第十六讲同程式系统水力计算
机械循环同程式热水供暖系统水力计算表(自制样本)
L(m) 2.85 3.6 3.6 3.6 3.2 3 3 3 3
D(mm) υ (m/s) R(Pa/m) Σ ξ 0.05 0.05 0.05 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 立管3 资用压力(Pa) 20 20 20 15 15 15 15 15 15 3.12 3.12 3.12 13.67 13.67 13.67 13.67 13.67 13.67 275 2 0 0 0 2.6 3.6 3.6 3.6 3.6
Δ Δ Δ P(Pa) Py(Pa) Pj(Pa) 9 2 11 11 0 11 11 0 11 49 0 49 44 10 54 41 14 55 41 14 55 41 14 55 41 14 55 立管不平衡率 -1.45% Δ Δ Δ P(Pa) Py(Pa) Pj(Pa) 47 6 53 38 0 38 38 0 38 17 8 24 31 11 42 31 11 42 31 11 42 立管不平衡率 -2.47% Δ Δ Δ P(Pa) Py(Pa) Pj(Pa) 21 4 25 26 0 26 26 0 26 26 0 26 23 5 29 22 7 29 22 7 29 22 7 29 22 7 29 立管不平衡率 3.60% Δ Δ Δ P(Pa) Py(Pa) Pj(Pa) 8 3 11 10 0 10 10 0 10 33 0 33 29 10 39 27 14 41 27 14 41 27 14 41 27 14 41 立管不平衡率 1.02% Δ Δ Δ P(Pa) Py(Pa) Pj(Pa) 8 3 11 10 0 10 33 0 33 33 0 33 29 10 39 27 14 41 27 14 41 27 14 41 27 14 41 立管不平衡率 -10.06% Δ Δ Δ P(Pa) Py(Pa) Pj(Pa) 4 2 6
第十六讲同程式系统水力计算
本讲主要内容
供 热 工 程
散热器的进流系数
水力计算的步骤
本讲难点
中间立管资用压力的计算
第十六讲 同程式系统水力计算
一、散热器的进流系数
供 热 工 程
在单管热水供暖系统中，立管的水流量全 部或部分地流进散热器。流进散热器的水流量 GS与通过该立管水流量Gl的比值 ，称为散热器 的流进系数a，可用下式表示： a=GS/Gl 在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器 单侧连接时，a=1.0；散热器双侧连接，通常 两侧散热器的支管管径及其长度都相等时， a=0.5。
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
5.确定其它立管的管径。根据各立管的资用压力 和立管各管段的流量，选用合适的立管管径。 计算方法与例题4-2的方法相同。 6.求各立管的不平衡率。根据立管的资用压力和 立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。 不平衡率应在±10%以内。 通过同程式系统水力计算例题可见，虽然 同程式系统的管道金属耗量，多于异程式系 统，但它可以通过调整供、回水干管的各管 段的压力损失来满足立管间不平衡率的要求。
由于跨越管的进流系数比顺流式的 小，因而在相同散热器的热负荷条件下， 流出跨越管式系统散热器的出水温度低 于顺流式系统。散热器平均水温也低， 因而所需的散热器面积要比顺流式系统 的大一些。
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
二、同程式水力计算的步骤
供 热 工 程
同程式系统的特点是通过各个并联环路的 总长度都相等。在供暖半径较大（一般超过 50m以上）的室内热水供暖系统中，同程式 系统得到较普遍的应用。
第十六讲 同程式系统水力计算
当两侧散热器支管管径或长度不相等时， 两侧的散热器进流系数a就不相等了。 影响两侧散热器之间水流量分配的因素主 要有两个： 一是由于散热器负荷不同致使散热器平 均水温不同而产生的自然循环附加作用压力 差值（可忽略不计）； 二是并联环路在节点压力平衡状况下的 水流量分配规律。
课件模块五单元2同程式系统水力计算(精)
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单元2 机械循环热水供暖 系统等温降法水力计算
5-2-2 同程式热水供暖系统 等温降法水力计算
知识点： 1.掌握机械循环同程式热水供暖系统等 温降法水力计算方法； 2.掌握绘制压力损失平衡图的方法。 技能点： 1.具备进行同程式热水供暖系统等温降 法水力计算和绘制压力损失平衡图的能 力。
水
力
计
算 计 算 实 例
机械循环单管顺流 同程式热水采暖系统
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机械循环单管顺流同程式热水供暖系 统等温降法水力计算实例。 已知条件：机械循环单管顺流同程式 热水供暖系统两大并联环路中的一侧环 路。热媒参数为：供水温度tg=95℃， 回水温度th=70℃，图中已标出立管号， 各组散热器的热负荷（W）和各管段的 热负荷（W）、长度（m）。
