教案 1-1-1-2自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法.
室内热水供暖系统的水力计算
确定立管1的管径
立管1与管段3~10并联。同理，资用压力
立管选用最小管径DN15*15。
计算结果，立管1总压力损失为3517pa。
不平衡率24.3%，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
通过上述计算可以看出：
例题1与例题2的系统热负荷，立管数，热媒参数和供热半径都相同，机械循环系统的作用压力比重力循环系统大地多，系统的管径就细很多。
根据并联环路节点平衡原理（管段15，16与管段1，14为并联管路），通过第二层管段15，16的资用压力为
确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径
求平均比摩阻
管段15，16的总长度为5，平均比摩阻为
根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R,v值列入表中。
根据各管段的热负荷，求接近Rpj的管径。 将查出的d,R,v,G值列入表中。
2
确定长度压力损失
01
将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中
02
根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表，将其阻力系数 记于表中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表中。
由于机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难。例题2中，立管1，2，3的不平衡率都超过 ±15% 的允许值。在系统初调节和运行时，只能靠立管上的阀门进行调节，否则例题2的异程式系统必然回出现近热远冷的水平失调。如系统的作用半径较大，同时又采用异程式布置管道，则水平失调现象更难以避免。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 。
01
Pa/m
02
式中 ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
1-1-1-2自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法.
项目一：室内热水供暖工程施工模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图单元1 热水供暖系统形式1-1-1-2自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法1.（11-1-3图是双管上供下回式系统示意图，图中散热器进入各层散热器，在散热器内冷却后，在b 点汇合返回热源。
该系统有两个冷却中心 S1和S2，它们与热源、供回水干管形成了两个并联的循环环路aS1b和aS2b。
通过下层散热器aS1b环路的作用压力Δp1为Δp1=g h1（ρh-ρg）（1-1-1）式中Δp1——自然循环系统的作用压力（Pa）；g——重力加速度，（㎡/s）；h——加热中心至冷却中心的垂直距离（m）；ρh——回水密度（kg/m3）；ρg——供水密度（kg/m3）。
通过上层散热器aS2b环路的作用压力Δp2是Δp2=g（h1+h2）（ρh-ρg）=Δp1+g h2（ρh-ρg）（1-1-2）可以看出，通过上层散热器环路的作用压力比下层的大。
（2）自然循环单管上供下回式系统图1-1-4 自然循环单管系统图1-1-4是单管上供下回式系统示意图，图中散热器 S 1和 S 2串联在立管上，该立管循环环路的作用压力为Δp=g （h 1ρh +h 2ρ1-h 1ρg -h 2ρg ）=g h 1（ρh -ρg ）+g h 2（ρ1-ρg ） （1-1-3） 同理，当立管上串联几组散热器时，其循环作用压力的通式可写成Δp=Σg h i （ρi -ρg ） （1-1-4）式中 h i ——相邻两组散热器间的垂直距离（m ）；当i=1，也就是计算的是沿水流方向最后一组散热器时，h 表示最后一组散热器与锅炉之间的垂直距离；ρi ——水流出所计算散热器的密度（kg/m 3）；ρg 、ρh ——供暖系统的供回水密度（kg/m 3）。
式中的ρi 可根据各散热器之间管路内的水温 t i 确定，如图1-1-5所示，图1-1-5 单管热水供暖系统其中)()(32131Q Q Q t t Q t t h g g ++--= （1-1-5）)())((321322Q Q Q t t Q Q t t h g g ++-+-= （1-1-6）写成通式Q t t Q t t h g i g i ∑-∑-=-)(1 （1-1-7）式中 t i ——计算管段的水温（℃）；ΣQ i-1——沿水流方向计算管段前各层散热器的热负荷之和（W ）；ΣQ ——立管上所有散热器热负荷之和（W ）；t g ——系统的供水温度（℃）；t h ——系统的回水温度（℃）。
室内热水供暖系统的水力计算方法和要求
度下对应的供回水温度下的作用压力值）
Pz'i3 2gH i(hg)
P
' zi
——第i层水平环路的自然循环压力
H i ——第i层散热器(冷却中心)至加热中心的垂直距离
一、机械循环单管顺流异程系统水力计算例题
95℃/70℃；层高3m；引入口外网资用压力30 kPa.
