热网水力工况的测定
复杂热网水力工况仿真模型与可信度检验
#"管网型式
管网型式的确定以及管网水力工况仿真模型中 涉及的电动调节阀阻力特性系数计算模型的建立均 以实验管网为依据% 建立电动调节阀阻力特性系数 计算模型的具体方法为*先通过实验收集电动调节 阀!包括用户电动调节阀(干管电动调节阀" 在全开 度范围内的压差及流量$计算其阻力特性系数% 然 后拟合阻力特性系数与相对开度之间的关系式% 将 电动调节阀阻力特性系数代入管网水力工况仿真模 型中$以计算对应管段的阻力特性系数%
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图 %"单热源单环状管网拓扑结构
$"管网水力工况仿真模型
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图 &"双热源双环状管网拓扑结构
定律$可得到管段数为 (节点数为 Q$ 的热网水 力工况基本计算模型&$) 0$2' *
对于已建成的管网若能在水力工况仿真前正 确判断水力交汇用户的位置进而判断管网的流向分 布对于提高水力计算效率减小计算量快速完成 管网水力工况的仿真具有重要意义
[高等教育]第十章 热水供热系统的水力工况
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序：
1、为什么要研究水力工况：
由于各种原因将使热水供热系统中各热用户的 实际流量与设计流量会不一致，这就称为热用户 的水力失调。
失调的程度可用实际流量与规定流量之
比来衡量。
x Vs Vg
（10-1）
用户水力失调之后不仅会影响到其本身 用热，在并联系统中还将影响到其他用户 的用热。因此了解和掌握这种失调规律、 调整方法，可以为设计中的系统设计需要 服务，也可以为运行中的系统管路调节服 务。
一、对于整个网路系统来说，各热用户的水力 失调状况是下面几种形式
1、一致性失调：当网路中各热用户的水 力失调度都大于1（或都小于1）
一致性失调
等比失调：所有用户失调度x相等 不等比失调：各用户失调度x不相等
2、不一致性失调：当网路中各热用户水
力失调度 有的x大于1，有的小于1时
二、根据上述水力工况计算的基本原理，就 可分析和计算热水网络的流量分配，研究 它的水力失调状态。 如当网路中各管段和各热用户的阻力数已 知时，也可以用求出各用户占总流量的比 例方法，来分析网路 水力工况变化的规律。
或3）。
2、根据网路循环水泵的样本给定的性能曲线“P －V（G）”，在同样坐标系中画出泵性能曲线 （如图10-1的曲线2）。
3、求出两曲线交点就是热水网对应某个阻力特性 （1或3）时的网路水力工况所处的状态点。（泵 的工作点和热源总流量）
② 计算法： 1、我们已通过上述分析，得到了热水网路的阻力特性方程
【例题10-1】网路在正常工况时的水压图和各 热用户的流量如图10-5所示。如关闭热用户3， 试求其它各用户的流量及其水力失调程度。
【解】1.根据正常工况下的流量和压降，求网路 干管（包括供、回水管）和各用户的阻力数s。
热网水利工况实验---伯努利
GKW-1热网水利工况实验台（伯努利方程）一、实验目的：使用热网水力工况模型实验装置进行几种水力工况变化的实验，能直接了解热网水压图的变化情况，巩固热水网路水力工况计算的基本原理。
掌握水力工况分析方法、验证热水网路水压图和水力工况的理论。
二、实验原理本实验原理即水压图形成的原理，如图一所示。
热水流过某一管段，经过断面1和断面2时，我们可以列出这两个断面间的伯努力方程：（总能不守恒，损失了用以补偿重力势能）式中：P1、P2——断面1、2的压力，Pa；Z1、Z2——断面1、2的管中心线离某一基准面0—0的位置高度，m；V1、V2——断面1、2的水流平均速度，m/s；ρ——水的密度，kg/m3；g——自由落体重力加速度，9.81m/s2；ΔH1-2——水流经管段1-2的压头损失。
在实验供热管路中，由于各处流速差别不大，因而即水流经某一管段的压头损失是该管段的测压管水头之差（包括重力势能补偿损失和阻力损失）。
压头损失原因：供暖从底层到高层用户。
由此关系在供热管网的供、回水管道中由起点开始依次减去压力损失，求出各断面的测压管水头，将这些水头依次连成线即为水压图。
三、实验装置装置示意图见图二。
由高位水箱，循环水泵、测压管、供水管、调节阀，回水管及调节阀，以及表示用户系统的管路、流量计所构成。
测压管是10根上部通大气、直径为8mm、长为1.5m的玻璃管，其底部用橡胶管同测压点（相当于用户的热水入口和回水出口）相连，垂直固定在压差板上并通过滑动尺读数。
