4室内热水供暖系统的水力计算复习课程
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四热水采暖系统的水力计算PPT课件
第三节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
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 配比不同的立管之间所产小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。
统的压力损失增加, 循环水泵的扬程增大，电能消耗增大,但初 投资减小。
如果选用较小的Rpj值，则管径可增大，系统的阻力减小,
运行泵费用减小, 但初投资增大。
所以全面考虑Rpj值的选取具有一定的经济意义和技术意义， 为了各循环环路易于平衡，最不利环路的比摩阻Rpj，一般取
60～120Pa/m。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
中存在的问题。
目录
1 第1节 管路水力计算的基本原理 2 第2节 热水采暖系统水力计算的任务和方法 3 第3节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
第一节 管路水力计算的基本原理
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。
ΔP——计算管段的压力损失，Pa； ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa； ΔPi——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。
第一节 管路水力计算的基本原理
1.1 基本公式
（1）沿程压力损失 根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算
Py
l d
2
2
Pa
4.3 机械循环单管3.热1 水机供械暖循系统环管系路统的特水点力计算
(1)与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，其室 内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa，对水 平式或较大型的系统，可达20~50kPa。
第四章室内热水供暖系统的水力计算
最不利环路计算
7. 求最不利环路总压力损失 即 8. 计算富裕压力值 考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未 计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。
式中
⊿%——系统作用压力的富裕率； ⊿P＇Ⅰ1——通过最不利环路的作用压力，Pa；
∑(⊿Py+⊿Pj) 1～14——通过最不利环路的压力损失，Pa。
计算最不利环路的阻力及富裕压头值。
散热器的进流系数α
3. 最末端第二根立管的计算 • 最末端第二根立管的作用压头P2 为与其并联的最不利环路的 各管段的压力损失总和。 • 先确定计算立管的平均比摩阻Rpj。 • 根据计算的Rpj和已知的各管段设计流量，查水力计算表，得 到在设计流量下各管段的管径和实际比摩阻R的值。并计算 管段的压力损失△H2。 • 最末端第二根立管的压力损失与其作用压头的不平衡率应保 持在±15%之内。 4. 计算其他立管 用同样的方法，由远及近计算其他立管，并使其不平衡率应 保持在±15%之内，必要时通过立管的阀门节流来达到。 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与通过该立管水流量 的比值，称作散热器的进流系数α，可用下式表示
2. 3.
4.
计算简图
一、等温降法计算步骤（异程系统）
1. 计算最不利环路 异程式系统的水力计算从系统的最不利环路开始。最不利 环路是指允许平均比摩阻R最小的一个环路。一般取最远立 管的环路作为最不利环路。 2. 计算各管段的流量 根据Rpj 值和已知的各管段设计流量，查水力计算表，
9 9 9 9 9 9 得到在设计流量下各管段的管径d和实际比摩阻R值。 最不利环路的平均比摩阻应在60～120Pa/m范围。 并计算各管段的局部阻力，计算各管段的压力损失。 根据最不利环路的各管段的阻力，计算出的总阻力H 。 比较系统可利用的作用压头，求出富裕压头值。 系统的作用压头应留有10%以上的富裕度，如不满足，则需要调整 环路中某些管段的管径。
供热工程第四篇室内热水供暖系统水力计算课件
建立能效管理制度，对供暖系统进行定期维护和保养，确保系统高 效运行。
政策支持与市场驱动
政府出台相关政策支持绿色供暖技术的发展，同时鼓励企业加大研 发投入，推动可持续发展。
THANK YOU
感谢聆听
供热工程第四篇室内热水供暖 系统水力计算课件
目
CONTENCT
录
• 室内热水供暖系统概述 • 水力计算基本原理 • 室内热水供暖系统水力计算实例 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
室内热水供暖系统概述
系统组成与工作原理
系统组成
室内热水供暖系统主要由热源、散热设备、管网和控制系统等部 分组成。
工作原理
通过热水在管网中循环流动，将热量传递给散热设备，再由散热 设备将热量散发到室内，达到供暖的目的。
系统分类与特点
系统分类
根据供热方式的不同，室内热水供暖系统可分为单管系统、双管系统和混合系 统等类型。
系统特点
单管系统简单、造价低，适用于较小面积的住宅；双管系统供热调节灵活，适 用于大面积的住宅和公共建筑；混合系统则结合了单、双管系统的优点，但设 计和施工较为复杂。
定义
水力计算是供热工程中用于确定 热水供暖系统各管段流量、压力 损失等参数的过程，是设计和优 化供暖系统的关键环节。
重要性
