十二章 集中供热系统的热力站及其主要设备
第十三章 供热管线的敷设和构造
第十四章 集中供热系统的热源
教案目 录
授课计划表 绪论 第一章 供暖系统的设计热负荷 第二章 供暖系统的散热设备
教案目 录
第三章 热水供暖系统 第四章 室内热水供暖系统的水力计算 第五章 室内蒸汽供热系统
第六章 集中供热系统的热负荷
教案目 录
第七章 集中供热系统 第八章 热水供பைடு நூலகம்系统的供热调节 第九章 热水网路的水力计算和水压图
第十章 热水供热系统的水力工况
教案目 录
第十一章 蒸汽供热系统管网的水力计算与水力工况
第十二章 集中供热系统的热力站及其主要设备
第十三章 供热管线的敷设和构造
第十四章 集中供热系统的热源
热水网路的水力计算和水压图基本介绍
九
三
室内热水供暖的水压 图
如将膨胀水箱连接在热
热水管统了统长压 于 加 点水供。，各的上的压曲定供暖，同阻点水位力压线热置系此 力的平时的装的（。统损压供，时大置位暖的失力水，如小对置）供较都干供整系，和系水大降管暖个统取定统干低过系，系施水压决
则有可能在干管上出 现负压。
是一条水平直线。静水压曲线的高度必须
满足下列技术要求。
九
四
2、静水压曲线的位置
• (1) 与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层 散热器所承受的静水压力应不超过散热器的允许 压力。
• (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。所谓“不汽化”是指：静水压 力线的高度必须大于该温度下对应的热媒汽化压 力，并留有2～5mH2O的富裕量。所谓“不倒空” 是指：静水压线的高度不应低于与外网直接连接 的用户系统的充水高度，并应有2～5mH2O的富 裕量。
九
三
室内热水供暖的水压
图
当系统运行时，由于循环水 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，其 差值应为管段OA的压力损 失 值 ， 由 此 可 以 确 定 A' 点 。 根据系统水力计算结果或 运行时的实际压力损失， 同理就可确定B、C、D和E 各点的测压管水头高度， 亦 即 B' 、 C' 、 D' 和 E' 各 点 在纵坐标上的位置。
九
四
一、热水网路压力状况的基本技术要求
2）不汽化。在水温超过100℃的高温水供 水管道和用户系统内，热媒压力都不低于 该水温下的汽化压力。从运行安全角度考 虑，《热网规范》规定，除了满足上述要 求外还应留有30～50kPa富裕量，以防止 高温水汽化。
第八章 热水网路的水力计算和水压图 第一节
济南铁道职业技术学院教师授课教案20____/20____学年第____学期课程供热工程目的要求：1、掌握采用当量长度法进行水力计算时热网中管段的总压降；2、掌握热水网路水力计算的方法；3、掌握水力计算的例题。
旧知复习：当量长度、折算长度重点难点：重点：水力计算的例题教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）一、复习（5分钟）二、新课1、热水网路水力计算的任务（10分钟）2、采用当量长度法进行水力计算时热网中管段的总压降（15分钟）3、热网水力计算方法、步骤（15分钟）4、例题（40分钟）三、小结及作业（5分钟）课后作业：结合教材所给已知条件改变网路的计算中用户E、F、D的设计热负荷分别为2.186、3.245、5.478GJ/h，进行水力计算。
教学后记：热水网路计算公式掌握管段总压降即可。
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 日第八章 热水网路的水力计算和水压图热水网路水力计算的主要任务是：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流量。
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／时(t ／h)表示。
在热水网路计算中，还经常采用当量长度法，亦即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失。
１、当采用当量长度法进行水力计算时，热水网路中管段的总压降就等于zh d Rl l l R P =+=∆)( Pa (9-11) 式中 zh l —一管段的折算长度，m 。