四、实验步骤：1、准备工作将补给水箱灌满水，启动水泵，缓慢打开阀门A和a，水由水泵经锅炉后一部分进入供水干管、用户、回水管，另一部分进入高位水箱，待系统充满水、打开B阀的同时关闭A阀，保持水箱水位稳定，充水的同时要注意系统排气，以保证系统中不存气泡。
2、正常工况时的水压图用改变供回水管上调节阀开度的方法，调节各管段的阻力，使各测点间有适当压差并使水压图接近（a）中的曲线1，以此工况作为正常工况。
第10章水供暖系统的水力工况
例题10-2：网路在正常工况时水压图和各用户的流量如图10-6所示。假设 总压头不变，如关闭用户3，试求其他各热用户的流量及其水力失调程度， 并画出水压
400
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第十章 热水供暖系统的水力工况
2. 热水网路水力工况分析
第十章 热水供暖系统的水力工况
m3 / h （10-19）
4. 顺次按各并联管段流量分配方法，求出各部分流量。
第十章 热水供暖系统的水力工况
10-2 热水网路水力工况分析和计算
水力失调：在热水供热系统运行过程中,由于种种原因，使网路的流 量分配不符合热用户要求的计算流量，实际流量与要求的流量之间 的不一致性,称为该热用户的水力失调 。 水力失调分类：
第十章 热水供暖系统的水力工况
热水供暖系统的水力工况
第十章 热水供暖系统的水力工况
第十章 热水供热系统的水力工况
热力失调的原因主要是水力失调。
水力失调度 :
x Vs /Vg
式中 x —水力失调度；
Vs Vg
—用户实际流量； —用户规定流量。
产生的原因：1.设计上造成； 2. 运行中某些用户用热变化
（1）一致失调：x 都大于1，或 x都小于1 。
一致等比例失调：一致失调且各部分水力失调度相等。 一致不等比例失调：一致失调但各部分水力失调度不相等。
（2）不一致失调：x有大于1，也有 x小于1 的失调。
1. 热水网路水力工况的计算方法
相对流量热水网路各用户流量Vi与总流量 V之比 ，称为相对流量。
图10-5中，S1 、S2、S3 … Sn表示支线与用户的阻力数，SⅠ 、 SⅡ 、 SⅢ… SN表示干线各管段的阻力数，V表示网路总流量， V1 、 V2 、 V3… Vn表示用户流量。
热网水力工况实验供热工程
谢谢大家！
实验设备
数据回放 界面图
实验设备工作原理
阀门4 阀门3
阀门5
系统管路图
阀门1 阀门2
由压力变送器、流 量变器、温度变送 器、差压变送器感 受各测点的压力、 流量、温度、经电 流环传出线转化为 电压信号，送入 A/D采集卡，经PC 软件处理后以图像 和数据形式给出结 果。
实验步骤
正常工况时的水压图 用改变供回水干管上调节阀开启度的方法，调节干管段阻力，
由前至后一条拉，从上到下一条心。 2020年 10月 下午2时 3分20 .10.41 4:03 Octobe r 4, 2020
创名牌、夺优质，全厂员工齐努力。 2020年 10月4 日星期 日2时 3分39 秒14:0 3:394 October 2020
质量放松,劳而无功.安全发展，国泰 民安。 下午2时 3分39 秒下午 2时3分 14:03 :3920 .10.4
人民消防人民办，办好消防为人民。 14:03: 3914: 03:39 14:03 10/4/ 2020 2:03:39 PM
做好安全工作，树立企业形象。20.1 0.414 :03:3 914:0 3Oct-2 04-Oc t-20
绊人的桩不在高，违章的事不在小。 14:03: 3914: 03:39 14:03 Sund ay, October 04, 2020
热网水力工况实验（供热工程）
指导教师：杨全
实验目的
巩固和验证有关供热管网理论；
掌握实验条件下水力工况变化时、水压图的变化情况； 从理论上分析水力工况变化时水压图是如何变化的，然
后用实验予以验证。
实验原理
伯努力方程
p1
g
Z1
热网水力工况实验报告
热网水力工况实验报告和英文 800字中文热网水力工况实验的目的是模拟在高温热网系统中热力学和流体力学过程全面地考察温度场、流场和在实验室计算机上所建模型研究热网运动流体与真空交换过程，从而得出热损失大小、温度分布、压力特性、电流偏差特性并可以模拟高温热网系统高效运行情况。
该实验重点检测热网水力工况状况，确定温度及其分布、质量耗散因素、比热容以及传热特性。
实验过程分为准备阶段、初始化阶段、样品加热阶段、热网内部温度测量阶段、热网模拟运行阶段以及实验结果分析阶段。
在实验准备阶段，首先分析选定实验样品，根据样品形状、材料性质及金属烘箱大小等参数，确定烘箱加热温度与温度变化曲线。
然后，在初始化阶段需要确定样品的大小、厚度以及温度计安装位置，修改温度计的温度范围和量程。