准确的水力计算能够确保供暖系 统的正常运行，提高系统的能效 和稳定性，降低运行成本和维护 难度。
水力计算的基本公式与参数
基本公式
水力计算的基本公式包括伯努利方程、连续性方程和能量方 程等，用于描述流体在管道中的运动状态和能量转换关系。
03
室内热水供暖系统水力计算实例
系统模型建立与参数设定
模型简化与假设
为简化计算，假设系统为稳态流动，忽略热损失和 动态效应，将实际供暖系统抽象为数学模型。
政策支持与市场驱动
政府出台相关政策支持绿色供暖技术的发展，同时鼓励企业加大研 发投入，推动可持续发展。
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供热工程第四篇室内热水供暖 系统水力计算课件
目
CONTENCT
录
• 室内热水供暖系统概述 • 水力计算基本原理 • 室内热水供暖系统水力计算实例 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
室内热水供暖系统概述
系统组成与工作原理
系统组成
室内热水供暖系统主要由热源、散热设备、管网和控制系统等部 分组成。
工作原理
通过热水在管网中循环流动，将热量传递给散热设备，再由散热 设备将热量散发到室内，达到供暖的目的。
系统分类与特点
系统分类
根据供热方式的不同，室内热水供暖系统可分为单管系统、双管系统和混合系 统等类型。
系统特点
单管系统简单、造价低，适用于较小面积的住宅；双管系统供热调节灵活，适 用于大面积的住宅和公共建筑；混合系统则结合了单、双管系统的优点，但设 计和施工较为复杂。
定义
水力计算是供热工程中用于确定 热水供暖系统各管段流量、压力 损失等参数的过程，是设计和优 化供暖系统的关键环节。
重要性
准确的水力计算能够确保供暖系 统的正常运行，提高系统的能效 和稳定性，降低运行成本和维护 难度。
水力计算的基本公式与参数
基本公式
水力计算的基本公式包括伯努利方程、连续性方程和能量方 程等，用于描述流体在管道中的运动状态和能量转换关系。
03
室内热水供暖系统水力计算实例
系统模型建立与参数设定
模型简化与假设
为简化计算，假设系统为稳态流动，忽略热损失和 动态效应，将实际供暖系统抽象为数学模型。
供热工程 室内热水供暖系统的水力计算PPT课件
Pa
• 式中 • lzh——管段的折算长度，m。
• 用途 • 当量长度法一般多用在室外热力网路的水力计算上。
第23页/共61页
三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法 • 1. G, △ Pd
• 按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头)，确定各管段的管径
• 2. G, d △ P
• 第二种情况的水力计算，常用于校核计算。根 据最不利循环环路各管段改变后的流速和已知各 管段的管径，利用水力计算图表，确定该循环环 路各管段的压力损失以及系统必需的循环作用压 力，并检查循环水泵扬程是否满足要求。
• 进行第三种情况的水力计算，就是根据管段的 管径d和允许压降P，来确定通过该管段(例如通过 系统的某一立管)的流量。对已有的热水供暖系统， 在管段已知作用压头下，校核各管段通过的水流 量的能力；以及热水供暖系统采用所谓“不等温 降”水力计算方法，就是按此方法进行计算的。
第37页/共61页
散热器的进流系数α
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 散热器的水流量与通过该立管水流量的比值，称作散热器的进流系数α， 可用下式表示
Gs / Gl
在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器单侧连接时，α=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，α=0.5。当两侧散 热器的支管管径及其长度不相等时，两侧的散热器进流系数α就不相等了。
第40页/共61页
机械循环同程式热水供暖系统管路
• 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地应 用。现通过下面例题，阐明同程式系统管路水力计 算方法和步骤。
第四章供暖系统水力计算
第二节机械循环单管热水供暖系统管路的水力 计算方法和例题
• 机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总 压力损失一般控制在10-20kPa，对水平式或较大型系统， 可达20-50kPa • 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统一般先设 定入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比 摩阻Rpj,来选用该环路的各管段管径。当入口处的资用 压力较高，管道流速和系统的实际总压力损失可相应提 高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水 流速过高（即管径过小），各并联环路的压力损失势必 难以平衡。所以常用控制Rpj值的方法，取Rpj=60120Pa/m选取管径，剩余的资用循环压力，用入口处的 调压装置节流。
3）根据G、 Rpj，查水力计算表，选择接近Rpj的管径， 查出d、R、v列入表中。 例如管段1，Q=74800W，则 根据G=2573kg/h, Rpj=45.3Pa/m,查表，d=40mm, 用插入法计算出R=116.41Pa/m，v=0.552m/s
R的计算： 118.76 110.04 (2573 2500) 110.04 116.41 Pa/m 2600 2500 v的计算： 0.56 0.53 (2573 2500) 0.53 0.55 m/s 2600 2500
6）求各管的阻力△P P Py Pj Rl Pj 7） 求最不利环路的总压力损失（总阻力）
( Rl P )
j 112
8633 Pa
