热水管网水力计算的基本原理
热水管网的水力计算
方法：同冷水，但因水温高， 和粘滞系数小 于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热 水水力计算表
二、回水管网的计算 (1) 管网循环流量 管段的热损失：
Ws
DLK (1h)(tc
tz 2
tj)
Ws——计算管段热损失,kJ/h； K——无保温时管道的传热系数， kJ/(m2•h•℃) ；
2 采用蒸汽间接加热：
Gmh
1.1
~
1.2 3.6Qh
h
Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；
——蒸汽的气化热，可查表决定；
Qh——设计小时耗热量，W。 3 采用热水间接加热
Gms
1.1
~
1.2
C
B
3.6Qh
tmc t
mz
Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，W； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃；
Q、CB同上。
8-3 加热器及贮存设备的选择计算
一、局部加热设备计算 二、集中热水供应加热设备选择计算 1. 传热面积的计算
Fp——水加热器的传热面积，m2； Qz——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W； ε——传热效率的修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ；
具体算法
6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。 将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx ：
7）复核各管段终点的水温
8）计算循环管网的总水头损失 H——循环管网的总水头损失，kPa； 损Hp失—，—k循Pa环；流量通过配水计算管路的沿程、局部 H损x—失—，循kP环a；流量通过回水计算管路的沿程、局部
定时供应旅馆、住宅、医院、集体宿 舍、工业企业卫生间、浴室
热水热力管网的水力计算
热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。
水力计算的目的是：计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失；计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失；确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
第一循环管网的水力计算：1.热媒为热水：以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。
热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算出管路的总水头损失Hh。
热水管道的流速，宜按表8-45选用。
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示：热媒管网的热水自然循环压力值Hzr按式（8-35）计算：式中：Hzr—热水自然循环压力，Pa；Δh—锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m；ｐ1—锅炉出水的密度，kg/m3；ｐ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m3。
当Hzr＞Hh时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求（8-36）：当Hzr不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。
循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。
2.热媒为高压蒸汽：以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。
第二循环管网的水力计算：1.配水管网的水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值来确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。
（1）热水配水管网的设计秒流量可按生活给水（冷水系统）设计秒流量公式计算。
（2）卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力同给水规定。
（3）热水管道的流速，宜按表8-12选用。
热水管网的水力计算
第8章建筑内部热水供应系统8.4热水管网的水力计算8.4 热水管网的水力计算8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。
水力计算的目的是：计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失；计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失；确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。
热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算出管路的总水头损失Hh 。
热水管道的流速，宜按表8-45选用。
8.4.1 第一循环管网的水力计算1．热媒为热水热水管道的流速表8-12当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示，热媒管网的热水自然循环压力值H zr 按式（8-35）计算：)(8.921ρρ-∆=h H zr 图8-128.4热水管网的水力计算8.4.1 第一循环管网的水力计算式中H zr —热水自然循环压力，Pa ；Δh —锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m ；ρ1—锅炉出水的密度，kg/m 3；ρ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m 3。
当H zr ＞H h 时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求（8-36）：h H 当H zr 不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。