计算方法总结(continue)
✓对某一环路的计算步骤
1）求管段流量(kg/h)。 2）求作用压力和平均比摩阻。 3）查水力计算表，得实际管径及对应的R，v。 4）计算实际的压力损失。
✓对并联管段不平衡率的计算方法
xP作用 P实际 10% 0 P作用
注：资用压力由并联环路节点压降相等原理计算。
contents
4. 计算其它环路各管段管径
计算步骤(continue)
Ex. 立管IV
1）求资用压力
立管Ⅳ与管段6、7并联，根据并联环路节点压力平衡 得
△P/Ⅳ-△P/Ⅳ,zh=∑(△Py+△Pj)6,7-△P/Ⅴ,zh
注：△P/Ⅳ,zh和△P/Ⅴ,zh分别为水在立管Ⅳ和Ⅴ的散热器中冷却时产 生的重力循环作用压头。
SG2 S1G12
五、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法
Case 1：G、△P Case 2：G、d Case 3：d 、△P
d △P
G
设计计算 校核循环水泵扬程 校核管段流量
相关基本知识点
1.从系统最不利环路开始计算。
2.最不利环路的平均比摩阻
R pj
aP l
v↑
△P↑
泵耗增加
R↑
a）水力光滑区——布拉休斯公式
热水采暖系统的水力计算的基本原理PPT学习教案
p py pj RL
v2
2
12
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第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理
二、当量阻力法
当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失转变 为局部损失来计算。
该管段的沿程损失相当于某一局部损失 pj
pj
d
v2
2
d
v2
2
d
d
ξd——当量局部阻力系数
13
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第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理
d
G2 d5
R、G、d，确定任意两个即可求第三个
Py RL
L——管段的长度
10
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第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理
一、管路水力计算的基本公式
2 局部压力损失 可按下式计算
pj
v2
2
——管段中总的局部阻力系数，附录4-2
v2
——表示∑ξ=1时的局部压力损失（Pa）
2 ，也可用Δpd表示，见附录4-3
管段的总压力损失
管段的折算长度 多用于室外热力网路的水力计算
17
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15
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第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理
三、当量长度法 基本原理： 将局部压力损失折算为沿程压力损失来计算
局部压力损失相当于长度为Ld的某管段沿程压力损失
p j
v2
2
d
Ld
v2
2
管段中局部阻力的当量长度
16
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第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理
三、当量长度法
11
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第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理
供热工程室内热水供暖系统的水力计算课件
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 供热工程室内热水供暖系统的水力 计算课件
二、当量局部阻力法和当量长度法
在实际工程设计中，为了简化计算，也 有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长 度法”进行管路的水力计算。
当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻 力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为 局部损失来计算。
GI
I Gl
GII (1
I )G供l 热工程室内热水供暖系统的水力
计算课件
在垂直式顺流系统中，散热器单侧连接时， 1.0；散 热器双侧连接，当两侧支管管径及其长度都相等时，
0.5 ；当两侧支管管径及其长度不相等时，两侧散热 器的进流系数就不相等。
影响两侧散热器之间水流量分配的因素主要有两 个：
计算课件
例题4-2计算步骤 1．在轴测图上，与例题4-1相同，进行管段编
号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长 2．确定最不利环路。本系统为异程式单管系统，
一般取最远立管的环路作为最不利环路 3．计算最不利环路各管段的管径
推荐平均比摩阻 Rpj 60 120 Pa m 来确定最不利环路各管
段的管径，
供热工程室内热水供暖系统的水力 计算课件
4、对机械循环双管系统，一根立管上的各层 散热器是并联关系，水在各层散热器冷却所 形成的重力循环作用压力不相等，在进行各 立管散热器并联环路的水力计算时，应计算 各层自然循环的作用压差，不可忽略。 5、对机械循环单管系统，如建筑物各部分层 数相同时，每根立管所产生的重力循环作用 压力近似相等，可忽略不计；如建筑物各部 分层数不同时，高度和各层热负荷分配比不 同，各立管环路之间所产生的重力循环作用 压力不相等，在计算各立管之间并联环路的 压降不平衡率时，应将其重力循环作用压力 的差额计算在内。重力循环作用压力可按设 计工况下的最大值的2／3计算(约相应于采暖 平均水温下的作用压力值)。 供热工程室内热水供暖系统的水力
第三章重力循环(第九讲)
•
第一节 重力(自然)循环热水供暖系统
二、系统的组成、工作原理及其作用压力
• 3、作用压力计算: • • ⑴断面A－A右侧的水柱压力为: p1＝ g ( h0ρh ＋ hρh ＋ h1ρg ) Pa Pa
•
• •
⑵断面A－A左侧的水柱压力为:
p2＝ g ( h0ρh ＋ hρg ＋ h1ρg ) ⑶断面A－A两侧之差值,即系统内的循环作用压力为:
第一节 重力(自然)循环热水供暖系统
二、系统的组成、工作原理及其作用压力
• 3、作用压力分析: • 假设在上图的循环环路最低点的断面A－A处有一个假
想的阀门,若突然将阀门关闭,则在断面A－A两侧受到不同
的水柱压力,这两方所受到的水柱压力之差就是驱使管路中 的水进行循环的作用压力. • 循环作用压力的大小,取决于水温(水的密度)在循环环路 的变化情况、锅炉中心到散热器中心的高度差.
