作业及答案1-5-2-1机械循环异程式热水供暖系统水力计算步骤(精)
__热水供暖系统水力计算
Байду номын сангаас
得出：△P
1
则有△P ＝Ａ ( l )G 2 式中
d
d
l Zh
Zh 为折算的局部阻力系数，于是 △P ＝Ａ Zh Ｇ２ 令Ｓ＝Ａ Zh ，则有
（一）沿程阻力损失
比摩阻R
R
2
d 2
Pa/m
(4-2)
式中 d –管子内径m； υ –热媒在管道内的流速，m／s； ρ –热媒的密度，kg／m3； λ –管段的摩擦阻力系数。摩擦阻力系数值取决于管内 热媒的流动状态和管壁的粗糙程度，其表达式为： λ =ƒ(Re,ε ) Re=υ d/γ ε =K/d 式中Re–雷诺数(Re<2320,流动为层流；Re>2320，流动为紊流) γ –热媒的运动粘滞系数m2/s； K–管壁的当量绝对粗糙度，m； ε –管壁的相对粗糙度。
(2)推荐流速法 推荐常用流速（对应比摩阻值为６０－１２０Ｐa/m）
2.当量阻力法(动压头法)
当量局部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。 △P=RL+Z 其中的沿程损失RL写成局部阻力损失形式有: RL= d
2
2
2
，而依据公式（４－２）
R
2
四、水力计算步骤
首先画出管路系统图，并在图上划分管段（流量和管径都 相等的），标注管段号、热负荷Q、流量G和管段长L 1.确定最不利环路。指允许比摩阻最小的环路，一般为最 远立管环路。 2.确定最不利环路作用压力。自然循环系统按有关公式计 算得出（式3-3）；机械循环系统一般取10000Pa。 3.计算最不利环路平均比摩阻，采用预定压头法（式4-5 ） P 或推荐比摩阻60-120Pa/m。 R
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。
供热工程复习知识点汇总
绪论1、供暖系统的组成：热媒制备（热源）、热媒输送（供热管网）和热媒利用（散热设备）三个主要部分组成。
2、供暖系统按相互位置关系分为：局部供暖系统和集中式供暖系统按供暖系统散热给室内的方式不同分为：对流供暖和辐射供暖3、集中供热系统由三大部分组成：热源、热网和热用户1、供暖系统的热负荷：在某一室外温度ｔw下，为了达到要求的室内温度ｔn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
2、供暖系统的设计热负荷：是指在设计室外温度ｔw′下，为了达到要求的室内温度ｔn′，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q′。
3、基本耗热量：是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、屋顶等）从室内传到室外的稳定传热量的总和。
4、附加修正耗热量包括：风力附加、高度附加和朝向修正等耗热量。
5、稳态形式的计算：q′=KF(ｔn-ｔw′)ɑ书P116、室内温度的确定：不同的围护结构选择不同的温度。
民用建筑的主要房间是16~24℃（通常是18℃）工业建筑的工作地点宜采用：轻工业18~21℃，中作业16~18℃，重作业14~16℃，过重作业12~14℃当层高超过4m 的建筑物或房间（1、在计算地面的耗热量时，应采用工作地点的温度ｔg 2、计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温度ｔd 3、计算门、窗和墙的耗热量时，应采用室内平均温度ｔp,j ｔp,j=(ｔg +ｔd)/2 ）7、室外计算温度的方法：热惰性法和不保证天数法室外计算温度的确定通常按照连续采暖确定，若不按照连续采暖时定，则应重新确定。
8、不保证天数发的原则：认为允许有几天时间可以低于规定的供暖室外计算温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度ｔn值。
9、维护结构温差修正系数ɑ值得大小取决于：非供暖房间或空间的保温性能和透气状况10、当两个相邻的房间的温差≥5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量11、围护结构内表面换热：自然对流和辐射对流围护结构外表面换热：强迫对流和辐射对流主要是强迫对流换热12、空气间层传热，当间层达到一定厚度后，热阻的大小几乎不随厚度增加而变化，传热系数不会再减小。
供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算
供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算
一、热水供暖系统水力计算的基本原理
热水供暖系统水力计算是根据物理流体流动的基本原理，通过正确的方法，解决热水供暖系统每个回路部分的水力参数问题，以保证供暖系统的正常运行。
水力参数的计算是热水供暖系统设计中必不可少的，水力计算可以求出：
1．水流量，即总进出水量及每支管道的流量；
2．水压，即系统压力，每个环节的压力，以及最大和最小的压力；