循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。
zr H ≥（1.1~1.15）hH2．热媒为高压蒸汽以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
高压蒸气管道常用流速表8-13 确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。
给水管网水力计算基础
为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。
管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。
管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。
但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。
如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。
反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。
图 1管网的形状(a)枝状管网；(b)环状管网因此，在确定管径时，应该作综合评价。
在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。
应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。
但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝-1.0ms ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~1.4m/s 。
一、枝状管网枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。
它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。
若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。
因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。
技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。
1．新建给水系统的设计对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。
供热工程热水网络的水力计算及水压图课件
• 供热工程热水网络概述 • 水力计算的基本原理与方法 • 热水网络的水压图绘制 • 热水网络的水力计算实例 • 热水网络的水压图实例分析 • 热水网络的维护与管理
01
供热工程热水网络概述
CHAPTER
热水网络的定义与特点
定义 特点
热水网络的重要性及应用
步骤
行水压图的绘制，如CAD、 Excel等。
01
02
1. 收集管网相关数据，包括管
网的拓扑结构、管径、长度、
高程等。
03
2. 根据管网数据建立管网的数
学模型，包括节点方程和管道
方程。
04
3. 利用计算机软件进行管网的
水力计算，求解制水压图，
将节点压力和管道阻力以图形
热水网络的日常维护
01
02
定期检查
清洗与保养
03 阀门与附件检查
热水网络的故障诊断与处理
故障识别
诊断方法
修复措施
热水网络的节能减排措施
优化调度
根据用热需求，合理调 度供热机组，降低能耗。
保温措施
废热回收
智能化控制
对热水管网进行保温处 理，减少热量损失。
利用技术手段回收废热， 提高能源利用效率。
重要性
应用
热水网络广泛应用于住宅、商业、工 业等领域，提供热水供应和采暖服务， 满足生产和生活的需要。
热水网络的发展历程与趋势
发展历程
发展趋势
02
水力计算的基本原理与 方法
CHAPTER
水力计算的定义与目的
定义
目的
水力计算的基本原理
伯努利方程
水在流动过程中，由于流速的变化， 会产生水头损失。伯努利方程是描述 水流中任意两点的压力、速度和位置 之间的关系。
室外——_供热管网的水力计算2
（4）为保证循环水泵不发生汽蚀现象，一般循环水泵吸入口侧的 压力不低于3~5mH2O，回水高5mH2O
（5）在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压 差，应满足热力站或用户所需要的作用压头。
16
4.2.3.2绘制热水网路水压图的方法与步骤
【例题4-2】如图4-7所示为一个 连接着四个供暖热用户的高温水 供热系统。图中，下部是网路的 平面图，上部是它的水压图。网 路设计供、回水温度为 130℃/70℃。用户1、2采用低 温水供暖，用户3、4直接采用 高温水供暖。用户楼高分别为 15、33、13、12ｍ，地面标高 分别为+1、+7、-5、+1ｍ。试 绘制该小区的热水网路水压图。
采用不同单位计算的系数
Qn
采用的计 算单位
A
—GJ/h=109J/h c—kJ/(kg· ℃) 238.8
Qn
—MW=106W c—kJ/(kg· ℃) 860
6
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
具有多种热用户的并联闭式热水供热系统 ：
Q Qt Qr Gn Gt Gr A n Gzh t t t t t t 1 2 1 2t 1 2r
7
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
（2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
管网中平均比摩阻最小的一条管线
经济比磨阻：可取40~80Pa/m （3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均比摩阻 Rm值，利用附录4-1的水力计算表，确定主干线各管段的标准管径 和相应的实际比摩阻。
室外热水网路的限定流速 公称直径mm 15 20 25 32 40 50 100 200以上
供热工程第九章热水网络的水力计算和水压图
（1）、横坐标表示供热系统的管段单程长度，以米为单位。
下半部:表示供热系统的纵向标高,包括管网,散热器,
循环水泵,地形及建筑物的标高.对于室外热水
供热系统,当纵坐标无法将供热系统组成表示
（2）、纵坐标
清楚时,可在水压图的下部标出供热系统示意图.