第三章 热水供暖系统
• 热水供暖系统的分类:
•
• •
4、按系统管道的敷设方式分:
⑴垂直式系统 , 供水经立管后, 流入散热器. ⑵水平式系统 , 供水经水平管后, 顺序流入散热器.
•
• •
5、按系统供、回水环路布置分:
⑴同程式系统 , 系统每支立管的供、回水环路长度相等. ⑵异程式系统 , 系统每支立管的供、回水环路长度不相等.
第三章 热水供暖系统
• 热水供暖系统的分类:
•
•
1、按热媒温度分:
⑴低温热水供暖系统 , 热媒温度≤100℃.
•
• • • •
⑵高温热水供暖系统 , 热媒温度＞100℃.
2、按系统循环动力分: ⑴重力循环(即自然循环)系统 , 靠水的密度差进行循环. ⑵机械循环系统 , 靠机械(水泵)力进行循环的系统 .
教案1112自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法
项目一：室内热水供暖工程施工模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图（24学时）单元1 热水供暖系统形式（2）某单管顺流式热水供暖系统有三层散热器，各层散热器之间的垂直距离以及底层散热器距锅炉的垂直距离均为2.8米，各层散热器的热负荷均为2000W。
系统设计供水温度为95℃，回水温度为70℃。
试计算：该系统散热器环路的自然循环作用压力。
（计算时不必考虑水在管路中的冷却）温度℃密度kg/m3温度℃密度kg/m3温度℃密度kg/m370 977.81 80 971.83 90 965.34 75 974.29 85 968.00 95 961.92习题答案：1.计算题（1）某自然循环双管热水供暖系统有三层散热器，各层散热器之间的垂直距离以及底层散热器距锅炉的垂直距离均为3.2米，各层散热器的热负荷均为1000W。
系统设计供水温度为95℃，回水温度为70℃。
求：该系统各层散热器环路的自然循环作用压力。
（计算时不必考虑水在管路中的冷却）温度℃密度kg/m3温度℃密度kg/m3温度℃密度kg/m3（1）计算各立管管段的水温t1=t g-QttQhgi∑-∑-)(1=95-)200020002000()7095(2000++-⨯=86.67℃t2=95-)200020002000()7095()20002000(++-⨯+=78.33℃（2）计算各组散热器的热媒平均温度t pjt pj3=267 .8695+=90.84℃t pj2=233 . 7867.86+=82.5℃t pj1=27033.78+=74.17℃。
《供热工程》分章节习题集
《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) 。
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模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图（24学时）
单元1热水供暖系统形式
标题1-1-1-2自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法
导学
通过演示、讲解与实际训练，使学生掌握自然循环热水供暖系统单管和双管系统作用压力的计算方法。培养学生的专业能力和方法能力。
教学
目标
由内差法确定ρ1=967.55 kg/m3ρ2=972.86 kg/m3
系统的自然循环作用压力
P1=9.81×3.2×（972.86-967.55）=166.69Pa
P2=9.81×3.2×2×（972.86-967.55）=338.38Pa
P3=9.81×3.2×3×（972.86-967.55）=500.07Pa
温度
℃
密度
kg/m3
温度
℃
密度
kg/m3
温度
℃
密度
kg/m3
70
977.81
80
971.83
90
965.34
75
974.29
85
968.00
95
961.92
习题答案：
1.计算题
（1）某自然循环双管热水供暖系统有三层散热器，各层散热器之间的垂直距离以及底层散热器距锅炉的垂直距离均为3.2米，各层散热器的热负荷均为1000W。系统设计供水温度为95℃，回水温度为70℃。