习题：
1.填空题 （1）机械循环单管同程式热水采暖系统各 立管间的压力损失不平衡率易控制在（ ） %以内。 （2）机械循环单管同程式热水采暖系统最 远、最近立管间的压力损失不平衡率易控制 在（ ）%以内。
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水力计算文档
水力计算引言水力计算是指在水力学领域中，根据给定的水体条件和水流参数，通过运用一系列公式、计算方法和理论基础，对与水有关的各种现象、过程和工程进行计算和预测，以便为水利工程设计、水资源管理等提供科学依据和技术支持。
水力计算的主要目的是通过计算来确定水流的流速、流量、压力、液面高度等参数，从而对水流的运动特性和水力性能进行分析和评估。
它广泛应用于各个领域，包括给水系统、排水系统、河流治理、水电站工程等。
本文将介绍水力计算的基本概念、常用方法和应用领域，并给出一些具体的实例说明。
基本概念流速流速是流体通过单位横截面积的体积流量，常用单位为米/秒。
对于自由流条件下的水流，通常使用流速来描述水体的运动速度。
流速的计算可以通过测量水流通过一个已知长度的管道或河道所需的时间来进行。
假设已知水体在时间t内通过管道的长度L，那么流速V可以计算为V=L/t。
流量流量是单位时间内通过一个横截面的体积流量，常用单位为立方米/秒。
流量是水力计算中最基本的参数之一，用于描述水流的总体排放情况。
流量的计算可以通过测量单位时间内通过一个横截面的水流体积来进行。
假设单位时间内通过一个横截面的水流体积为V，那么流量Q可以计算为Q=V/t。
压力压力是单位面积上的力，常用单位为帕斯卡。
在水力学中，压力是描述水体受到的压力或力的作用的参数，常用来描述液体在管道中的流动状态。
压力的计算可以通过测量液体对单位面积上物体施加的力来进行。
根据帕斯卡定律，压力P可以计算为P=F/A，其中F 为液体对单位面积上物体施加的力，A为单位面积。
液面高度液面高度是指液体的上升或下降的高度，常用单位为米。
在水力学中，液面高度用于描述与液体有关的各种现象和过程，如水位变化、波浪高度等。
液面高度的计算可以通过测量液体从基准面上升或下降的距离来进行。
根据地面高程的参考点和液体的位置来计算液面高度。
常用方法流速计算方法常用的流速计算方法包括：舍诺特公式、曼宁公式和流速测量法等。
(完整版)水力计算
室内热水供暖系统的水力计算本章重点• 热水供热系统水力计算基本原理。
• 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。
• 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。
本章难点• 水力计算方法。
• 最不利循环。
第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；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。
前者称为沿程损失，后者称为局部损失。
因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示：Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ；Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ；R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ；l ——管段长度， m 。
在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。
任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。
每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算Pa/m （ 4 — 2 ）式中一一管段的摩擦阻力系数；d ——管子内径， m ；——热媒在管道内的流速， m ／ s ；一热媒的密度， kg ／ m 3 。
在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下：( — ) 层流流动当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；（ 4 — 4 ）在热水供暖系统中很少遇到层流状态，仅在自然循环热水供暖系统的个别水流量极小、管径很小的管段内，才会遇到层流的流动状态。
( 二 ) 紊流流动当 Re ＜ 2320 时，流动呈紊流状态。
在整个紊流区中，还可以分为三个区域：• 水力光滑管区摩擦阻力系数值可用布拉修斯公式计算，即（ 4 — 5 ）当雷诺数在 4000 一 100000 范围内，布拉修斯公式能给出相当准确的数值。
热水采暖同程式系统的水力特性及其设计计算
刊于《建筑设备》1992年1期热水采暖同程式系统的水力特性及其设计计算北京市建筑设计研究院张锡虎一、并联环路的水力特性在热水采暖循环系统的设计中，所要解决的最困难课题，实质上是无数并联环路之间流量的合理分配。
单立管顺序式系统的一大优点，就是减少了系统并联环路的数量。