上半部:供热系统的测压管水头线,包括动水压线(表示供
热系统在运行状态下的压力分布)和静水压线(在
（4）画动水压线
O点处的压头不论在系统工作时还是停止运 行时，都是不变的，等于膨胀水箱的高度， 那么动压线的起点与静压线在此处重合， 即图中的O点。当系统工作时，由于水泵驱 动水在系统中循环流动，A点的测压管水头 必然高于O点的测压管水头，两者之间的差 值就是OA的压力损失，这样A点的测压管 水头就确定了，即图中的点，同理可以确 定其它各点的测压管水头高度。
二、绘制热水网路水压图的步骤和方法
1、以网路循环水泵的中心线的高度（或其它方便的高度） 为基准面，一定的比例尺作出标高的刻度。
2、选定静水压曲线的位置。 静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网络上
各点的测压管水头的连接线，是一条水平的直线，静 水压曲线的高度必须满足下列的技术要求： （1）、在与热水网路直接连接的用户系统内，底层散热 器的所承受的静水压力不应超过散热器的承压能力。 （2）、热水网路及与它直接连接的用户系统内，不会出 现汽化和倒空。
一、热水网路压务状况的基本技术要求
1、在与热水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其管道 构件的承压能力。（保证设备不压坏）
如柱形铸铁散热器的承压能力 4 105为Pa， 作用在该用户系统最底层散热器的表压力， 无论在网络运行或停止运行时都不得超过 Pa。 4 105
供热工程第9章 热水网路的水力计算和水压图
第二节 热水网络水力计算方法和例题
热水网络水力计算所需资料： 1.网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附 件和配件）； 2.热用户热负荷的大小； 3.热源的位置以及热媒的计算温度。
热水网路的水力计算方法及步骤：
1、确定热水网路中各个管段的计算流量
管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算 流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。
2 利用水压图分析系统中管路的水力工况
① 利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力 （压头）值。
管道中任意点的压头就等于该点测压管水头高 度和该点所处的位置高度之间的高差。
② 利用水压曲线，可表示出各管段的压力损失值。
p1
g
Z1
p2
g
Z2
H 1 2
③ 利用水压曲线，确定管段的单位管长平均 压降 。 水压曲线越陡，单位管长的平均压降 就越大。
第一节 热水网路水力计算的基本公式
热水网路的水流量通常以吨/小时（t/h）表示。表达每米管 长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关系式，可改 写为
R
6.25102
Gt2 d5
Pa / m
式中 R —每米管长沿程损失（比摩阻），Pa / m；
R 6.88103 K 0.25 Gt2
d 5.25
2、确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路 中平均比摩阻最小的一条管线称为主干线。在一 般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差 是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的管 线是主干线。在一般情况下，热水网路主干线的 设计平均比摩阻可取30～70Pa/m。
3、根据网路主干线各段的计算流量和初步选用的 平均比摩阻R值，利用附录9-1的水力计算表，确 定主干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。
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
热水管网的水力计算
将复杂的管网分成若干段，每段单独进行水力计算。
节点平衡
确保管网中的各个节点压力平衡，避免出现水锤现象。
动态模拟
利用计算机软件模拟管网的运行状态，预测可能出现 的问题。
热水管网的优化设计
节能设计
优化管网的布局和设计，降低能耗和运行成本。
可靠性设计
提高管网的可靠性和稳定性，减少故障和维修成 本。
热水管网的阻力计算
热水管网的阻力计算可以采用水力学公式进行计算，如达西-威斯巴赫公 式等。
阻力计算需要考虑管道长度、管道直径、流速、流体密度和管道材料等因 素。
通过阻力计算，可以确定水泵的扬程和流量，以及管网的运行效率。
04
热水管网的水头损失
水头损失的分类与计算方法
分类
水头损失分为局部水头损失和沿程水头损失两类。
