热水采暖系统水压图的画法、使用方法等
热水网路水压图与定压方式
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任务二 热水网路水压图
• 一、水压图的组成及作用
• 热水网路的水压图是反映热水网路上各点压力分布的几何图形，它由 三部分组成：
• （１）热水管网的平面布置简图（可用单线展开图表示），位于水压 图的下部。
• （２）热水管网沿线地形纵剖面图和用户系统高度，位于水压图的中 部。
• （３）热水管网水压曲线（包括干线与支线），位于水压图的上部。
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任务二 热水网路水压图
• 但用户所需资用压头为５ｍＨ２Ｏ，则要求供水测压管水头为３ ６．４３＋５＝４１．４２（ｍ）。剩余压头为５９．９７－４ １．４３＝１８．５４（ｍ），应在供水管上设调压板或调节阀，消 除剩余压头，如图１０-４（ａ）所示。
• 用户：该用户也是高温热水采暖系统。静压线高度可保证系统最高点 不汽化或不超压，但该用户所处地势低，入口处回水管的压力为３９ ．３－（－４）＝４３．３（ｍＨ２Ｏ），即４３３ｋＰａ，已超过 一般铸铁散热器的工作压力（４００ｋＰａ），故不能采用简单的直 接连接方式。
任务二 热水网路水压图
• ｋＰａ（３ ８ｍ置混合水泵的热力站，网路供水、回水管的预留资用压差值 ，应等于热力站后二级网路及用户系统的设计压力损失值之和。
• 三、利用水压图分析用户与管网的连接方式
• 用户：该用户为规模较大的高温热水采暖系统。根据水压图可知，静 压线高度可以保证用户不汽化也不超压，而且入口处回水管的测压管 水头也不超压。入口处供水、回水管的压差为５９．９７－３６．４ ３＝２３．５４（ｍＨ２Ｏ），可采用简单的直接连接。
• 绘制水压图是以流体力学中的恒定流实际液体总流的能量方程——— 伯努力方程为理论基础的。如图１０-１所示，当流体流过某一管段 时，根据伯努力方程可以列出１—１断面和２—２断面之间的能量方 程：
第11讲水压图讲解
• 2、网路循环水泵扬程的确定。循环水泵 的压头应不小于设计流量条件下热源、 热网和最不利用户环路即主干线上的压 力损失之和。扬程按下式计算：
• H (1.1 ~ 1.2)( H r H wg H wh H y )
• 式中 H — 循环水泵的扬程，mH2O；
• Hr — 网路循环水通过热源内部的压力损失，
•
系统定压方式
• 膨胀水箱定压 • 补水泵定压 • 气体定压 • 蒸汽定压 • 补水泵变频调速定压
• （三）选定主干线回水管的动水压曲线 位置。
•。
• （四）选定主干线供水管的动水压曲线 位置。
• 静水压线、回水管动水压线和供水管动 水压线组成了主干线的水压图。
• （五）支干线、支线的动水压曲线。
• 例题2-4
• 例题2－5
循环水泵的选择
• 1、循环水泵的流量按下式计算： • G (1.1 ~ 1.2)G' t/h • 式中 G —循环水泵的流量，t/h； • G’ —热网最大设计流量，t/h。
现倒空。
• 例如，某供暖系统供回水温度为100/70℃，最 高建筑物为六层，散热器承压能力为40米水柱， 设锅炉房的地面标高为0米，最高建筑物地面 标高为4米，最低建筑物地面标高为2米，求静 水压位置。
• 保证最高点用户系统不倒空所需的压头不低于： 4＋6×2.7+3=23.2m；
• 保证最低点用户系统散热器不超压所需压头不 高于最大允许压力：40+2=42m。所以静水压 线在23.2m～42m 之间合适，因此取静水压线 高度为24m。
mH2O；
• Hwg— 网路主干线供水管的压力损失，mH2O；
• Hwh— 网路主干线回水管的压力损失，mH2O；
热水网路水压图与定压方式
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任务二 热水网路水压图
• 一、水压图的组成及作用
• 热水网路的水压图是反映热水网路上各点压力分布的几何图形，它由 三部分组成：
• （１）热水管网的平面布置简图（可用单线展开图表示），位于水压 图的下部。
• （２）热水管网沿线地形纵剖面图和用户系统高度，位于水压图的中 部。
• （３）热水管网水压曲线（包括干线与支线），位于水压图的上部。
任务二 热水网路水压图
• ｋＰａ（３ ８ｍＨ２Ｏ）。
~８０
• （６）设置混合水泵的热力站，网路供水、回水管的预留资用压差值 ，应等于热力站后二级网路及用户系统的设计压力损失值之和。
• 三、利用水压图分析用户与管网的连接方式
• 用户：该用户为规模较大的高温热水采暖系统。根据水压图可知，静 压线高度可以保证用户不汽化也不超压，而且入口处回水管的测压管 水头也不超压。入口处供水、回水管的压差为５９．９７－３６．４ ３＝２３．５４（ｍＨ２Ｏ），可采用简单的直接连接。