3．管道长度，即当前系统的总长度及每支管道的长度；
4．水力损失，即每支管道的水力损失；
5．管道直径，即每支管道的外径及内径；
6．管材的选择，即根据水流量，压力和水力损失等参数选择合适的管材，确定系统的一致性；
7．扬程，即每支管道的扬程及总体扬程；
8．系统功率，即整个系统功率。
二、热水供暖系统水力计算的步骤
1.获取热水供暖系统的基本参数，包括系统回路数、每个回路总长、循环水量、供暖热水温度差等；
2.确定管道长度，包括机组与循环泵之间的管路长度，以及每个回路的长度；
3.计算水流量，确定每个回路的水流量；
4.选择管材。
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
热水供热系统水力计算
? 2．静水压线
? 静水压曲线是网路循环水泵停运时网路上各点测压管 水头的连接线。它是一条水平线。
? ⑴与热水网路直接连接的供暖用户系统内，静态压力 不应超过系统中任何一点的允许压力。
? ⑵不应使热水网路任何一点的水汽化，应保持 3-5m 的富裕压力。
空气定压一般用在小型供热系统上。
四、蒸汽定压 蒸汽定压形式： (1)蒸汽锅筒定压方式 (2)外置膨胀罐的蒸汽定压方式 (3)采用淋水式加热器的蒸汽定压方式
五、补水泵变频调速定压 1．上述定压方式存在的问题 ? 膨胀水箱定压使用范围受限 ? 连续运行补水泵定压费电 ? 间歇运行补水泵定压压力的波动 ? 蒸汽、气体定压复杂、昂贵
变化等
热水网路压力状况的基本技术要求
? 1．动水压线 ? 在网路循环水泵运行时，网路上各点测压管水头连线，
称为动水压曲线。 ? ⑴在与热力网路直接连接的用户系统内，压力不应超过
该用户系统用热设备及管道构件的承压能力。P系统≯ 设备及关键承压能力 ? ⑵在高温水网路和用户系统，水温超过100℃的地点， 热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。还应留有 3汽0化~5压0K力pa如富表裕2压-3力所。示P。≮P汽化+30~50kPa。不同温度下的
设独立的供热系统。
第三节 水力计算的方法和步骤
? 水力计算的基本步骤 1 ．热用户的设计流量
⑴采暖、通风、空调热用户及闭式热水供热系 统生活热水热用户
G?? 3.6Q? c(t1?? t2?)
⑵开式热水供热系统生活热水热用户
G ??
3.6Q? c(t1?? tl )
第三节 水力计算的方法和步骤
2 ．热力网各管段的流量 管段的计算流量就是该管段承担的各用户的计算流 量之和，即
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
1-5-2-2机械循环同程式热水供暖系统等温降法水力计算和绘教程
项目一：室内热水供暖工程施工模块五：室内热水供暖系统的水力计算单元2 机械循环热水供暖系统等温降法水力计算1-5-2-2机械循环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方法1、【实际训练2】进行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训练。
已知条件图4-1-5是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t g=95℃，回水温度t h=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）。
【解】计算步骤：最远立管环路N 9的计算 最远立管N 9环路包括1～13管段，仍采用推荐的经济比摩阻R pj =60～120Pa/m 确定管径。
具体计算结果见表4-1-3，表4-1-4。
最远立管N 9环路的总压力损失Σ（p y +p j ）1～13=7848.16Pa最近立管环路N 1的计算 最近立管N 1环路包括1、2、14～22、12、13管段，其具体计算结果见表4-1-3，表4-1-4。
管段14～22的压力损失为Σ（p y +p j ）14～22=4092.36Pa最近立管N 1环路的总压力损失为Δp N1=Σ（p y +p j ）1、2、14～22、12、13==7752.7Pa最远立管N 9和最近立管N 1环路的压力损失不平衡率 应注意，同程式热水供暖系统最远、最近立管环路的压力损失不平衡率易控制在±5%的范围内。
最远立管N 9的3～11管段与最近立管N 1的14～22管段并联，具体计算结果见表4-1-3，表4-1-4。
Σ（p y +p j ）3～11=4187.82Pa不平衡率为 %28.2%10082.418736.409282.4187=⨯- 符合要求。
供暖系统的循环作用压力Δp=1.1Δp N9=1.1×7848.16=8632.98Pa 。
其他立管环路的计算 应注意，单管同程式热水供暖系统各立管间的压力损失不平衡率易控制在±10%以内。
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
作业及答案1-1-1-3机械循环热水供暖系统与自然循环热水供.