入口处的剩余循环作用压力用调节阀门节流消耗掉。 4.确定其它立管的管径。立管Ⅳ: 1）求立管Ⅳ的资用压力 它与立管Ⅴ为并联环路，即与 管段6、7为并联环路。根据并联环路节点压力平衡原 理， △P’Ⅳ=（△Py+△Pj)6、7-（ △P’Ⅴ-△P’Ⅳ） = （△Py+△Pj)6、7 Pa 2)求Rpj R pj P 0.5 2719 81.4 Pa/m
04《供热工程》第四课 室内供暖系统的水力计算
计算步骤：
10．确定通过立管I第三层散热器环路上各管段的管径，计算 方法与前相同。计算结果如下： （1）通过立管I第三层散热器环路的作用压力 ∆PI'3 = gH 3 ( ρ h − ρ g ) + ∆Pf = 1753 Pa （2）管段15、17、18与管段13、14、l为并联管路。通过管 段15、17、18的资用压力为
' I1
∆PI1' = 9.81× 3 ( 977.81 − 961.92 ) + 350 = 818Pa
计算步骤：
3．确定最不利环路各管段的管径d。 (1)求单位长度平均比摩阻 (2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量 (3)根据G、Rpj，查附录表4-1，选择最接近Rpj的 管径。 4．确定长度压力损失 ∆Py = Rl
−8
2
Pa / m
附录4-1
管段的局部损失
∆Pj = ∑ ξ
ρv
2
2
Pa
水流过热水供暖系统管路的附件（如三 通、弯头、阀门等）的局部阻力系数可 查附录4-2。
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 当量局部阻力法”或“当量长 当量局部阻力法 当量长 度法”进行管路的水力计算。 度法
第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题
• 与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径 大，其室内热水供暖系统的总压力损失一般约为 10-20kPa，对水平式或较大型的系统，可达20 一50kPa。 • 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统多 根据入口处的资用循环压力，按最不利循环环路 的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径。当入 口处资用压力较高时，管道流速和系统实际总压 力损失可相应提高。
《供热工程》第四课室内供暖系统的水力计算工学高
3
安装位置
探讨阀门安装的最佳位置，以保证良好的水流控制和热量分配。
打开/关闭系统的影响对比
打开系统 关闭系统 最佳实践
分享打开供暖系统的优点，如快速热化、舒适度 和能源效率。
讨论关闭系统时的影响，如可能的冷却和能源浪 费情况。
提供最佳实践和建议，以在特定情况下决定保持 开启或关闭系统。
循环回路的设计和水平衡原理
分享暖气片布置的最佳实践，以 实现优化的热传递和舒适的室内 环境。
现代取暖趋势
探索现代暖气系统中的创新趋势， 如地板供暖和空气热泵等，以及 它们对水力计算的影响。
阀门的选型和安装位置
1
阀门类型
介绍不同类型阀门的特点和适用场景，以满足系统的调节和控制需求。
2
选型建议
分享选择合适阀门的建议和注意事项，以确保系统的稳定运行和舒适度。
分享一些有效管理供暖系 统的技巧和方法，以保持 高效运行。
室内供暖系统的水力计算方法
单管供暖系统
详细介绍单管供暖系统的水力 计算方法和关键要点，确保系 统的平衡和高效运行。
双管供暖系统
解释如何进行双管供暖系统的 水力计算，以实现合理供暖和 优化能源利用。
回路设计
探索回路设计的原则和方法， 确保系统准确衡量、保持稳定 操作并达到预期效果。
《供热工程》第四课室内 供暖系统的水力计算工学 高
探索室内供暖系统水力计算的关键原理、设计考虑因素，并深入了解不同类 型室内供暖系统的水力计算方法。
室内供暖系统的基本原理和设计考虑因素
1 原理解析
深入探讨室内供暖系统的 工作原理，如热传递、热 平衡等。
2 设计因素
3 有效管理
介绍设计过程中需要考虑 的因素，如室内空气流动、 温度分布、舒适性等。
热水供热系统水力计算课件
水力计算内容
根据设计要求，需要对热水管网的管径、流量、压力等进 行计算，以满足用户端的水温、水量和水压需求。
计算结果
通过计算，确定热水管网的管径为DN150，流量为 2.5m³/h，压力为0.6MPa，能够满足用户的需求。
某商业区热水供热系统水力计算实例
商业区基本情况
热水供热系统设计
水力计算内容
计算结果
水力安全校核的目的和内容
目的
内容
对热水供热系统的管道阻力、设备性 能、系统平衡等方面进行全面评估， 发现问题并及时解决。
水力安全校核的方法和步 骤
水力安全校核的计算参数选择
管道材质、直径、长度、弯曲半径等参数对管道阻力有重要影响，需要进行准确的 测量和计算。
阀门类型、口径、开启度等参数对阀门的阻力有较大影响，需要进行合理的选择和 调整。
热水供热系统管道水力计算
热水供热系统管道阻力分类
局部阻力 沿程阻力
热水供热系统管道阻力计算 01 02
热水供热系统管道水力平衡计算
01
02
03
04
CHAPTER
热水供热系统设备水力计算
热水供热系统设备阻力分类
局部阻力
由于设备构造、布局、进出口接 管等因素产生的阻力。
沿程阻力
水流在管道中流动时，由于流速 变化而产生的阻力。
速度阻力
由于水流速度变化而产生的阻力。
热水供热系统设备阻力计算
热水供热系统设备与管道联合水力计算
将设备阻力和管道阻力进行联 合计算，得出整个热水供热系 统的水力特性。
根据联合水力计算结果，进行 系统布局优化和设备选型。
根据联合水力计算结果，进行 系统运行调试和节能优化。
CHAPTER
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力，确定各管段的管径 2、已知流量和管径，确定系统所必须的循
环作用压力 3、已知管径和作用压力，确定各管段的流
量
2020/6/27