• （４）室外管网任何一点的压力都至少比大气压力高出５ｍＨ２Ｏ， 以免吸入空气。
• （５）在用户的引入口处，供水、回水管之间应有足够的作用压差。 各用户引入口的资用压差取决于用户与外网的连接方式，应在水力计 算的基础上确定各用户所需的资Biblioteka 压力。上一页 下一页 返回
任务二 热水网路水压图
• 用户引入口的资用压差与连接方式有关，以下数值可供选用参考： • （１）与网路直接连接的供暖系统，为１０ ~２０ｋＰａ（１ ２ｍＨ
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任务一 水压图基本概念
•或
• 上式就是绘制水压图的理论基础。式中H＝Z＋p／ρg称为断面测压 管水头，各测压管水头所构成的线称为测压管水头线，也称水压曲线 ，如图１０-１所示，AB则称总水头线。H１ 为断面１的测压管水头 ，H２ 为断面２的测压管水头，水头损失为两者之差：
热水网路水压图及水力工况(实验指导)
热水网路水压图及水力工况
一、实验目的
1、掌握水压图的绘制方法
2、通过绘制各水力工况下的热水网路水压图明确系统运行工况的变化在水压图上的
反应，进而明确水压图对热网设计及运行的重要意义。
二、水压图绘制说明
三、实验装置
实验装置如下图：
水压图实验装置示意图
采用了该管网的五用户之路。
四、实验步骤
本装置可作多种水力工况的实验，按照具体试验情况自行设置管路调节步骤。
五、实验数据记录
（见附表）
六、绘图及讨论
1.根据实测数据绘制各种情况下的水压图，并讨论引起水压图变化的原因。
2.分析讨论管网系统的稳定性与可调节性。
附表：
实验步骤及原始数据记录。
水压图
供 热 工 程
第二十四讲 热水网路的水压图
2 水压图的绘制的步骤和方法
供 热 工 程
① 定坐标，定基准面 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。
第二十四讲 热水网路的水压图
②定静水压线位置
供 热 工 程
静水压曲线是网路循环水泵停止工作时， 网路上各点的测压管水头的连接线。它是一 条水平的直线。 其高度必须满足不到空不 汽化不超压的要求。
用水头高度的形式表示 ：
供 热 工 程
p1 p2 Z1 Z2 H1 2 g 2 g g 2g
2 1 2 2
mH2O
测压管水头
将管路各节点的测压管水头高度顺次连接 起来的曲线，称为热水管路的水压曲线。
P1 2 ——水流经管段l—2的压力损失，Pa；
H12
p1 p2 g Z 1 g Z 2 H 1 2
第二十四讲 热水网路的水压图
③ 利用水压曲线，确定管段的单位管长平均 压降、比压降 。 供 根据水压曲线的坡度，可以确定管段 热 的单位管长的平均压降的大小。
工 ④ 程
——水流经管段l—2的压头损失， mH2O。
第二十四讲 热水网路的水压图
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 供 压力（压头）值。 管道中任意点的压头就等于该点测压管水 热 头高度和该点所处的位置高度之间的高差， 工 也就是该点的测压管水柱高度。 程 ② 利用水压曲线，可表示出各管段的压力损失 值。
第二十四讲 热水网路的水压图
③定动水压线位置
供 热 工 程
在网路循环水泵运转时，网路管路各点 的测压管水头的连接线，称为回水管动水压 曲线。 如已知热水网路水力计算结果，则可按 各管段的实际压力损失，确定回水管动水压 线。
水压图和供热调节
B供热系统运行调节
（1）
：只改变网路供水温度，网路循环水量不变（ G =1）。
特点：管理简单，操作方便；网路水力工况稳定；但电耗大 。
网路供回水温度计算方法：
g tg tn t
sQ
1/
1b
0.5tj Q
h
th
tn
ts
1/
Q
1b
0.5tj Q
55
52
51 45
44
38 32
39
32
25
28
31
22
20
10 0
5
10 7
10
Zo=22
0
O
F
D
E
B
－C 6
A
C
F
O
E
B
A
D
11
水压图的初步应用（1）
判断用户系统的压力状况
• 运行时 • B用户入口处压力值： 52－7＝45 • B用户入口处压力值： 31－7＝24 • B用户底层散热器内压力： 31-7=24 • B用户顶层散热器内压力： 31-32＝-1 • C用户底层散热器内压力： 38-(-6)=44 • 水泵扬程： 68-22＝46 • F处供水压力： 58-0＝58 • F处回水压力： 25-0＝25
补偿调节法：通过合作阀（分支调节阀）再调节来保持基准用户水力失调度维持在某 一数值的调节方法。原理与比例调节法相同。
回水温度调节法：当管网用户没有安装平衡阀或调节阀两端的压力表不全，甚至管网 入口只有普通阀门时，采用该方法。原理是当供热系统在稳定状态时如不考虑沿程损失则 管网热媒供给室内散热设备的热量等于用户的热负荷。方法是记录各用户回水温度并和总 回水温度做比较：温度高的越多，阀门关的越小，反复比较进行调节。该方法最简单，但 也最耗时。
