第二章热水供热系统的水力计算
供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算
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。
《城市热力网设计规范》
城市热力网设计规范第一章总则第二章耗热量第三章供热介质第四章热力网型式第五章供热调节第六章水力计算第七章管网布置与敷设第八章管道机械强度计算第九章中继泵站与热力站第十章保温与防腐涂层第十一章城市热力网的供配电第十二章热工检测与控制第六章水力计算第一节设计流量第二节水力计算第三节压力工况第四节水泵选择第一节设计流量第6.1.1条采暖热负荷热水热力网设计流量应按下式计算：G n =3.6 [Qn/c(t1-t2)]（6.1.1)式中 Gn—采暖热负荷热力网设计流量，（T/h）；Qn—采暖热负荷，KW；C—水的比热容，KJ/Kg·°C，可取C=4.1868KJ/Kg·°Ct1—采暖室外计算温度下的热力网供水温度，°C；t2—采暖室外计算温度下的热力网采暖系统回水温度，°C。
第6.1.2条通风、空调热负荷热水热力网设计流量应按下式计算：Gtk =3.6Qtk/c(t1t-t2t) （6.1.2)式中Gtk—通风、空调热负荷热力网设计流量，（T/h）；Qtk—通风、空调热负荷，KW；C—水的比热容，KJ/Kg·°C，可取C=4.1868KJ/Kg·°Ct1t—冬季通风、空调相应室外计算温度下的热力网供水温度，°C；t2t—冬季通风、空调相应室外计算温度下的热力网采暖系统回水温度，°C。
第6.1.3条闭式热力网生活热水热负荷热力网设计流量，应根据用户加热器的连接方式按下列方法计算：一、与采暖系统并联连接1、平均流量G sp =3.6Qsp/c(t`1-t`2)（6.1.3-1)式中Gsp——生活热水热负荷热力网设计流量，（T/h）；Qn——采暖期生活平均热负荷，KW；C——水的比热容，KJ/Kg·°C，可取C=4.1868KJ/Kg·°Ct`1——闭式热力网采暖开始时的供水温度，°C；t`2——生活热水加热器上相应的回水温度，°C。
管路水力计算(最新)
一、管路水力计算的基本原理1、一般管段中水的质量流量G，kg/h，为已知。
根据G查询热水采暖系统管道水力计算表，查表确定比摩阻R后，该管段的沿程压力损失P y=Rl就可以确定出来。
局部压力损失按下式计算（1）Σξ--------表示管段的局部阻力系数之和，查表可知。
可求得各个管段的总压力损失（2）2、也可利用当量阻力法求总压力损失：当量阻力法是在实际工程中的一种简化计算方法。
基本原理是将管段的沿程损失折合为局部损失来计算，即（3）（4）式中ξd ——当量局部阻力系数。
计算管段的总压力损失ΔP可写成（5）令ξzh = ξd +Σξ式中ξzh|——管段的这算阻力系数（6）又(7)则（8）设管段的总压力损失（9）各种不同管径的A值和λ/d值及ξzh可查表。
根据公式（9）编制水力计算表。
3、当量长度法当量长度法是将局部损失折算成沿程损失来计算的一种简化计算方法，也就是假设某一管段的局部压力损失恰好等于长度为l d的某段管段的沿程损失，即（10）式中l d为管段中局部阻力的当量长度，m。
管段的总压力损失ΔP可写成ΔP = P y+ P j = Rl + Rl d = Rl z h （11）式中l z h为管段的折算长度，m。
当量长度法一般多用于室外供热管路的水力计算上。
二、热水采暖系统水力计算的方法1、热水采暖系统水力计算的任务a、已知各管段的流量和循环作用压力，确定各管段管径。
常用于工程设计。
b、已知各管段的流量和管径，确定系统所需的循环作用压力。
常用于校核计算。
c、已知各管段管径和该管段的允许压降，确定该管段的流量。
常用于校核计算。
2、等温降法水力计算方法2-1 最不利环路计算（1）最不利环路的选择确定采暖系统是由各循环环路所组成的，所谓最不利环路，就是允许平均比摩阻最小的一个环路。
可通过分析比较确定，对于机械循环异程式系统，最不利环路一般就是环路总长度最长的一个环路。
（2）根据已知温降，计算各管段流量式中Q——各计算管段的热负荷，W;t g——系统的设计供水温度，℃;t g——系统的设计回水温度，℃。
供热管网水力计算的仿真与优化研究
供热管网水力计算的仿真与优化研究第一章引言供热系统是城市基础设施的重要组成部分，其中的供热管网承担着输送热能的主要任务。
供热管网的水力计算是保证供热系统正常运行的重要依据。