热水管网的水力计算
目 录
• 热水管网概述 • 水力计算基本原理 • 热水管网的流量与阻力 • 热水管网的水头损失 • 热水管网的水力计算实例
01
热水管网概述
热水管网的定义与特点
定义
热水管网是指用于输送热水的管道系 统，通常由热水管、配件、阀门等组 成。
特点
热水管网具有输送距离长、流量大、 水温高、水质要求高等特点，需要采 取相应的水力计算和设计，以确保系 统的正常运行和安全。
水力计算的主要参数
管径
管道的直径，影响流量和阻力 。
流速
水流在管道内的速度，与流量 和管径有关。
流量
单位时间内流过管道截面的水 量。
压力
水流的压本方法
伯努利方程
表示流体在重力场作稳定流动时，其动能、位能和压能之间保持恒定的关系。
阻力的计算
根据管道长度、管径、流速等因素计算水流阻力。
室内——供热热网的水力计算1
课题1 集中供热系统方案的确定
9.1.1.3生活热负荷 生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负 荷两类。 (1) 热水供应热负荷 热水供应热负荷是日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以 及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水 用量。 热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。 每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。
Qrmax KQrp
课题1 集中供热系统方案的确定
(2) 其他生活用热热负荷 其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除 热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些 用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如：开水加热温 度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。 例如计算开水供应用热量，加热温度可取105℃，饮水标 准可取2~3L/天·人；蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为 100kg时，约需耗蒸汽100~250kg（蒸煮量越大，单位耗汽 量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为 0.15~0.25MPa。
课题1 集中供热系统方案的确定
对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算： 1）居住区采暖期生活热水平均热负荷
——居住区采暖期生活热水平均热负荷，kW； 式中 Qrp F ——居住区的总建筑面积，m2； qs ——居住区生活热水指标，W/m2，当无实际统 计资料时，可按表9-2取用。
课题1 集中供热系统方案的确定
2）生活热水最大热负荷
max 式中 Qr ——生活热水最大热负荷，kW； K ——小时变化系数，一般可取2~3。 在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下列规定取 用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均 热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水 平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最 大热负荷。
热水网路的水力计算和水压图基本介绍
九
三
室内热水供暖的水压 图
如将膨胀水箱连接在热
热水管统了统长压 于 加 点水供。，各的上的压曲定供暖，同阻点水位力压线热置系此 力的平时的装的（。统损压供，时大置位暖的失力水，如小对置）供较都干供整系，和系水大降管暖个统取定统干低过系，系施水压决
则有可能在干管上出 现负压。
是一条水平直线。静水压曲线的高度必须
满足下列技术要求。
九
四
2、静水压曲线的位置
• (1) 与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层 散热器所承受的静水压力应不超过散热器的允许 压力。
• (2) 热水网路及与它直接连接的用户系统内，不会 出现汽化和倒空。所谓“不汽化”是指：静水压 力线的高度必须大于该温度下对应的热媒汽化压 力，并留有2～5mH2O的富裕量。所谓“不倒空” 是指：静水压线的高度不应低于与外网直接连接 的用户系统的充水高度，并应有2～5mH2O的富 裕量。