热水网路水压图与定压方式
• 该方式补水装置简单，压力调节方便，水力工况稳定。但突然停电， 补给水泵停止运行时，不能保证系统所需压力，由于供水压力降低而 可能产生汽化现象。
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任务二 热水网路水压图
• 有一种比较简便的方法，只要在用户引入口的回水管上安装阀前压力 调节器或压力保持器等设备，就能保证用户系统充满水，并不会倒空。 用户：该用户为低温水采暖系统，阻力为１．５ｍＨ２Ｏ。管网提供 的资用压头为１２ｍＨ２Ｏ，可采用混水器的直接连接，如图１０４（ｄ）所示。混水器出口测压管水头为：４２．２＋１．５＝４ ３．７（ｍ）。混水器本身的消耗降压为５４．２－４３．７＝１ ０．５（ｍ）。
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任务三 热水网路定压和水泵选择
• 为避免锅炉和供热管网内的高温水汽化，停电时应立即关闭阀门３， 使热源与网路断开，上水在自身压力的作用下，将止回阀８、１３顶 开向系统内充水，同时，还应打开集气罐上的放气阀排气。考虑到突 然停电时可能产生水击现象，在循环水泵吸入管路和压水管路之间可 连接一根带止回阀的旁通管作为泄压管。
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任务一 水压图基本概念
•或
• 上式就是绘制水压图的理论基础。式中H＝Z＋p／ρg称为断面测压 管水头，各测压管水头所构成的线称为测压管水头线，也称水压曲线 ，如图１０-１所示，AB则称总水头线。H１ 为断面１的测压管水头 ，H２ 为断面２的测压管水头，水头损失为两者之差：
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• 补给水泵连续补水定压方式适用于大型供热系统，且补水量波动不大 的情况。
• （２）补给水泵的间歇补水定压。图１０-７为补给水泵间歇补水定 压方式的示意图，补给水泵的启动和停止运行，是由电接点式压力表 表盘上的触点开关控制的。
第11讲水压图
补给水泵的选择
• 补给水泵的流量
• 补给水泵的流量，主要取决于整个系统的渗漏 水量。漏税量取1％。闭式系统一般取漏水量 的4倍计算，即总循环水量的4%。对开式热水 供热系统，应根据热水供应最大设计流量和系 统正常漏水量之和确定，即流量不宜小于生活 热水最大设计流量和供热系统泄漏量之和。
补给水泵的扬程
静水压曲线
• 应满足的条件 • 1）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。 • 2）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。 • 3）与热力网直接连接的用户系统内，不会出 现倒空。
• 例如，某供暖系统供回水温度为100/70℃，最 高建筑物为六层，散热器承压能力为40米水柱， 设锅炉房的地面标高为0米，最高建筑物地面 标高为4米，最低建筑物地面标高为2米，求静 水压位置。 • 保证最高点用户系统不倒空所需的压头不低于： 4＋6×2.7+3=23.2m； • 保证最低点用户系统散热器不超压所需压头不 高于最大允许压力：40+2=42m。所以静水压 线在23.2m～42m 之间合适，因此取静水压线 高度为24m。
绘制热网水压图的方法
• （一）选取基准面和坐标。 • 一般以网路循环水泵的中心线的高度为 基准面，沿基准面取为横坐标x轴，按一 定的比例尺作出距离的刻度。纵坐标y取 与基准面的垂直线，按一定的比例尺作 出标高的刻度。
• （二）选定静水压曲线的位置。 • 静水压线最高位置应等于最低用户地面 标高加上散热器工作压力；静水压线最 低位置应等于最高用户室内系统最高的 标高加上供水温度下的饱和压力、再加 上30～50kPa的富裕压力。
'
• 2、网路循环水泵扬程的确定。循环水泵 的压头应不小于设计流量条件下热源、 热网和最不利用户环路即主干线上的压 力损失之和。扬程按下式计算： •
第二十四讲 热水网路的水压图-本讲主要内容
——水流经管段l—2的压头损失， mH2O。
第二十四讲 热水网路的水压图
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 供 压力（压头）值。 管道中任意点的压头就等于该点测压管水 热 头高度和该点所处的位置高度之间的高差， 工 也就是该点的测压管水柱高度。 程 ② 利用水压曲线，可表示出各管段的压力损失 值。
具体绘制举例
供 热 工 程
用水头高度的形式表示 ：
供 热 工 程
p1 p2 Z1 Z2 H1 2 g 2 g g 2g