五、一些说明
• 1、最不利环路：允许比摩阻最小的环路 • 2、流速的限制：
民用建筑小于1.2m/s;生产厂房小于3m/s • 3、局部损失的计算位置：应列在流量较
小的管段上。
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Re＜2320时，可按下式计算:
注： 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。
2020/6/27
• 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：
• 1、水力光滑管区 摩擦阻力系数值可用 布拉修斯公式计算，即
2020/6/27
2020/6/27
1．在轴测图上，进行管段编号、立管编号并注明各管段 的热负荷和管长。
2．确定最不利环路和最不利环路的平均比摩阻 如果系统入口处作用压力较高，必然要求环路的
总压力损失也较高，这会使系统的比摩阻、流速相应 提高。对于异程式系统，如果最不利环路各管段比摩 阻定的过大，其他并联环路的阻力损失将难以平衡。 而且设计中还需考虑管路和散热器的承压能力问题。 3．计算最不利环路各管段的管径 4．确定立管Ⅳ的管径 5．确定立管Ⅲ的管径 6．确定立管Ⅱ的管径 7．确定立管I的管径
2020/6/27
• 分析机械循环异程式热水供暖系统的水力计算结果， 可以看出：
• （1）、自然循环系统和机械循环系统虽然系统热负 荷、立管数、热媒参数、供热半径都相同但由于机械 循环系统比摩阻、循环作用压力比自然循环系统大很 多，所以机械循环系统的管径比自然循环系统小很多 。
• （2）、有时机械循环异程式系统的最近立管已选择 了最小管径15mm，可仍无法与最不利环路平衡，仍 有过多的剩余压力，只能在系统初调节和运行时．调 节立管上的阀门解决这个问题。
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二、机械循环热水供暖系统管路的水力计算方
法和例题
• [例题4—2] 确定图4—2机械循环垂直单管顺 流式热水供暖系统管路的管径。热媒参数：供 水温度＝95℃，回水温度＝70℃。系统与外网 连接。在引入口处外网的供回水压差为30Kpa 。图4—2表示出系统两个支路中的一个支路。 散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高 为3m。
• 局部损失：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
6/27
• ΔP＝ΔPy+ΔPj＝Rl+Δpj
ΔP——计算管段的压力损失 ΔPy——计算管段的沿程损失 ΔPj——计算管段的局部损失
R——每米管长的沿程损失 l——管段长度
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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、目的 确定各管段的管径 ✓管段：流量、管径都不变的一段管子 ✓节点：进出口流量之和为0的分支点
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二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式
• 沿程损失：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，损失 的能量 。
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2、过渡区
• 流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙区(阻力平方区)的 一个区域称为过渡区。过渡区的摩擦阻力系数值，可 用洛巴耶夫公式来计算，即
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3.粗糙区 • 在此区域内，摩擦阻力系数值仅取决于管壁的
相对粗糙度。 粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用尼古拉兹公 式计算
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• 9．确定通过立管Ⅰ第二层散热器环路中 各管段的管径。
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• 10．确定通过立管I第三层散热器环路上 各管段的管径
• 11．确定通过立管Ⅱ各层环路各管段的 管径
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• 通过计算结果可知，第三层管段虽然采 用了最小管径，但它的压降不平衡率仍 大于15％，这说明对于三层以上建筑物 ，如采用上供下回式的双管系统，垂直 失调状况难以避免。
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第二节 计算方法和计算例题
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一 、重力循环双管系统管路水力计算方法
和例题
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[例题4-1] 确定重力循环双管热水供暖系统管路 的管径(见图4—1)。热媒参数：供水温度 =95℃，回水温度＝70℃。锅炉中心距底层散 热器中心距离为3m，层高为3m。 每组散热器的供水支管上有一截止阀。
• 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
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当量长度法