传统的水力计算方法存在精度低、计算量大等问题，而仿真与优化技术的应用则能够有效地解决这些问题。
本文将从仿真与优化两个方面，探讨供热管网水力计算的研究现状与未来发展趋势。
第二章供热管网水力计算方法2.1 传统的手算方法传统的手算方法采用经验公式或者理论公式，对供热管网进行水力计算。
这种方法计算精度低、计算量大、更新维护困难，很难适应现代供热系统的需求。
2.2 数值计算方法数值计算方法采用数学模型对供热管网进行建模，并利用计算机程序进行求解。
数值计算方法计算精度高，能够考虑供热管网的流体力学特性，但是需要较长的计算时间。
2.3 仿真与优化方法仿真与优化方法是采用计算机模拟与优化算法相结合，对供热管网进行优化设计的方法。
这种方法既能够考虑供热管网的水力特性，又能够实现优化设计，计算效率高、精度高、更新维护方便，是现代供热系统中，水力计算的主要方法。
第三章仿真技术在供热管网水力计算中的应用3.1 数值模拟方法供热管网中的流动问题是一个复杂的物理过程，需要采用数值模拟方法才能得到准确的结果。
数值模拟方法采用数学和计算机技术对供热管网进行建模，用流体力学模型来计算管路内的流场信息和流动受力，计算过程中要考虑到流体的运动和物质的热传递，这可以帮助人们确定供热系统的最优设计方案。
3.2 稳态仿真稳态仿真是指在供热管网的运行过程中，管网内流体、热量等物理量的变化达到稳定状态时的仿真。
这种仿真方法适用于长周期稳定运行的供热系统，用于确定管网内各个部位的压力、流量、温度等参数。
稳态仿真可以为供热系统的优化设计提供依据，需对管网中的各个参量进行比较、分析和优化设计，让供热系统运行更为稳定、节能效果更佳。
3.3 非稳态仿真非稳态仿真是指管网内的流体状态随时间变化的仿真。
供热计算书
目录第一章供暖系统设计热负荷.................................................1.1体积热指标法..........................................................1.2面积热指标法..........................................................1.3城市规划指标法........................................................ 第二章热负荷延续时间图及年耗热量.........................................2.1热负荷延续时间图......................................................2.2年耗热量.............................................................. 第三章供暖方案的确定.....................................................3.1热源形式的选择........................................................3.2热媒种类的选择........................................................3.3热媒参数的确定........................................................3.4热网系统形式的选择....................................................3.4.1枝状管网......................................... 错误!未指定书签。
供热系统热负荷
5、机械循环混和式供暖系统：
• 下供上回（倒流式）+上供下回 • 用于高温水网卫生要求不高的民用建筑、
生产厂房。
二、水平式系统：
水平顺流和跨越
三、高层建筑热水供暖系统：
10层以上的住宅和24m以上的公共建筑为高 层建筑。
需解决的问题： • 1：水静压力过大；竖向分区。 • 2：垂直失调。 • 3：水平失调。
• 2：地沟设置应分半通行和通行地 沟。
• 3：干管坡度不小于0.002，流速不 小于0.25m/s。
• 3、机械循环中供式供暖系统：
• （1）+（2）注上部应加排气装置。
4、机械循环下供上回式供暖系统 （倒流式）：
特点： • 1：可同过水箱排空气。 • 2：对于热勋失大的房间，由于底层水温高，
散热器的面积小易于布置。 • 3：减少高架水箱的标高。 • 4：立管供水温度相同的情况下，散热器面
