新疆大学电气工程学院 供热工程 第二章 热水供热系统的水力计算(李德英)
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
热水系统水力计算PPT课件
p j
v2
......Pa
2
_ 管段中总的局部阻力系数.
_ 系统管路附件的局部阻力系数,可查表确定.
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4.当量局部阻力法和当量长度法
➢当量局部阻力法
将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。
p j
设管段的沿程损失相当于某一局部损失
则:
p j
d
v2
2
d
l
v 2
2
d
d
l.........当. 量局部阻力系数.
_ 热媒的密度, kg / m3.
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热水在室内供暖系统管路内的流动状态,几 乎都是处在过渡区内。
室外热水网路都采用较高的流速,热水的流 动状态大多处于阻力平方区内。
方便的R计算6.公25式1:08
•
G2 d5
......Pa /
m
G _ 管段的水流量, Pa / m.
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_ 沿程损失占总压力损失的估计百分数，查附录得 50%。
将各数字代入上Rpj式 0，.1506得8.518 3.84 pa / m
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根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计 算公式如下：
G
3600Q
0.86Q ......kg / h
4.1
8
71
03
(t
, g
th, )
t
2.例题1
径确。th,定热 7重媒0力c参循数环：双供管水热温tg, 水度9供5c暖
系
统
管路的管 ，回水温
度
。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。
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。
供热工程课程设计计算书
1 工程概况1.1 工程概况1.1.1 工程名称：某小区供热系统1.1.2 地理位置：合肥地区1.1.3 本工程为合肥某小区的供热系统设计，为小区的住宅楼和公寓楼采暖提供热源，各热用户如下表1表1：建筑面积1.2 设计内容某小区换热站及室外热网方案设计2设计依据2.1 设计依据1、李德英《供热工程》中国建筑工业出版社，2004。
2、《流体输配管网》，中国建筑工业出版社。
3、王飞，张建伟，《直埋供热管道工程设计》中国建筑工业出版社，2007。
4、陆耀庆，《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社，1993。
5、《城市热力网设计规范》CJJ34-2002。
6、《采暖通风与空调设计规范》GB0019-2003。
7、《城市热力网设计规范》CJJ34-2002。
8，《公共建筑节能设计标准》50189-2005。
9，《城市直埋供热管道工程技术规范》CJJ/T81-98。
2.2 设计参数冬季采暖设计供水温度80℃，回水温度60℃。
3 热负荷概算3.1 热用户热负荷概算及汇总3.1.1确定总负荷：利用公式3q=FQn可以计算出各栋楼的热负荷，汇总列入下表2：'-10⨯⨯表2：热负荷3.2负荷汇总由上表计算的各用户的热负荷可以汇总得小区的总热负荷为：2348.5（KW）4 热交换热站设计4.1 换热器4.1.1 换热器选型及台数确定因为本小区的总热负荷为2348.5KW，按照单台换热器的换热量要达到总热荷的60%—75%的比例，选一台换热器不合适，且要考虑备用，故选用两台换热器较为合理。
2348.5×0.6=1409.1KW，2348.5×0.75=1761.4KW。
所以取每台换热量为1700KW。
所以选择换热量1700KW左右的换热器两台。
4.2 蒸汽系统热源：小区由市政热网提供饱和蒸汽，蒸汽压力为0。
6MPa。
蒸汽经过除尘以后进入分气缸分出，再经过减压进入汽水换热器。
蒸汽系统：市政蒸汽--计量--分汽缸--减压--汽-水换热，汽-水换热器进口设温控阀，控制热水出水温度。
供热工程10.1 热水供热系统的水力工况
第十章热水供热系统的水力工况热水供热系统中各热用户的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。
它的水力失调程度可用实际流量与规定流量的比值来衡量，即：VgVs x =（10-1）式中x —水力失调度；Vs —用户实际流量；Vg-热用户规定流量。
产生的原因：1.设计上造成；2.运行中某些用户开关造成；本章目的：阐述水力工况的计算方法，分析变化规律对系统水力失调的影响，研究改善系统水力失调度的方法。
第一节热水网路水力工况计算的基本原理一、网管特性曲线在室外热水网路中，水的流动状态大多处于阻力平方区。
因此，流体的压降与流量关系服从二次幂规律。
它可用下式表示：Pa （10-2）如将（9-2）代入式（10-2），可得：)(1088.625.525.09id i i i i l l d K S +⨯=-23)//(h m Pa （10-3）在串联管段中，串联管段的总阻抗为各串联管段阻抗之和：（10-4）ch S 为串联管段的总阻抗；1S 、2S 、3S 为各串联管段的阻抗。