２、在进行估算时，局部阻力的当量长度d l 可按管道实际长度l 的百分数来计算。
即l l j d α= m （9-12） 式中 j α——局部阻力当量长度百分数，％(见附录9-3)；第二节 热水网路水力计算方法和例题一、在进行热水网路水力计算之前，应有资料：网路的平面布置图，热用户热负荷的大小，热源的位置以及热媒的计算温度等。
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第二节 热水网路水力计算方法和例题
[例题9—1]
用同样的方法，可计算主干线的其余管段BC、CD，确定 其管径和压力损失。计算结果列于表9-3。 管段BC和CD的局部阻力当量长度值，如下： 管段BC DN=125mm 管段CD DN=100mm 直流三通 1×4.4=4.4m 直流三通 1×3.3=3.3m 异径接头 1×0.44=0.44m 异径接头 1×0.33=0.33m 方形补偿器 3×12.5=37.5m 方形补偿器 3×9.8=29.4m 总当量长度 =42.34 m 闸阀 1×1.65=1.65m 总当量长度 =34.68 m
济南铁道职业技术学院 热水网路的水力计算和水压图 暖通教研室
RE SHUI WANG LU DE SHUI LI JI SUAN HE SHUI YA TU
•第八章 热水网路的水力计算和水压图
第一节热水网路水力计算的基本公式 第二节热水网路水力计算方法和例题 第三节水压图的基本概念
第四节热水网络水压图
t/h
（9-14）
式中 ——计算管段的设计流量，t／h； G G 、、 G G——计算管段担负供暖、通风、热水供应热负荷的设计流量t／h； Q 、、 Qt/ 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Mkcal／h表示； A——采用不同计算单位时的系数，见表9—2； ——在冬季通风室外计算温度时的网路供水温度，℃； ——在冬季通风室外计算温度 时，流出空气的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，℃； t ——供热开始( ＝+5℃)或开始间歇调节时的网路供水温度（一般取70℃）， ℃； t ＝+5℃)或开始间歇调节，流出热水供应的水水换热器的网路回 一供热开始( — 水温度，℃。
*供热温度在130℃一150℃
以下称为低温供热；体积热指标法
*供热温度在130℃一150℃以上到250℃以下时，称为中温供热 *当供热温度高于蒸汽供热250℃一300℃时，称为高温供热
*除供暖期的最大热负荷外，还应有供暖期的平均热负荷、非
供暖期的平均热负荷、非供暖期的最小热负荷等资料，以及必 要的典型的周期(日或一段时间)的蒸汽热负荷曲线和年延续时 间曲线等资料。
第二节 热水网路水力计算方法和例题
[例题9—1]
已知：某工厂厂区热水供热系统，其网路平面布置图(各管段的长度、 阀门及方形补偿器的布置)见本例题附图9—2。 网路的计算供水温度 ＝130℃，计算回水温度＝70℃。用户P、F、D的设计热负荷分别为： 3.518、2.513和5.025GJ/h。热用户内部的阻力损失为∆P＝5xl04Pa。 试进行该热水网路的水力计算。 [解] 1．确定各用户的设计流量 对热用户E，根据式(9—13)
[例题9—1]
2．热水网路主干线计算 因各用户内部的阻力损失相等，所以从热源到最远用户D的管线是主干线。 首先取主干线的平均比摩阻在R＝40一80 Pa/m范围之内，确定主干线各管段的 管径。 管段AB：计算流量根据管段AB的计算流量和R值的范围，从附录9-1中可确定 管段AB的管径和相应的比摩阻R值。
/ Q 3.518 /130 70 1 2
其它用户和各管段的设计流量的计算方法同上。各管段的设计流量列入 表9—3中第2栏，并将已知各管段的长度列入表9—3中第3栏。
第二节 热水网路水力计算方法和例题
[例题9—1]附图
第二节 热水网路水力计算方法和例题
热水网路水力计算 的主要任务： 按已知的热媒 流量和压力损失， 确定管道的直径； 按已知热媒流量和 管道直径，计算管 道的压力损失； 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。
•热力管道检查井
供热管道检查井
第一节 热水网路水力计算的基本公式
按照工艺要求热媒温度的不同，大致可分为三种：
/ n / t / / n /
/// 1
/// 2.t
// 1
w
// 2.