九
三
室内热水供暖的水压
图
当系统运行时，由于循环水 泵驱动水在系统中循环流 动，A点的测压管水头必然 高于O点的测压管水头，其 差值应为管段OA的压力损 失 值 ， 由 此 可 以 确 定 A' 点 。 根据系统水力计算结果或 运行时的实际压力损失， 同理就可确定B、C、D和E 各点的测压管水头高度， 亦 即 B' 、 C' 、 D' 和 E' 各 点 在纵坐标上的位置。
九
四
一、热水网路压力状况的基本技术要求
2）不汽化。在水温超过100℃的高温水供 水管道和用户系统内，热媒压力都不低于 该水温下的汽化压力。从运行安全角度考 虑，《热网规范》规定，除了满足上述要 求外还应留有30～50kPa富裕量，以防止 高温水汽化。
供热网路水力计算
任务一 供热网路水力计算基本原理
• 每个管段的压力损失应为沿程损失与局部损失之和。即
• 供热管网的总损失，按阻力叠加方法，就应等于各串联管段总损失之 和。即
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任务二 热水网路的水力计算
• 室外热水供热管网的水力计算是在确定了各用户的热负荷、热源位置 及热媒参数，并且绘制出管网平面布置计算图后进行的。绘制管网平 面布置图时，须标注清楚热源与各热用户的热负荷（或流量）等参数 ，计算管段长度及节点编号、管道附件、补偿器以及有关设备位置等 。
• 对选用d／DN＜０．２的孔板，调压板的孔径可近似按下式计算：
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任务二 热水网路的水力计算
• 对选用d／DN ＞０．２的调压板，宜根据有关节流装置的专门资料 ，利用计算公式或线算图来选择调压板的孔径。
• 调压板的孔径较小时，易于堵塞，而且调压板不能随意调节，手动调 节阀门，运行效果较好。手动调节阀门阀杆的启升程度，能调节要求 消除的剩余压头值，并对流量进行控制。此外，装设自控型的流量调 节器，自动消除剩余压头，保证用户的流量。
• 一、沿程压力损失的计算
• 沿程压力损失是由沿程阻力而引起的能量损失，而沿程阻力是流体在 断面和流动方向不变的直管道中流动时产生的摩擦阻力。
• 单位长度沿程损失，可根据达西—维斯巴赫公式计算：
• 实际工程计算中往往已知流量，则流速可用流量来表示：
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任务一 供热网路水力计算基本原理
• 对网水压图，进而控制和调整供热管网的水力工况 ，并为确定管网与用户的连接方式提供依据。
• 根据流体力学的基本原理可知，水在管道内流动，必然要克服阻力产 生能量损失。
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室外热水供热管网的水力计算
第二章室外热水供热管网的水力计算室外热水供热管网水力计算的主要任务如下1已知热媒流量和压力损失确定管道直径2已知热媒流量和管道直径计算管道的压力损失进而确定网路循环水泵的流量和扬程3已知管道直径和允许的压力损失校核计算管道中的流量根据室外管网的水力计算结果沿线建筑物的分布情况和地形变化情况可以绘制水压图分析网路的热媒流量和压力分布状况确定管网与用户的连接方式第一节室外热水供热管网水力计算的基本原理室外热水供热管网水力计算的基本原理与室内热水供暖系统的水力计算原理完全相同一沿程压力损失的计算因室外管网流量较大所以计算每米长沿程压力损失比摩阻的式214中的流量用t/h作单位即221式中R每米管长的沿程压力损失Pa/mG管段的热媒流量t/h沿程阻力系数热媒密度kg/m3d管道内径m167通常室外管网内水的流速大于0.5m/s 水的流动状态多处于紊流的粗糙区沿程阻力系数可用公式2lg 214.11+=K d λ计算对于管径等于或大于40mm 的管道也可用下式计算为公式中K 是管道内壁面的绝对粗糙度室外热水网路取K =0.5103m将沿程阻力系数25.011.0=d K λ代入公式221中得222附录28是根据式222编制的室外热水网路水力计算表该表的编制条件为绝对粗糙度K =0.5103m 温度t=100密度p =958.38kg/m 3运动黏滞系数=0.295106m 2/s 如果实际使用条件与制表条件不符应对流速管径比摩阻进行修正1管道的实际绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符则223式中 R b K b制表中的比摩阻和表中规定的管道绝对粗糙度 R sh K sh热媒的实际比摩阻和管道的实际绝对粗糙度 m绝对粗糙度K 的修正系数见表221表22 1 K 值修正系数m 和β值2如果流体的实际密度与制表的密度不同但质量流量相同则224225168226式中 p b υb R b d b 制表密度和表中查得的流速比摩阻管径p sh υsh