2 1 2 2
mH2O
测压管水头
将管路各节点的测压管水头高度顺次连接 起来的曲线，称为热水管路的水压曲线。
P1 2 ——水流经管段l—2的压力损失，Pa；
H12
第二十四讲 热水网路的水压图
本讲主要内容
供 热 工 程
水压的基本概念 水压图的绘制
第二十四讲 热水网路的水压图
一 水压图的基本概念
供 热 工 程
水力计算只能确定热水管道中各管段的 压力损失（压差）值，不能确定热水管道上 各点的压力（压差）值。而绘制的水压图， 可以清楚地表示出热水管路中各点的压力。
第二十四讲 热水网路的水压图
1 水压图的绘制的基本技术要求
供 热 工 程
① 不超压
与热水网路直接连接的用户系统，网路的压 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。
第二十四讲 热水网路的水压图
②不汽化 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。不同水温下的汽化 压力见表10-1. 从运行安全角度考虑，还应留有30~50KPa 的富裕压力。
第二十四讲 热水网路的水压图
09《供热工程》第九课 热水网路水压图
室内热水供暖的水压图
当系统未运行或系统循环水
泵停止工作时，由于系统中
各点的能量值相等，所以整
个系统的水压曲线呈一条水
平线。各点的测压管水头都 相等，其值为Hjo。但是系统 中各点的压力值不一定相等， 系统中A、B、C、D、E和O 点的压 头分别为 HjA、 HjB、 HjC 、 HjD 、 HjE 和 Hjo （ mH2O ） 。 当 系统 停 止 工 作时的水压曲线，称为静水 压曲线。
供热工程
第九 章 第三节
第三节 水压图的基本概念
供热工程
第九 章 第三节
伯努利方程：
P1 Z1 g
v12
2
P2
Z2g
v22
2
P12
P1
g
Z1
v12 2g
P2
g
Z2
v22 2g
H12
1.利用水压曲线可以确定管道中任何一点的压 力（压头）值。 2.可以表示处各管段的压力损失值。 3.根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位 管长的平均压降的大小。 4.只要已知或者固定管路上任意一点的压力则 管路中其他各点的压力也就已知或者固定了。
供热工程
第九 章 第四 节
一、热水网路压力状况的基本技术要求
(4)提供给用户足够的资用压力。在热水 网路的热力站或用户引入口处，供、回水 干管之间必须有足够的资用压差，满足热 力站或用户系统克服内部阻力所需的作用 压头，以保证用户系统流量。 (5)热水网路回水管内任何一点的压力， 都应比大气压力至少高出50kPa，以免吸 入空气。
供热工程
第九 章 第三节
室内热水供暖的水压图
水压图的作用及画法
水压图在液体管网设计中的重要作用在液体管网系统中连接着许多用户。
这些用户对流体的流量，压力及温度（如热水管网）的要求，可能各有不同，且所处的地势高低不一。
在管网的设计阶段必须对整个管网的压力状况有个整体的考虑。
因此，通过绘制流体网络的压力分布图（水压图），用以全面地反映管网和各用户的压力状况，并确定使它实现的技术措施。
在运行中，通过网路的水压图，可以全面了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，从而揭示关键性的影响因素和采取必要的技术措施，保证安全运行。
此外，各个用户与管网的连接方式以及整个管网系统的自控调节装置，都要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，即需要通过对水压图的分析作为决策依据。
综上所述，水压图是流体管网设计和运行工况分析的重要工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。
在各种流体管网中，热水网路由于温度较高而对压力分布要求相对较为复杂，所以下面以热水管网为例，介绍其水压图绘制及其水压分析的方法。
1．热水网路压力状况的基本技术要求热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热水的压力必须满足下列基本技术要求。
（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。
如供暖用户系统一般常用的柱形铸铁散热器，其承压能力为4×105Pa。
因此，作用在该用户系统最底层散热器的表压力，无论在网路运行或停止运行时都不得超过4bar。
常用换热器与散热器的工作压力见表7-1-1。
常用换热器与散热器的工作压力表7-1-1（2）在高温水网路和用户系统内，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。