w
第二节 热水网路水力计算方法和例题
K值修正系数m和β 0.1 K(mm) m β 0.669 1.495 0.795 1.26 1.0 1.0 1.189 0.84 0.2 0.5 1.0
第二节 热水网路水力计算方法和例题
第二节 热水网路水力计算方法和例题
关段BC BN=125mm 直径三通 1*4.4=4.4m 异径接头 1*0.44=0.44m 方形补偿器 3*12.5=37.5m 总当量长度 L=42.34mm 管段编号 计算流 量 G’ （l/h） 2 44 20 20 11 10 管段长 度 l (m) 3 200 180 150 70 80 管段CD DN-100mm 直径三通 1*3.3=3.3m 异径接头 1*0.33=0.33m 方形补偿器 3*9.8=29.4m 闸阀 1*1.65=1.65m 总当量长度 l=34.68m 局部阻 力当量 长度之 和l m 4 48.46 48.34 34.68 18.6 18.6 折算 长度 L (m) 5 248.44 222.44 184.68 88.6 98.6 公称 直径 d (mm) 6 150 125 100 70 70 流速 V (mm) 比摩 阻 Pa (mm) 8 44.8 54.8 79.2 278.5 142.2 管段 的压 力损 失 (pa) 9 111.35 121.40 146.22 246.72 140.21
l
——管道的实际长度，m。
第二节 热水网路水力计算方法和例题
在进行热水网路水力计算之前，通常应有 下列已知资料：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)，热用户 热负荷的大小，热源的位置以及热媒的计 算温度等。
第二节 热水网路水力计算方法和例题
热水网路水力计算的方法及步骤
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 确定管段的管径和压力损失。 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 / / Qn Qn / Gn A / t/h (9-13) / / /
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顿/时（t/h)表示。表达每平方 米管长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的 关系式（4-14），可改写为
第一节 热水网路水力计算的基本公式
１、当采用当量长度法进行水力计算时，热水网路中管段的总 压降就等于 P R(l l d ) Rlzh Pa (9-11) 式中 l zh 一管段的折算长度，m。 ２、在进行估算时，局部阻力的当量长度可按管道实际长度的 百分数来计算。即 ld j l m （9-12） 式中 j ——局部阻力当量长度百分数 ，％(见附录9-3)；
c( 1 2 ) ( 1 2 )
式中 Qn——供暖用户系统的设计热负荷，通常可用GJ／h、MW或 Mkcal表示； / / 1、 2 ——网路的设计供、回水温度，℃； c——水的质量比热，c＝4．1868kj／kg．℃＝1kcaI／kg．℃； A一一—采用不同计算单位的系数，见图9—2。
第三节 水压图的基本概念
通过室内热水供暖系统和热水网路水力计算的阐述，可以看出：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。 室内热水供暖的水压图： 设有—机械循环热水供暖系统(图9—4)，膨胀水箱1连接在循环水泵2进口侧O点处。 如设其基准面为O—O，并以纵坐标代表供暖系统的高度和测压管水头的高度，横坐标代 表供暖系统水平干线的管路计算长度；利用前述方法，可在此坐标系统内绘出供暖系统 供、回水管的水压曲线和纵断面图。这个图组成了室内热水供暖系统的水压图。 设膨胀水箱的水位高度为j—j。如系统中不考虑漏水或加热时水膨胀的影响，即认 为系统已处于稳定状况，不再发生变化，因而在循环水泵运行时，膨胀水箱的水位是不 变的。O点处的压头(压力)就等于Hj(mH 2O)。(见图9—5) 如将膨胀水箱连接在热水供暖系统的供水干管上(见图9—5)，则系统的水压曲线 位置与图9—4不同，而成为图9—5所示的位置。此时，整个系统各点的压力都降低了。 同时，如供暖系统的水平供水干管过长，阻力损失较大，则有可能在干管上出现负压 (如图9-5)
1 主干线 AB BC CD 支干线 BF CF
7 0.72 0.71 0.74 1.09 0.78
第二节 热水网路水力计算方法和例题
[例题9—1]
3．支线计算 管段BE的资用压差为： PBE PBC P CD ＝12140十14627＝26767Pa 设局部损失与沿程损失的估算比值＝0．6(见附录9—3)，则比摩阻大致可控制为 / （ 1 j） =26767/70（1+0.6）=239 Pa/m R PBE / l BE / 根据R/和 GBE ＝14t／h，由附录9—3得出 =1．09m／s d BE ＝70m m；RBE =278.5 Pa/m； 管段BE中局部阻力的当量长度，查附录9—2，得： 三通分流：1× 3．0＝3．0m；方形补偿器 2× 6.8＝13．6 m；闸阀2× 1．0＝2．0m， 总当量长度＝18．6m。 管段BE的折算长度70+18．6＝88．6m。 管段BE的压力损失 PBE Rlzh ＝278．5×88.6＝24675Pa 用同样方法计算支管CF，计算结果见表9-3。
第二节 热水网路水力计算方法和例题 热水网路水力计算的方法及步骤
对具有多种热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，网路计算管段的设计流量应按下式计算
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