R sh d sh热媒的实际密度和实际密度下的流速比摩阻管径 在热水网路的水力计算中由于水的密度随温度变化很小可以不考虑不同密度下的修正计算但对于蒸汽管网和余压凝水管网流体在管中流动密度变化较大时应考虑不同密度下的修正计算二局部压力损失的计算在室外管网的水力计算中经常采用当量长度法进行管网局部压力损失的计算局部阻力的当量长度λξdL d •Σ=将公式25.011.0=d K λ代入上式得227式中 L d管段的局部阻力当量长度mξΣ管段的总局部阻力系数附录29为K =0.5103m 条件下一些局部构件的局部阻力系数和当量长度值 如果使用条件下的绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符应对当量长度L d 进行修正即228式中 K bL db制表的绝对粗糙度及表中查得的当量长度 K sh管网的实际绝对粗糙度 L dsh实际粗糙度条件下的当量长度 β绝对粗糙度的修正系数见表221 室外管网的总压力损失P =R L Ld =R L zh Pa 229式中 L zh管段的折算长度m 进行压力损失的估算时局部阻力的当量长度Ld 可按管道实际长度L 的百分数估算即Ld =a j L m 2210169式中 a j局部阻力当量长度百分数﹪见附录30L 管段的实际长度m第二节 室外热水供热管网水力计算方法及例题进行室外热水管网水力计算时需要的已知条件有1网路的平面布置图须注明管道所有的附件补偿器及有关设备 2热源的位置及热媒参数 3用户的热负荷及各管段长度外网水力计算时各管段的计算流量应根据该管段所担负的各热用户的计算流量确定如果热用户只有热水供暖用户流量可按2211式确定为2211式中 G 各管段流量t/hQ各管段的热负荷kWgt ′ht ′外网的供回水温度下面通过室外管网的水力计算例题介绍水力计算的方法和步骤例题9.1某厂区闭式双管热水供热系统网路平面布置如图221所示管网中各管段长度阀门的位置方形补偿器的个数及各个用户的热负荷kW 已标注图中管网设计供水温度=130gt ′回水温度t =70h ′各用户内部已确定压力损失均为50kPa试进行管网水力计算图22 1 室外热水管网解首先确定各管段流量可利用公式2211计算计算结果列于表222中170一主干线的水力计算1确定热水网路的主干线及其平均比摩阻热水网路的水力计算应从主干线开始计算主干线是允许平均比摩阻最小的一条管线一般情况下热水网路各用户要求预留的作用压头基本相等所以热源到最远用户的管线是主干线本设计中各用户内部压力损失均为50kPa 所以从热源A 到最远用户E 的管线是主干线平均比摩阻R pj 的取值大小直接决定着系统中各管段的管径当管网设计温差较小或供热半径较大时R pj 应取较小值这时管网管径较大基建投资和热损失也较大但网路循环水泵的投资和电耗较小应经过技术经济比较经济合理地选定平均比摩阻R pj暖通规范规定热水网路主干线的设计平均比摩阻可取4080Pa/m2根据主干线各管段流量和平均比摩阻查附录28确定各管段管径和实际比摩阻例如管段A B热负荷Q =1500200010002000kW=6500kW流量93.17t/h t/h7013065000.86=−×=G再根据推荐平均比摩阻4080Pa/m 查附录28确定d AB =200mm R AB =40.19Pa/m 其他各管段的计算结果见表222表22 2 室外热水管网管路水力计算表1713根据各管段的管径和局部构件的类型查附录29确定各管段的局部阻力当量长度L d计算各管段的折算长度L zh=ΣL d L sh确定各管段的总压降P=R L zh 例如管段A B d AB=200mm L sh=400m局部阻力当量长度DN=200mm闸阀3.361=3.36m方形补偿器23.45=117m局部阻力当量长度ΣL d=120.36m管段A B的折算长度L zh=ΣL d L sh=520.36m管段A B的总压降P AB=R L zh=20913.27Pa管段B C局部阻力当量长度DN=200mm分流三通3.41=3.4m异径接头0.841=0.84m方形补偿器23.44=93.6m局部阻力当量长度ΣL d=97.84m管段C D局部阻力当量长度DN=150mm分流三通5.61=5.6m异径接头0.561=0.56m方形补偿器15.45=77m局部阻力当量长度ΣL d=83.16m管段D E局部阻力当量长度DN=125mm分流三通4.41=4.4m异径接头0.441=0.44m方形补偿器12.55=62.5m闸阀2.21=2.2m局部阻力当量长度ΣL d=69.54m各管段的计算结果见表22 24计算主干线的总压降主干线A E的总压降P AE=85124.17Pa二支线水力计算首先确定支线资用压力计算其平均比摩阻再根据平均比摩阻查附录28确定管172径实际比摩阻和实际流速在支线水力计算中有两个控制指标即热水流速υ 