• 当量长度法的基本原理是将管段的局部 损失折合为管段的沿程损失来计算。
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四、水力计算的主要任务
• △p=f(G,d) 1、已知各管段的流量和系统的循环作用压
l
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(2)求各管段的流量 （3）根据平均比摩阻、流量查管径
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• 4．确定沿程损失 • 5．确定局部阻力损失 • 6．求各管段的压力损失 • 7．求环路总压力损失
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• 8．计算富裕压力值。
考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计中未计入的压力 损失，因此要求留有10％的富裕度
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• 这说明机械循环异程式系统单纯用调整管径的办法平 衡阻力非常困难。容易出现近热远冷的水平失调问题 ，所以系统作用半径较大时可考虑采用同程式系统。
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• 1．选择最不利环路
• 重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管底层散 热器的循环环路，计算应由此开始。
• 2．计算通过最不利环路散热器的作用压力
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• 3．确定最不利环路各管段的管径d • （1）、求单位长度平均比摩阻
R
pj
p
对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林松 推荐的、更为简单的计算公式也可得出很接近的
数值：
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室内热水供暖系统的水流量G，通常以kg ／h表示。热媒流速与流量的关系式
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管段的局部损失，可按下式计算：
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三、当量局部阻力法和当量长度法
环作用压力 3、已知管径和作用压力，确定各管段的流
量
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五、一些说明
• 1、最不利环路：允许比摩阻最小的环路 • 2、流速的限制：
民用建筑小于1.2m/s;生产厂房小于3m/s • 3、局部损失的计算位置：应列在流量较
小的管段上。
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Re＜2320时，可按下式计算:
注： 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。
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• 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：
• 1、水力光滑管区 摩擦阻力系数值可用 布拉修斯公式计算，即
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2020/6/27
1．在轴测图上，进行管段编号、立管编号并注明各管段 的热负荷和管长。
2．确定最不利环路和最不利环路的平均比摩阻 如果系统入口处作用压力较高，必然要求环路的
总压力损失也较高，这会使系统的比摩阻、流速相应 提高。对于异程式系统，如果最不利环路各管段比摩 阻定的过大，其他并联环路的阻力损失将难以平衡。 而且设计中还需考虑管路和散热器的承压能力问题。 3．计算最不利环路各管段的管径 4．确定立管Ⅳ的管径 5．确定立管Ⅲ的管径 6．确定立管Ⅱ的管径 7．确定立管I的管径
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• 分析机械循环异程式热水供暖系统的水力计算结果， 可以看出：
• （1）、自然循环系统和机械循环系统虽然系统热负 荷、立管数、热媒参数、供热半径都相同但由于机械 循环系统比摩阻、循环作用压力比自然循环系统大很 多，所以机械循环系统的管径比自然循环系统小很多 。
• （2）、有时机械循环异程式系统的最近立管已选择 了最小管径15mm，可仍无法与最不利环路平衡，仍 有过多的剩余压力，只能在系统初调节和运行时．调 节立管上的阀门解决这个问题。
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二、机械循环热水供暖系统管路的水力计算方
法和例题
• [例题4—2] 确定图4—2机械循环垂直单管顺 流式热水供暖系统管路的管径。热媒参数：供 水温度＝95℃，回水温度＝70℃。系统与外网 连接。在引入口处外网的供回水压差为30Kpa 。图4—2表示出系统两个支路中的一个支路。 散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高 为3m。
• 局部损失：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
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• ΔP＝ΔPy+ΔPj＝Rl+Δpj
ΔP——计算管段的压力损失 ΔPy——计算管段的沿程损失 ΔPj——计算管段的局部损失