样品加热阶段，采用热箱将悬浮温度依次升高，以实现不同的温度梯度、以及温度场波动。
然后是测量阶段，在此时得到样品表面到内部温度分布情况，绘制出实际温度场分布图像，与最初模拟计算出来的温度场图像进行比对验证。
在热网模拟运行阶段，需要反复测量内部温度分布、控制环境温度等参数，然后增加热网流量，观察内部温度分布变化情况，监测温度边界层压力损失，测量实际热力学特性及热损失。
实验结果分析阶段，将运行参数与温度分布曲线进行比对，包括外表面温度与热量蒸发速率、温度场廓线与质量耗散因素，从而判断结构的热稳定性，并记录实验用原始数据进行有效性检验，验证模型准确性。
通过热网水力工况实验，可以获得热网实际运行情况，及时调整热网内部参数使其符合现实需求，保证高效运行。
EnglishThe purpose of the hot-wire hydraulic condition experiment is to comprehensively investigate the temperature field, flow field, and modelstudied on the laboratory computer in the high-temperature hot-wire system, so as to obtain the size of heat loss, temperature distribution, pressurecharacteristics, current deviation characteristics and high-temperature hot-wire System efficient operation situation.In the sample heating stage, the suspended temperature is raised step by step by using a furnace to achieve different temperature gradients and temperature field oscillations.。
供热工程10.2 热水网路水力工况分析和计算
第二节热水网路水力工况分析和计算根据上述水力工况计算的基本原理，就可分析和计算热水网路的流量分配，研究它的水力失调状况。
对于整个网路系统来说，各热用户的水力失调状况是多种多样的。
当网路中各热用户的水力失调度x 都大于1(或都小于1)时，称为一致失调。
一致失调又可分为等比失调和不等比失调。
所有热用户的水力失调度x 值都相等的水力失调状况，称为等比失调。
热用户的水力失调度x 值不相等的水力失调状况，称为不等比失调。
当网路中各热用户的水力失调度有的大于1，有的小于1时，则为不一致失调。
当网路各管段和各热用户阻力数已知时，也可以用求出各用户占总流量的比例方法，来分析网路水力工况变化的规律。
如一热水网路系统有几个用户，如图10-2所示。
干线各管段的阻抗以I S 、II S …n S 表示；支线与用户的阻抗以1S 、2S …n S 表示。
网络总流量为V ，用户流量以1V 、2V 、3V …n V 表示。
利用总阻抗的概念，用户1处的AA P ∆，可用下式确定21211V S V S P n AA -==∆（10-10）式中n S -1——热用户1分支点的网路总阻抗。
由（10-10），可得出用户1占总流量的比例，即相对流量比1V 1111/S S V V V n-==（10-11）依次类推，可以得出第m 个用户的相对流量比为n n nm n n S S S S S S V -----⋅⋅⋅⋅⋅⋅==M 11m 21m m V V （10-12）由式（10-12）可以得到如下结论：(1)各用户的相对流量比仅取决于网路各管段和用户的阻力数，而与网路流量无关。
(2)第d个用户与第m个用户(m>d)之间的流量比,仅取决于用户d和用户d 以后(按水流动方向)各管段和用户的阻力数，而与用户d以前各管段和用户的阻力数无关。
下面再以几种常见的水力工况变化情况为例，根据上述的基本原理，并利用水压图，定性地分析水力失调的规律性。
热网水力工况实验总结报告
热网水力工况实验总结报告姓名：班级：学号：一、实验目的使用热网水力工况模型实验装置进行几种水力工况变化的实验，能直接了解热水网路水压的变化情况，巩固热水网路水力工况计算的基本原理。
掌握水力工况分析方法、验证热水网路水压图和水力工况的理论。
二、实验装置如图1所示。
图1设备简图设备由管道、阀门、流量计、稳压罐、模拟锅炉、水泵等组成，用来模拟由5个用户组成的热水网路。