3.5m/s比摩阻R300Pa/m1对于管径D400mm的管道因其实际比摩阻达不到300Pa/m应控制其流速不大于3.5m/s2对于管径D400mm的管道因其实际流速达不到3.5m/s应控制其平均比摩阻不超过300Pa/m例如管段B F资用压力为P资BF=P BC P CD P DE=10803.1324959.2528448.52Pa=64210.9Pa查附录30可知带方形补偿器的输配干线热水网路中局部损失与沿程损失的估算比值为0.6则管段B F的平均比摩阻为因管径小于400mm符合控制比摩阻不超过300Pa/m的要求根据流量查附录28确定d BF=100mm R=262.83Pa/mυ=1.18m/s管段B F的局部阻力当量长度DN=100mm分流三通3.31=3.3m闸阀1.652=3.3m方形补偿器9.82=19.6m局部阻力当量长度ΣL d=26.2m管段B F的折算长度L zh=L d L sh=26.2200m=226.2m管段B F的总压降P BF=59452.15Pa可用同样方法计算支线C G管段C G的局部阻力当量长度DN=100mm分流三通3.31=3.3m闸阀1.652=3.3m方形补偿器9.82=19.6m局部阻力当量长度ΣL d=26.2m173管段D H的局部阻力当量长度DN=80mm分流三通3.821=3.82m闸阀1.282=2.56m方形补偿器7.92=15.8m局部阻力当量长度ΣL d=22.18m计算结果见表222各用户入口处的剩余压力可安装调压板调节阀门或流量调节器消除174。
第一课水力计算1基本原理
第十三讲 水暖系统水力计算原理
1、沿程损失
供
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。
热
任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串
工 联或并联的计算管段组成的。
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
每米管长的沿程损失(比摩阻)，可用
总损失为各管段沿程损失和局部损失之
供 和，即
热
工
p
py pj
Rl
2
2
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
二、当量局部阻力法和当量长度法
供
在实际工程设计中，为了简化计算，也
热
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。
工
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
地暖系统要注意。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
辐射供暖系统 ，由于辐射管比较长，
供 阻力大，水温较低，阻力的水温修正 热 系数不必考虑。 工 程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
四、水力计算的任务和方法
供
1、水力计算的任务：
按已知系统各管段的流量和循环作用压力，
热
确定各管段的管径。常用于工程设计。
流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计
供 算。
热
2
R
工
d2
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
热媒在管内流动的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，即：
供
热
f Re,
工
Re d
刍议热水管网的水力计算
公用工程设计ｌ
Ｐｂｃ ｔｔｓ ｅｇｌ ｕｌ Ｕｉｉ ｓｎ ｉ ｌｅ Ｄ ｉ ｉ
【 章 编号 】 ０ ７９ ６ （０ ６ ０ －０ ７０ 文 １０ ．４ ７ ２ ０ ） ８０ ７ －３
刍汉 热 水 管 同的水
■ 简 煦根 ， 毅 （ 边 农二 师设 计院有 限责任公 司， 新疆 库 尔勒 ８ ４
１ 热水 管网水 力计算 的特 点
热水管网水力计算的方法 、 步骤和原理等均 与
生 活 给 水 管 网 水 力 计 算 相 同 ， 由于 热 水 与 生 活 给 但 水 的计 算 水温 不 同 ， 水 管 网的 水 力 计 算 又 有 着特 热
殊之处 。
式 ， 给水计算值 的基础 上乘 以温 度修正 系数 。 应在 建议在 （ 觎
［ ｅ ｒ］ ｈ ｔｗ ｔ ：ｔｍｐｒｔｒ； ｈ ｄａ ｌ ａｃ ｌ ｉ ； Ｋ ｙ ｗｏｄ ｏ ａｅ ｅ ｅ ｕｅ ｙ ｕｉ ｃ ｌ ａ ｏ ｒ ａ ｒ ｃ ｕ ｔｎ
ｏｍ ｌ： ｆ ｒ ｕ ａ ｍｏ ｉ ｅ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔ ｄｆ ｄｃ ｅ ｉ ｉ ｉｎ