（2）某单管顺流式热水供暖系统有三层散热器，各层散热器之间的垂直距离以及底层散热器距锅炉的垂直距离均为2.8米，各层散热器的热负荷均为2000W。系统设计供水温度为95℃，回水温度为70℃。试计算：各层散热器内的热媒平均温度。
【解】：
（1）计算各立管管段的水温
t1=tg- =95- =86.67℃
t2=95- =78.33℃
专业能力目标
知识目标
社会和方法能力目标
1．具备进行自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力计算的能力。
1.掌握自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法。
1.挖掘学生潜在创造力，激发学生的学习兴趣；
2.培养学生与人交流、与人合作的能力；
3.培养学生解决问题、自我学习、信息处理、创新革新能力。
任务
任务：进行单管和双管系统作用压力的计算。
重点难点
及
解决方法
重点：自然循环热水供暖系统单管和双管系统作用压力计算。
难点：自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力计算的方法。
解决方法：通过演示、讲解与实际训练，使学生具备进行自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力计算的能力。
工具媒体
投影仪、录像带、动画课件、《室内供暖工程施工》教材、施工图纸、有关设计手册等。
完成自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算。
40
4
检查评价
每小组的学生对计算结果进行讲解。教师与学生进行交流、总结，对学生作出评价，总结学习效果。
分析指出学生计算中存在的问题，以及不全面之处。归纳学习效果，
讨论、分析和评价。对计算结果进行修改完善。
10
习题及答案
习题：
1.计算题
（1）某自然循环双管热水供暖系统有三层散热器，各层散热器之间的垂直距离以及底层散热器距锅炉的垂直距离均为3.2米，各层散热器的热负荷均为1000W。系统设计供水温度为95℃，回水温度为70℃。
序号
步骤名称
教学内容
阶段性教学目标
教学方法
教师活动
学生活动பைடு நூலகம்
时间分配(分)
1
布置任务
学生分组，教师布置工作任务：计算自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力。
1.掌握自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法。
互动讲课、相关资料的指导阅读、以问题为主的学习、讲述法、讨论法、任务教学法、实践教学法
布置工作任务
（2）计算各组散热器的热媒平均温度tpj
tpj3= =90.84℃
tpj2= =82.5℃
tpj1= =74.17℃
求：该系统各层散热器环路的自然循环作用压力。（计算时不必考虑水在管路中的冷却）
温度
℃
密度
kg/m3
温度
℃
密度
kg/m3
温度
℃
密度
kg/m3
70
977.81
80
971.83
90
965.34
75
974.29
85
968.00
95
961.92
（2）某单管顺流式热水供暖系统有三层散热器，各层散热器之间的垂直距离以及底层散热器距锅炉的垂直距离均为2.8米，各层散热器的热负荷均为2000W。系统设计供水温度为95℃，回水温度为70℃。试计算：该系统散热器环路的自然循环作用压力。（计算时不必考虑水在管路中的冷却）
求：该系统各层散热器环路的自然循环作用压力。（计算时不必考虑水在管路中的冷却）
温度
℃
密度
kg/m3
温度
℃
密度
kg/m3
温度
℃
密度
kg/m3
70
977.81
80
971.83
90
965.34
75
974.29
85
968.00
95
961.92
【解】计算各立管管段的水温
t1=tg- =95- =86.67℃
t2==95- =78.33℃
分组，接受工作任务
10
2
收集信息
教师放映投影、录像带和动画课件讲解自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算方法。
讲授相关的知识信息
接收信息
40
3
实施任务
学生根据教师提供的施工图、有关教材及设计手册，开始独立进行自然循环单管和双管热水供暖系统作用压力的计算，教师随时解答学生的疑问。
随时接受学生的咨询