在并联管段中，并联管段的总通导数为各并联管段通导数之和：（10-5）即：（10-6）（10-7）根据上述并联管段和串联管段个阻力的计算方法，可以逐步算出整个热水网路最不利环路的总阻抗zh S 值。
则热水网路最不利环路的总阻力为2V S P zh =∆Pa （10-8）二、循环水泵流量-扬程特性曲线及其方程循环水泵的流量和扬程之间的关系可以用)(V f H =来表示，通常水泵厂家通过实验，将水泵的实际流量与扬程的关系，按照一定的比例绘制在以流量V2i i i i i i )(V s l l R P d =+=∆123......ch S s s s =+++123......b a a a a =+++1231111......b S s s s =+++123123123111::::::V V V a a a s s s ==与扬程H 组成的直角坐标系图上，称作水泵特性曲线。
供热课程设计水力计算
供热课程设计水力计算一、课程目标知识目标：1. 理解供热系统基本原理，掌握水力计算的基本概念、公式及方法。
2. 掌握供热系统中流量、压力、温度等参数的计算与调整方法。
3. 了解供热系统水力工况分析，掌握水力平衡的调整方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，完成供热系统中水力计算的实际案例。
2. 能够使用相关软件或工具，进行水力工况模拟与优化。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，提高团队协作和沟通技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对供热工程领域的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 增强学生的环保意识，认识到节能减排在供热系统运行中的重要性。
3. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，勇于探索，具备创新精神。
课程性质分析：本课程属于供热工程领域，侧重于水力计算的实际应用。
课程内容紧密联系实际，注重培养学生的实践操作能力。
学生特点分析：高年级学生具备一定的专业基础知识和实践能力，对专业知识有较高的学习热情，但需加强实际操作和团队协作能力的培养。
教学要求：1. 结合实际案例，让学生在实践中掌握水力计算方法，提高解决问题的能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考，提高课堂互动性。
3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和团队精神。
二、教学内容1. 供热系统基本原理回顾：包括热力学基础、流体力学基础，重点讲解与水力计算相关的理论知识。
教材章节：第一章《供热工程基础》2. 水力计算基本概念：介绍流量、压力、流速等基本参数，讲解水力计算的基本公式。
教材章节：第二章《供热系统水力计算》第一节3. 水力计算方法：详细讲解串联管道、并联管道、分支管道的水力计算方法。
教材章节：第二章《供热系统水力计算》第二节4. 水力工况分析：分析供热系统水力工况，介绍水力平衡调整方法。
教材章节：第二章《供热系统水力计算》第三节5. 实际案例分析：结合实际供热系统案例，指导学生进行水力计算。
教材章节：第三章《供热系统案例分析》6. 软件应用与工况模拟：介绍相关软件的使用，进行水力工况模拟与优化。
室内热水供暖系统的水力计算共35页文档
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
供暖系统水力计算
流体运动的基本规律Fra bibliotek如牛顿第二定律、伯努利方程等，描 述了流体运动的基本规律。
水力计算的基本原理
能量守恒原理
流体在流动过程中，其机 械能（如压力能和动能） 和位能之间相互转化，总 能量保持不变。
流体连续性原理
流体的质量守恒，即在流 场中任意封闭曲面内流体 的进、出体积流量相等。
流体动力学原理
描述流体运动规律的物理 方程，如Navier-Stokes方 程、传热方程等。
案例二
某大型公共建筑供暖系统设计。根据建筑特点和负荷需求，进行水力计算，确 保系统能够满足各种工况下的供热需求，提高了建筑的使用舒适度。
水力计算的软件应用与实践
软件介绍
水力计算软件如AutoCAD、Revit等，可以帮助工程师快速进行管网设计和计算 ，提高工作效率。
实践应用
在实际工程中，工程师使用水力计算软件进行管网设计和模拟，及时发现和解决 潜在问题，确保系统的稳定性和可靠性。
03 供暖系统的水力计算
CHAPTER
热水供暖系统的水力计算
热水供暖系统的水力计算是供暖系统设计的重要环节，主要涉及热媒的选择、管径 的确定、管网的布置和循环水泵的配置等。
计算过程中需要考虑热媒在管网中的流动阻力、散热器的散热能力以及用户的热负 荷等因素，以确保系统能够提供稳定、高效的供暖服务。
供暖系统水力计算
目录
CONTENTS
• 供暖系统概述 • 水力计算基础 • 供暖系统的水力计算 • 供暖系统水力计算的优化 • 供暖系统水力计算的实践应用
01 供暖系统概述
CHAPTER
供暖系统的定义与组成
定义
供暖系统是用于向建筑物或设施 提供热能的设备、管道、附件和 控制装置的组合。