４ 由于热 水 管 网 在 运 行 中不 断 补 进 冷 水 ， 冷 ） 而 水 中 溶 解 氧 和 侵 蚀 性 二 氧 化碳 等会 对 管 壁 产 生 腐
范》 修 订 时对 热水 管 因结垢 而 引起 的管径缩 小 问题 做 出规
定。
【 关键 词】 水； 热 温度 ； 力计 算； 式 ； 水 公 修正 系数
【 中图分类号】 Ｕ８ ２． Ｔ ２￣ １ 【 文献标 志码】 Ａ
１热 水 管 网 中 的热 水 水 温 比生 活给 水 管 网 中的 ） 冷 水 水 温 高 。在 热 水 供 应 系 统 中 ， 热 设备 出 口水 加 温 一 般 为 ６ ℃ ～ ７ ， 配 水 点 水 温 一 般 不 低 于 ０ ０Ｃ ｏ ５ ℃， 回加热 设备循环 回水温度 不低于 ５ ℃， ５ 返 Ｏ 故热 水 管道水力计算 中热 水 水 温 一 般 采取 平 均 值 ６ ￣ ０Ｃ。
热水系统讲配水管网水力计算
热水系统讲配水管网水力计算热水系统的配水管网水力计算是确定管网的水力特性参数，以保证热水在管网中的正常运行和供热效果。
本文将从计算方法、影响因素和实例分析等方面详细介绍热水系统配水管网水力计算。
一、计算方法热水系统的配水管网水力计算可以采用管道流量法或优化法进行。
管道流量法是根据管道的流量、水力特性和水力损失来计算管网的水力参数。
而优化法则是根据设计参数和约束条件来确定最佳的管径和流量分配，以达到最大节能效果。
管道流量法计算步骤如下：1.确定供热点和回水点的温度差，一般取设计温差；2.根据供热点和回水点的流量和设计温差，计算供热点的热负荷；3.根据供热点的热负荷和热水的流动速度，计算供热点和回水点的流量；4.根据管道的长度、直径和水力特性，计算管道的水力损失；5.根据管道的水力损失和流量，计算管道的水力参数，如流速、水头损失和压力损失。
优化法计算步骤如下：1.设定管径的上下限，根据设计条件和约束条件确定管径的范围；2.根据管径的范围，选择合适的流量分配系数，如等比流量分配法或力对比法；3.根据流量分配系数和供热点的热负荷，计算供热点和回水点的流量；4.根据管径和流量，计算管道的水力损失；5.根据管道的水力损失和管径，判断管径是否满足设计要求，如果不满足，则进行下一次优化计算，直到满足设计要求为止。
二、影响因素热水系统配水管网水力计算的结果受到多个因素的影响，包括管径、管道长度、管材、流量和水力特性等。
管径是影响热水系统水力计算的重要因素，过小的管径会导致管网阻力增大，水力损失加大；而过大的管径则会增加成本和能耗。
因此，在计算过程中需要合理选择管径。
管道长度也会影响热水系统水力计算的结果。
长管道会增加水力压力损失，导致供水压力不足；而短管道则会减少水力损失，提高供水压力。
因此，在计算过程中需要准确测量管道长度。
管材的选择也会对热水系统的水力计算产生影响。
不同材质的管道具有不同的摩擦阻力和水力特性，因此需要根据实际情况选择合适的管材。
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热水管网水力计算的基本原理
热水管网水力计算的主要任务有：
（1）按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径；
（2）按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失；
（3）按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的热媒流量。
热水管网水力计算的基本原理与室内热水采暖系统管路水力计算的基本原理相同，即使用的基本公式相同。
1.沿程压力损失的计算
因热水管网的水流量较大，所以通常以t/h为单位。
表达每米管长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关系式，可改写为：
在设计工作中，为了简化繁琐的计算，将式(9-14)~(9-16)中各变量之间的关系制成水力计算图表供设计计算使用（见附录9-1）。
水力计算图表是在一定的管壁粗糙度和一定的热媒密度下编制而成的，如果使用条件与制表条件不符时，应对流速、管径、比摩阻进行相应的修正。
（1）管道的实际当量绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符，应对比摩阻进行修正。
在热水管网的水力计算中，由于水的密度随温度变化很小，实际温度与编制图表时的温度值偏差不大时，可以不必考虑密度不同时的修正。
但在蒸汽管网和余压凝结水管网中，流体在管中流动，沿程密度变化很大，需按上述公式进行不同密度的修正计算。
2.局部压力损失的计算
在热水管网水力计算中，对于管网的局部阻力，经常采用当量长度法进行计算，即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失。
当量长度可用下式计算：。