不同水温下的汽化压力见表7-1-2。
高温水汽化压力（表压）表7-1-2 水温（℃）100110120130140150汽化压力（MH2O）0 4.610.317.626.932.6从运行安全角度考虑，还应留有30~50kPa（3~5mH2O）的富裕压力。
供热热网的水压图及水力、热力调节15
二、水压图——绘制
静水压线的基本要求
(1).不超压 在直接连接的用户系统内，压力不应超过 用热设备及其管道构件的承压能力。如供暖用户系统一 般常用的柱形铸铁散热器，其承压能力为4bar ，因此 ，作用在该用户系统最底层散热器的表压力，无论在网 路运行或停止运行时都不得超过4bar 。 (2).不汽化 在高温水网路和用户系统内，水温超过 100℃的地方，热媒压力不低于该水温下的汽化压力。
动水压曲线的位置
由于假设定压点位置设在网路循环水泵 的吸入端，回水管动水压线全部高出静水压 线j-j，所以供水管内热水不会出现汽化现象。 网路供、回水管之间的资用压差，在网路末 端最小，因此，只要选定网路末端用户入口 或热力站处所要求的作用压头，就可确定网 路供水主干线末端的动水压线的水位高度。 根据供水干管的平均比压降或根据热网供水 干管的水力计算结果，可绘出供水主干管的 动水压曲线。 供热工程 第九 章 第四 节
静水压线高度保持的措施——定压，高位 膨胀水箱即是一种定压方式，其他方式还 有补水泵变频定压等
静水压线
G’’ Bo G’
Zo
A B
0
O
0
22
二、水压图——绘制
5.确定回水管动压线 原则：压力最低位置不吸气、不倒空；压力最高位置不超 压。 满足上述原则时取最低的。 具体的绘制方法：从定压点开始，按各回水管段计算阻力 损失绘制。 6.确定供水管动压线 原则：压力最低位置不汽化、保证循环资用压差； 具体的绘制方法：确定最远用户的资用压力后，按各供水 管段计算阻力损失绘制。
动水压曲线的位置
假设末端用户4资用压差为10H2O，供 水干管动水压曲线在末端C点的标高为 35+10=45m，供水干管总压力损失与回水干 管相等，即10mH2O，在热源出口处D点， 供水管动水压曲线的标高为45+12=57m。
水压图的作用及画法
水压图在液体管网设计中的重要作用在液体管网系统中连接着许多用户。
这些用户对流体的流量，压力及温度（如热水管网）的要求，可能各有不同，且所处的地势高低不一。
在管网的设计阶段必须对整个管网的压力状况有个整体的考虑。
因此，通过绘制流体网络的压力分布图（水压图），用以全面地反映管网和各用户的压力状况，并确定使它实现的技术措施。
在运行中，通过网路的水压图，可以全面了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，从而揭示关键性的影响因素和采取必要的技术措施，保证安全运行。
此外，各个用户与管网的连接方式以及整个管网系统的自控调节装置，都要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，即需要通过对水压图的分析作为决策依据。
综上所述，水压图是流体管网设计和运行工况分析的重要工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。
在各种流体管网中，热水网路由于温度较高而对压力分布要求相对较为复杂，所以下面以热水管网为例，介绍其水压图绘制及其水压分析的方法。
1．热水网路压力状况的基本技术要求热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热水的压力必须满足下列基本技术要求。
（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。
如供暖用户系统一般常用的柱形铸铁散热器，其承压能力为4×105Pa。
因此，作用在该用户系统最底层散热器的表压力，无论在网路运行或停止运行时都不得超过4bar。
常用换热器与散热器的工作压力见表7-1-1。
常用换热器与散热器的工作压力表7-1-1（2）在高温水网路和用户系统内，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。
不同水温下的汽化压力见表7-1-2。
高温水汽化压力（表压）表7-1-2从运行安全角度考虑，还应留有30~50kPa（3~5mH2O）的富裕压力。
（3）与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。
第四节 热水网络水压图
K sh Rsh Kb
0.25
(式9-5)
Rb mRb
b
Kb——按附录9-1查出的比摩阻和规定的K 值（表 式中Rb 、 Kb =0.5mm），； 中
一、沿程压力损失的计算
K sh ——水力计算时采用的实际当量绝对粗糙度，mm；
Rsh ——相应情况下的实际比摩阻，Pa/m； m ——修正系数，其值见表9-1。