积会增大。
注意区分： 开式系统：两个水箱有一个与大气相连。 闭式系统：两个水箱均是封闭的。
一、垂直式系统：
• 1、机械循环上供下回供暖0.003回水应顺利排出。是一种常用方式。
• 2、机械循环下供下回供暖系统：
• 下供下回供暖系统供、回水干管均设在底 层散热器下面，若没有地下室的建筑物或 步置供（回）管道有困难。
第二章 供热系统热负荷
重点： 系统供热系统热负荷；围护结构耗热量、 附加耗热量、高度附加。 供热系统热负荷 采暖面积热指标。 供热系统设计计算； 热负荷、散、热设备选用、 水力计算及主要设备选用。
第一节 围护结构耗热量
一 、基本耗热量
Q=KF(tn –tw）a • 室内
温度： 高度为1。5－2m内平均温度。 大于4m应有变化。
热网水力计算讲解
模块一 集中供热管网施工
管段BC DN? 125mm 管段CD DN? 125mm 直流三通1? 4.4? 4.4m 直流三通1? 3.3? 3.3m 异径接头1? 0.44? 0.44m 异径接头1? 0.33? 0.33m 方形补偿器3? 9.8 ? 29.4m 方形补偿3器?12.5? 37.5m 总当量长l度d ? 42.34m
3 .6 Q
? ? G ? c tg ? th
式中
G ———管段计算流量，
t h；
Q ———计算管段的热负荷，
kW ；
t g ， t h ———热水管网的设计供、回水温度，
c ———水的比热容，取
? ? c ? 4 . 187 kJ kg ? ? C 。
?C ；
模块一 集中供热管网施工
（2）确定热水管网的主干线及其沿程比摩阻 热水管网水力计算是从主干线开始计算的，主干线是管网
2 ? 6 . 8 ? 13 . 6 m ；闸阀 2 ? 1 . 0 ? 2 . 0 m ，
总当量长度
l d ? 18 . 6 m
管段 BE 的折算长度 管段 BE 的压力损失
管段 的管径和相应的比摩阻 值。
模块一 集中供热管网施工
? 管段 中局部阻力的当量长度 ，可由热水网路局部阻力当量长度表查 出，
? 闸阀 ；方形补偿器 ； ? 局部阻力当量长度之和 ? 管段 的折算长度 ? 管段 的压力损失 ? ? 用同样的方法，可计算干线的其余管段 、 ，确定其管径和压力损失
。 ? 管段 和 的局部阻力当量长度 值如下：
学习项目二 热网水力计算
模块一 集中供热管网施工
单元2
热网水力计算
一、热水供热管网水力计算的步骤
供热管道网络设计中的水力计算方法
供热管道网络设计中的水力计算方法供热管道网络设计中的水力计算方法是工程专家和国家专业建造师在设计供热系统时必须考虑的一个重要步骤。
水力计算是为了保证热水在管道中的顺畅流动和供热回路中的合理供热分配。
本文将从供热管道网络水力计算的意义、常用计算方法和实际案例三个方面展开论述。
首先，供热管道网络设计中的水力计算具有重要的意义。
合理的水力计算能够确保供热系统的正常运行、高效运行和安全运行。
在供热管道网络设计中，我们需要考虑到热水的流量、流速、压力损失、水头、泵的选择等因素。
通过水力计算，我们可以确定管道的直径、流量分配、泵的参数等关键参数，从而保证供热系统能够满足设计要求。
其次，供热管道网络设计中常用的水力计算方法有很多种。
其中，最常见的方法包括简化法、系数法和模型法。
简化法是指采用经验公式和经验系数来进行水力计算，它简便快捷，但精度相对较低。
系数法是指根据实际情况选择一些系数进行计算，能够提高计算精度。
模型法是指利用专业软件模拟整个供热系统，根据实际情况进行精确计算。
这些方法各有优缺点，在实际工程设计中需要根据具体情况选择最合适的方法。
最后，我们来看一个实际的案例。
某小区供热管道网络设计中，需要进行水力计算以确定管道的直径和泵的参数。
根据小区的总热负荷和供热回路的数量，我们利用系数法进行水力计算。
首先，我们需要根据小区的总热负荷和供热回路的数量计算出每个回路的热负荷。
然后，根据每个回路的热负荷和回路的长度，计算出回路的水力压力损失。
接下来，我们需要根据回路的水力压力损失和泵的特性曲线，选择合适的泵。
最后，根据泵的参数和管道的水力特性，确定供热管道的直径。
总结起来，供热管道网络设计中的水力计算是一个重要的环节，它直接关系到供热系统的运行效果和运行安全。
在设计过程中，我们可以根据具体情况选择简化法、系数法或模型法等不同的计算方法。
通过合理的水力计算，我们可以确定供热管道的直径和泵的参数，从而保证供热系统的正常运行和高效供热。
采暖管道水力计算(精)