讲究系统布置的匀称，强调增大末端设备（包括双管系统的散热器组和单管系统的立管）的阻力，就是为了使得并联环路之间，具备较有利的水力平衡条件。
设置各种调节手段（如调节阀、节流孔板及引射三通等），就是为了补充并联环路之间水力平衡条件的不足。
异程式系统或同程式系统的并存，并各自为不同的设计单位所侧重选用，其中的一个重要原因，就是因为这两种系统在解决并联环路流量合理分配方面各有其优势。
任意并联环路之间的流量分配，都遵循下列水力学的基本原则：并联点的水头差相同，此水头差为：2HSG上式中：S为环路的阻力特性值，它综合了环路的长度、管径和局部阻力因素；G为流量。
并联环路的典型图式如图1和图2。
图1 同程并联系统典型图式2图2 异程并联系统典型图式上图中的A 和B ，为并联环路1和2的公共并联点，由于A 和B 之间的水头差，不管是经由环路1还是环路2都只能是一个，所以两个环路之间的流量分配比为： 1221S S G G =上式说明：并联环路之间的流量分配比值，与环路阻力特性值的平方根成反比，阻力特性值小，则流量大，反之亦然。
其中，有一个根本的重要概念：两个并联环路之间的压差即水头损失值总是相等的，阻力特性的不同会通过流量分配自然平衡而使压力损失相同。
二、异程式系统的水力特性深入研究同程式系统最好从异程式系统的水力特性开始。
异程式系统具备并联环路的典型特征：经由两环的水头差相等、总流量为两环流量之和，即2121G G G H H +==异程式系统的典型图式如图3。
图3 异程式系统的典型图式上图中，C 和D 为环路1和环路2的公共并联点，经由C →A →1→B →D 的水头差，必然与经由C →2→D 的水头差相同。
给排水系统中的水力计算与水力优化
给排水系统中的水力计算与水力优化在建筑物的给排水系统中，水力计算和水力优化是非常重要的环节。
合理的水力计算可以确保供水和排水系统的正常运行，而水力优化则能够提高系统的效率和节约能源。
本文将详细介绍给排水系统中的水力计算和水力优化方法。
一、水力计算水力计算是指通过计算各个水力元素的水力参数，确定给排水系统的运行条件和选取相应的管道尺寸。
水力计算的关键参数包括流量、压力损失、流速等。
1.1 流量计算流量是指单位时间内通过给排水系统的液体量。
在给水系统中，流量需根据建筑物的用水需求、水压和管道尺寸进行计算。
在排水系统中，流量需根据建筑物的污水产生量和排水设备的要求进行计算。
1.2 压力损失计算在给排水系统中，液体流经管道和配件时会产生一定的压力损失。
这些压力损失包括摩擦损失、局部阻力和弯头、三通等元件带来的压力损失。
通过计算各个水力元素的压力损失，可以确定整个系统的总压力损失，进而选取合适的泵和管道尺寸。
1.3 流速计算流速是指液体通过管道时的速度。
流速的合理选择可以确保管道内的液体流动畅通，防止堵塞和积存。
根据给排水系统的不同要求和设计规范，选择合适的流速范围进行计算。
二、水力优化水力优化是指通过各种手段和措施，提高给排水系统的效率和节约能源。
以下将介绍几种常见的优化方法。
2.1 管道布局优化合理布局给排水管道可以减少压力损失和阻力，提高系统的整体效率。
通过选择较短的管道路径、减少弯头和节流减压装置等，可以减少能量损失和流体阻力。
2.2 泵站和水箱设计优化对于给水系统来说，合理的泵站和水箱设计可以提高供水压力、平衡系统运行，并降低泵的能耗。
通过合理设置泵站和水箱的容量、位置和高度，可以实现系统的高效运行和节能效果。
2.3 阀门控制优化通过合理设置阀门的开关和调节，可以提高供水和排水系统的水力特性。
灵活运用阀门控制技术，可以实现系统的安全稳定运行，并减少能源消耗。
2.4 水泵选型优化在给水系统中，合理的水泵选型可以提高供水压力、降低运行能耗。
水力计算文档
水力计算概述水力计算是一种重要的工程计算方法，用于分析和预测水流的行为。
在各种水利工程中，如河道、水坝、管道、泵站等设计过程中都需要进行水力计算，以确保工程的安全和有效运行。
水流基础知识在进行水力计算之前，了解以下几个基础概念是必要的：•流量（Q）：水流过单位时间的体积。
一般以立方米/秒（m³/s）作为单位。
•流速（v）：单位时间内流经的断面的体积与截面积之比。
单位为米/秒（m/s）。
•水头（H）：流体在某一点的总能量。
水头通常由液位高度（z）、动能（v²/2g）和压力能（P/ρg）组成，其中P为压力，ρ为水的密度，g为重力加速度。
水力计算方法在进行水力计算时，常用的方法包括：流量计算流量计算是水力计算中最基础的部分，通常采用以下公式计算：Q = A * v其中，Q为流量，A为断面面积，v为流速。
通过测量流速和断面面积，可以计算出流量。
水压计算在水力计算中，对于某一点的压力，可以使用以下公式计算：P = ρ * g * z其中，P为压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，z为液位高度。
通过测量液位高度和知道水的密度，可以计算出压力。
水头是水力计算中非常重要的概念，可以通过以下公式计算：H = P/ρg + z + v²/2g其中，H为水头，P为压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，z为液位高度，v为流速。
通过测量压力、液位高度和流速，可以计算出水头。