上半部有高位水箱和安装在一块垂直木版上的12根玻璃管，玻璃管的顶端与大气相通，玻璃管下端用胶管与网路分支点相接，用来测量热网用户连接点处的供水干管的测压管水头(谁压曲线高度)。
每组用户的两支玻璃管间附有标尺以便读出各点压力。
三、实验步骤阀门操作见系统图。
1、平常水压图。
启动水泵缓慢打开阀A和a阀门，水由水泵经锅炉、稳压罐后，一部分进入供水干管、用户、回水管；另一部分进入高位水箱，待系统充满水，打开B阀的同时关闭A阀，保持水箱稳定，调节各阀门，以增加或减少管段的阻力，使各节点之间有适当的压差，待系统稳定后，记录各点的压力和流量，并以此绘正常水压图。
图2 系统图2、关小供水干管中阀门1时的水压图将阀门1关小些，这时热网中总流量将减少，供水干管与回干管的水速降低，单位长度的压力降减少，因此水压图比正常工况时平坦些，在阀门1处压力突然降低，阀门1以前的用户，由于支路水头增加，流量都有所增加，越接近阀门1的用户增加越多，阀1以后各用户的流量将减少，减少的比例相同。
即所谓一致等比失调，记录各点压力、流量。
绘制新水压图与正常的进行比较，并记录各用户流量的变化程度。
3、关闭E 用户时的水压图将阀1恢复原状，各点压力一般不会恢复到原来读数位置，不一定强求符合原来正常水压图。
关闭阀门2，记录新水压图各点的压力、流量。
4、关小阀门3时的水压图将阀门2恢复到原来的位置，把阀门3关小，记录新水压图各点的压力、流量。
5、阀门3恢复到原来的位置打开阀门4，关闭阀门5，观察网路各点的压力变化情况。
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实验四热网水力工况的测定
一实验目的
使用热网水力工况模型试验装置进行几种水力工况变化的实验，能直接的了解热网水压图的变化情况，巩固热水网路水力工况计算的基本原理，掌握水力工况分析方法、验证热水网路水压图和水力工况的理论。
二实验设备
图的下半部有管道、阀门、流量计、稳压罐、锅炉、水泵组成，用来模拟由五个用户组成的热水网路。
上半部有高位水箱和10根玻璃测压管，测压管的顶端连接在一起与大气相通，测压管下端用胶管与网路分支点相接，用来测量热网用户连接点处的供水干管与回水干管的测压管水头。
三实验原理
通过悬浮流量计读取流量，通过读取柱面高度读得测压点的测压管压力。
四实验步骤
1.正常水压图
为系统充水：启动水泵，缓慢打开闸阀1和闸阀3，待系统充满水（若有气体存在须进行排气），打开闸阀2的同时关闭闸阀1，保持水箱水位稳定；
调节个阀门，时系统获得适当的压差，待系统稳定后记录个点的压力和流量，并绘制正常水压图；
2.关小球阀2时的水压图
关小球阀2，重新记录水压图的压力和流量； 3.关闭用户4时的水压图
将球阀2恢复原状，关闭用户四的进水调节阀，记录此时各点的压力和流量； 4.关小供水干管中球阀5时的水压图
重新打开用户4，关小球阀5，记录此时各点的压力和流量；
5.球阀5恢复原状，关闭球阀1，观察此时网路个点压力变化情况，即回水定压；
6.球阀1恢复原状，关闭球阀15，观察网路个点的压力变化情况，即给水定压；
7.实验完毕，关闭闸阀1和2，停止水泵运行。
五 实验数据及处理
六 数据分析
1.水力失调度的计算 x 水力失调度计算结果表格
2.水压图
图1 网路正常运作时的水压图
图2 关小球阀2时的水压图
图3 关闭用户4时的水压图
图4 关小球阀5时的水压图
七实验思考
1.膨胀水箱的高度对系统管网的压力变化是否有影响？
答：有影响。
膨胀水箱的高度决定了系统静压水线的高度，从而决定了管网整体的压力高度。
但对管路内的压力变化量无较大影响。
2.如何消除或减少用户的流量调节对其他用户的影响？
答：在传统的管网平衡调节法中有预定法和补偿法, 但它们调节精度不高, 所需调节设备多, 加上调节花费时间长, 调节费用高。
一种新型的调节方法为：( 1) 通过管网检测系统获取实际工况下各管段的流量和压降, 并计算各个管段的阻力特性系数;(2) 确定理想工况下的各个管段的阻力特性系数;( 3) 利用( 1) 式求出预测管网的过渡调节参数( 流量或压力) 以便在调节过程中监测;( 4) 对欲调节的管网进行灵敏度分析, 并制定最佳调节顺序;( 5) 按最佳调节顺序和管网的过渡调节参数进行现场调节
3.实验结果与理论知识是否一致？有什么不同点？
答：基本一致。
具体算得的数值与理论数值相比存在一定的误差，但误差不大且符合理论结果的趋势。
考虑到由于仪器误差，读数误差等因素的影响，存在一定偏差是正常的。
当关小某用户前的球阀时，会出现此点之后的用户压力与流量均减小，而之前的用户则会增大，此点之后的用户表现为等比例失调，之前的则不然。
当关闭某用户的时候，其余用户整体流量增大，整体表现为非等比例失调。
计算结果与理论结果一致。