K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m ，室外供热管网
－
K ＝0.5×103m ；
v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）；
，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。 γ——热媒的运动粘滞系数（m2/s）
λ={
d j ⎡
1.4 热水采暖的垂直双管系统各层支管之间重力水头H z
H z =
2
h (ρh −ρg g （Pa ） 3
式中 h ——计算环路散热器中心之间的高差 (m；
1.5 单管跨越式系统水温降
1.5.1 单管跨越式系统的散热器和跨越管流量分配
1 单管跨越式系统散热器支路和跨越管支路的流量通过以下2式求得：
=G
t si ——第i 组散热器的出水温度（℃）； t i ——第i 组散热器与之后的管道温度（℃）； t i－1——第i 组散热器之前的管道温度（℃）。 ∑Q, G,t 0
i-1
si
ki
si i h
1.6 散热器数量N
N =N ' ⋅β1⋅β2⋅β3=
Q
β1⋅β2⋅β3 （1.6） n
C ⋅Δt s
N ’——设计工况下散热器数量（长度或片数）；
表7：适用于采用钢管的一般垂直单管系统；（包括立管及干管，计算至建筑热力入口与室外干线连接处。为提高计算速度，本表管道摩擦阻力系数λ采用阿里特苏里公式） 2.1.4 室外供热管道
表8：适用于采用钢管的室外供热管道。
2.2 双管系统
2.2.1 住宅等水平双管系统
1、 一般最远端散热器支路为该户最不利环路。
1.3.3 室外热水供热管网局部阻力按与沿程阻力的比值计算确定，见下表：
水力计算公式(自编)
水力计算公式
一、采暖热负荷：Q h=q h*A*10-3
Q h:采暖设计热负荷（kW)
q h:采暖热指标（W/m2)
A:建筑面积（m2）
二、采暖全年耗热量：Q h a=0.0864*N*Q h*[（T i-T a）/（T i-T o﹒
Q h a:采暖全年耗热量（GJ)
N:采暖期天数（167)
Q h:采暖设计热负荷（kW)
T i:采暖室内计算温度（℃）
T a:采暖期平均室外温度（℃）
T o﹒h:采暖室外计算温度（℃）
0.0864=3.6(GJ/MWh)/1000*24h
三、热水热力网设计流量：G=3.6*[Q/（c*（T1-T2））]
G:热力网设计流量（T/h)
Q:设计热负荷（kW)
c:水的比热容[kJ/（kg﹒℃）]
T1:热力网供水温度（℃）
T2:热力网回水温度（℃）
四、热水管道内壁当量粗糙度（钢管）：0.0005m
蒸汽管道内壁当量粗糙度（钢管）：0.0002m
五、主干线经济比摩阻：30-70Pa/m
支干线比摩阻：不>300Pa/m,连接一个热力站的支干线比摩六、热水热力网支干线、支线介质流速：不>3.5m/s
七、蒸汽热力网供热介质的最大允许设计流速：
1、过热蒸汽管道：
1）公称直径大于200mm的管道 80（m/s)
2）公称直径小于或等于200mm的管道 50（m/s)
2、饱和蒸汽管道：
1）公称直径大于200mm的管道 60（m/s)
2）公称直径小于或等于200mm的管道 35（m/s)
）/（T i-T o﹒h）]
a
T2））]
支干线比摩阻：可>300Pa/m。
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第二章热水供热系统的水力计算
热水供热系统的水力计算是一项复杂的工程分析，要求使用者掌握计
算热水供热系统的水力学和热学原理，以及各种设备和要求控制原理的特
点，实行有效的水力学分析。
1、水力学原理及定律
热水供热系统的水力学原理涉及流体流动的力学原理，在系统设计和
调整过程中，需要按照液体压力流量特性进行计算和分析，求解各个电磁
阀、管路、换热器等设备在系统中所具有的压力，以及两处设备之间的压
差。
热水供热系统的水力学原理在系统计算过程中，可以由一些水力学定
律推导出来，其中最重要的是：流体运动定律、能量守恒定律、管道流量
定律、压力力学定律等，以及其它液力学及热力学定律等，为了确定热水
供热系统的水力条件，必须在计算中综合考虑以上定律所规定的条件。
2、计算方法
按照热水供热系统的水力学特性，以满足热水供热系统设备和控制要
求，依据一般要求进行水力计算，统筹调整、穿越管网、构成水力参数。
（1）统筹调整。在计算过程中，需要确定热水供热系统各个节点的
温度、压力，并计算流量、管径和流量阻力。