R——每米管长的沿程损失 l——管段长度
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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、目的 确定各管段的管径 ✓管段：流量、管径都不变的一段管子 ✓节点：进出口流量之和为0的分支点
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二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式
• 沿程损失：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，损失 的能量 。
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2、过渡区
• 流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙区(阻力平方区)的 一个区域称为过渡区。过渡区的摩擦阻力系数值，可 用洛巴耶夫公式来计算，即
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3.粗糙区 • 在此区域内，摩擦阻力系数值仅取决于管壁的
相对粗糙度。 粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用尼古拉兹公 式计算
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• 9．确定通过立管Ⅰ第二层散热器环路中 各管段的管径。
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• 10．确定通过立管I第三层散热器环路上 各管段的管径
• 11．确定通过立管Ⅱ各层环路各管段的 管径
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• 通过计算结果可知，第三层管段虽然采 用了最小管径，但它的压降不平衡率仍 大于15％，这说明对于三层以上建筑物 ，如采用上供下回式的双管系统，垂直 失调状况难以避免。
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第二节 计算方法和计算例题
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一 、重力循环双管系统管路水力计算方法
和例题
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[例题4-1] 确定重力循环双管热水供暖系统管路 的管径(见图4—1)。热媒参数：供水温度 =95℃，回水温度＝70℃。锅炉中心距底层散 热器中心距离为3m，层高为3m。 每组散热器的供水支管上有一截止阀。
• 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
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当量长度法
• 当量长度法的基本原理是将管段的局部 损失折合为管段的沿程损失来计算。
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四、水力计算的主要任务
• △p=f(G,d) 1、已知各管段的流量和系统的循环作用压
l
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(2)求各管段的流量 （3）根据平均比摩阻、流量查管径
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• 4．确定沿程损失 • 5．确定局部阻力损失 • 6．求各管段的压力损失 • 7．求环路总压力损失
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• 8．计算富裕压力值。
考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计中未计入的压力 损失，因此要求留有10％的富裕度
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• 这说明机械循环异程式系统单纯用调整管径的办法平 衡阻力非常困难。容易出现近热远冷的水平失调问题 ，所以系统作用半径较大时可考虑采用同程式系统。
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• 1．选择最不利环路
• 重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管底层散 热器的循环环路，计算应由此开始。
• 2．计算通过最不利环路散热器的作用压力
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• 3．确定最不利环路各管段的管径d • （1）、求单位长度平均比摩阻
R
pj
p
对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林松 推荐的、更为简单的计算公式也可得出很接近的
数值：
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室内热水供暖系统的水流量G，通常以kg ／h表示。热媒流速与流量的关系式
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管段的局部损失，可按下式计算：
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三、当量局部阻力法和当量长度法