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1-1-1-3机械循环热水供暖系统与自然循环热水供暖系统的区别习题：1.名词解释(1)机械循环系统：2.选择题(1)机械循环系统的循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该处水温最低，可避免水泵出现（）现象。
A、气蚀B、气塞C、水击(2)机械循环系统膨胀水箱的作用除了容纳水受热膨胀而增加的体积外，还能起（）作用。
A、降压B、排气C、定压(3)机械循环热水供暖系统中（）是一种最简单的定压设备。
A、集气罐B、散热器C、膨胀水箱(4)机械循环上供下回式系统在供水干管末端最高点处设置（），以便空气能顺利地和水流同方向流动，集中到该处排除。
A、集气罐B、散热器C、膨胀水箱3.问答题（1）机械循环上供下回式系统中膨胀水箱的作用是什么？（2）机械循环热水供暖系统中供、回水干管的坡度应如何确定?散热器支管的坡度应如何确定?（3）机械循环热水供暖系统与自然循环热水供暖系统的主要区别是什么？（4）机械循环系统如果像自然循环系统那样，将膨胀水箱接在供水总立管上会产生什么危害？（5）机械循环系统的循环动力分别是什么？（6）机械循环系统中膨胀水箱的连接点和作用是什么？（7）为什么机械循环系统将定压点设在循环水泵入口处？习题答案：1.名词解释(1)机械循环系统：在水的循环流动过程中采用循环水泵，系统靠水泵提供循环动力，这种系统称为机械循环系统。
2.选择题(1)机械循环系统的循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该处水温最低，可避免水泵出现（A）现象。
A、气蚀B、气塞C、水击(2)机械循环系统膨胀水箱的作用除了容纳水受热膨胀而增加的体积外，还能起（C）作用。
A、降压B、排气C、定压(3)机械循环热水供暖系统中（C）是一种最简单的定压设备。
A、集气罐B、散热器C、膨胀水箱(4)机械循环上供下回式系统在供水干管末端最高点处设置（A），以便空气能顺利地和水流同方向流动，集中到该处排除。
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项目一：室内热水供暖工程施工
模块五：室内热水供暖系统的水力计算（14学时）
单元2 机械循环热水供暖系统等温降法水力计算
1- 5-2-1 机械循环异程式热水供暖系统水力计算步骤
习题：
1.填空题
（1）我国《暖通规范》规定：异程式热水供暖系统各并联环路之间（不包括共用段）的压力损失相对差额不应大于（）。
（2）热水供暖系统供水干管末端和回水干管起端管径不宜小于（）mm，以利于通过供水干管末端的集气罐排空气，而且不至于影响末端立管流量。
（3）如果系统未知循环作用压力，可在计算出的总压力损失之上附加（）%，确定必需的循环作用压力。
习题答案：
1.填空题
（1）我国《暖通规范》规定：异程式热水供暖系统各并联环路之间（不包括共用段）的压力损失相对差额不应大于（15%）。
（2）热水供暖系统供水干管末端和回水干管起端管径不宜小于（DN 2 5）mm，以利于通过供水干管末端的集气罐排空气，而且不至于影响末端立管流量。
（3）如果系统未知循环作用压力，可在计算出的总压力损失之上附加（10）%，确定必需的循环作用压力。