水力计算在水利工程中的应用水力计算在水利工程中有着广泛的应用，具体包括但不限于以下几个方面：河道设计在河道设计中，水力计算用于确定河道的流量和水头分布。
通过计算河道的水力特性，可以调整河道的断面形状和尺寸，以便更好地满足设计要求。
水坝的设计需要考虑水流对坝体的冲击力和稳定性。
水力计算可以用于评估坝体的稳定性，并确定合理的坝型和坝体尺寸。
管道设计在管道设计中，水力计算用于确定管道的流量和压力损失。
通过计算管道的水力特性，可以选择适当的管径和斜率，以确保管道系统的有效运行。
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供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
第十六讲 同程式系统水力计算
供 热 工 程
4.根据水力计算结果，利用图示方法（见图5-9）， 表示出系统的总压力损失及各立管的供、回水 节点间的资用压力值。
第十六讲 同程式系统水力计算
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
注意：
如水力计算结果和图示表明个别立管 供回水节点间的资用压力过大或过小， 则会使下步选用该立管的管径过粗或过 细，使设计不合理。此时，应调整第一、 第二步骤地水力计算，适当改变个别供 回水干管的管段直径，使易于选择立管 的管径并满足并联环路不平衡的率的要 求。
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
在前面讲的例题中，都是采用了立管或散热器的水 温降相等的假定，由此也就确定了立管的流量。这种水 力计算方法，通常称为等温降的水力计算方法。 在较大的室内热水供暖系统中，如采用等温降方法进行 异程式系统的水力计算，立管间的压降不平衡率往往难 以满足要求，必然会出现系统的水平失调。对于同程式 系统，如在水力计算中一些立管的供回水干管之间的资 用压力很小时，该立管的水流量很小，甚至出现停滞相 象，同样也会出现系统的水平失调。 一个良好的同程式系统的水力计算，应使各管段的 资用压力值不要变化太大，以便于选择各立管的合理管 径。因此，在水力计算中，管路系统前半部供水干管的 比摩阻R值，宜选用稍小于回水干管的R值；而管路系统 后半部供水干管的R值，宜选用稍大于回水干管的。
由于跨统散热器的出水温度低 于顺流式系统。散热器平均水温也低， 因而所需的散热器面积要比顺流式系统 的大一些。
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
二、同程式水力计算的步骤
供 热 工 程
同程式系统的特点是通过各个并联环路的 总长度都相等。在供暖半径较大（一般超过 50m以上）的室内热水供暖系统中，同程式 系统得到较普遍的应用。
第十六讲 同程式系统水力计算
当两侧散热器支管管径或长度不相等时， 两侧的散热器进流系数a就不相等了。 影响两侧散热器之间水流量分配的因素主 要有两个： 一是由于散热器负荷不同致使散热器平 均水温不同而产生的自然循环附加作用压力 差值（可忽略不计）； 二是并联环路在节点压力平衡状况下的 水流量分配规律。
第十六讲 同程式系统水力计算
同程式系统水力计算方法和步骤：
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
1.首先计算通过最远立管Ⅴ的环路。确定出供水干
供 热 工 程
管各个管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及其 压力损失。计算方法同单管系统。 2.用同样方法，计算通过最近立管Ⅰ的环路，从而 确定出立管Ⅰ、回水干管各管段的管径及其压 力损失。 3.求并联环路立管Ⅰ和立管Ⅴ的压力损失不平衡率， 使其不平衡率在±5%以内。
第十六讲 同程式系统水力计算
一、散热器的进流系数
供 热 工 程
在单管热水供暖系统中，立管的水流量全 部或部分地流进散热器。流进散热器的水流量 GS与通过该立管水流量Gl的比值 ，称为散热器 的流进系数a，可用下式表示： a=GS/Gl 在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器 单侧连接时，a=1.0；散热器双侧连接，通常 两侧散热器的支管管径及其长度都相等时， a=0.5。
供 热 工 程
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
如右图所示，如支管d1=d2， 并假设两侧水的流动状况相同， 摩擦阻力系数值近似相等，则 可得出：
GI aI Gl
供 热 工 程
1
l1 l d 1 1 I 2 l 2 l d 2 1 II 2
1
第十六讲 同程式系统水力计算
供 热 工 程
第十六讲 同程式系统水力计算
5.确定其它立管的管径。根据各立管的资用压力 和立管各管段的流量，选用合适的立管管径。 计算方法与例题4-2的方法相同。 6.求各立管的不平衡率。根据立管的资用压力和 立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。 不平衡率应在±10%以内。 通过同程式系统水力计算例题可见，虽然 同程式系统的管道金属耗量，多于异程式系 统，但它可以通过调整供、回水干管的各管 段的压力损失来满足立管间不平衡率的要求。