热水网路水力计算的方法及步骤
5．根据管段的折算长度以及由表查到的比摩 阻，计算主干线各管段的总压降。 6．主干线水力计算完成后，便可进行热水网 路支干线、支线等水力计算。应按支干线、支 线的作用压力确定管径，水流速不应大于 3.5m/s,且R不应大于300Pa/m。
热水网路水力计算的例题
2
2
式中 △P —— 热水管网的局部压力损失，Pa； j ——管段中总的局部阻力系数。
二、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： 1.25
d d Ld 9.1 0.25 K
d 0.387
K
0.0476
G
0.381
(式9-3)
R
0.5
0.19
R G 12.06
d
2.625
K 0.125
(式9-4)
一、沿程压力损失的计算
在设计工作中，为了简化繁琐的计算，将式(9-2)~ (9-4)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。
水压图的作用及画法
水压图在液体管网设计中的重要作用在液体管网系统中连接着许多用户。
这些用户对流体的流量，压力及温度（如热水管网）的要求，可能各有不同，且所处的地势高低不一。
在管网的设计阶段必须对整个管网的压力状况有个整体的考虑。
因此，通过绘制流体网络的压力分布图（水压图），用以全面地反映管网和各用户的压力状况，并确定使它实现的技术措施。
在运行中，通过网路的水压图，可以全面了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，从而揭示关键性的影响因素和采取必要的技术措施，保证安全运行。
此外，各个用户与管网的连接方式以及整个管网系统的自控调节装置，都要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，即需要通过对水压图的分析作为决策依据。
综上所述，水压图是流体管网设计和运行工况分析的重要工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。
在各种流体管网中，热水网路由于温度较高而对压力分布要求相对较为复杂，所以下面以热水管网为例，介绍其水压图绘制及其水压分析的方法。
1．热水网路压力状况的基本技术要求热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热水的压力必须满足下列基本技术要求。
（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。
如供暖用户系统一般常用的柱形铸铁散热器，其承压能力为4×105Pa。
因此，作用在该用户系统最底层散热器的表压力，无论在网路运行或停止运行时都不得超过4bar。
常用换热器与散热器的工作压力见表7-1-1。
常用换热器与散热器的工作压力表7-1-1（2）在高温水网路和用户系统内，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。
不同水温下的汽化压力见表7-1-2。
高温水汽化压力（表压）表7-1-2从运行安全角度考虑，还应留有30~50kPa（3~5mH2O）的富裕压力。
（3）与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。
供热工程第九章热水网络的水力计算和水压图
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。
根据《热网规范》，在一般的情况下，热水网 路主干线的设计平均比摩阻，可取40一 80Pa/m进行计算。对于采用间接连接的热水 网路系统，根据北欧国家的设计与运行经验， 采用主干线的平均比摩阻值比上述规定的值 高，有达到l00Pa／m的。
（5）从动水压线上可以清楚地知道各管段的 压力损失和水泵的扬程。可以清楚地知道 系统工作对各点的压力大小。
如将膨胀水箱连接在热水供暖系统的供
水干管上，此时，整个系统各点的压力都 降低了。同时，如供暖系统的水平供水干 管过长，阻力损失较大，则有可能在干管 上出现负压（如图9-5），供水干管的压力 低于大气压力，就会吸入空气或发生水的 汽化，影响系统的正常运行，所以在机械 循环热水供暖系统中，膨胀水箱的膨胀管 应连接在循环水泵吸入口侧的回水干管上。
（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。
3．报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R值，利用附录9-1确定主 干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。
4．根据选用的标准管径和管段中局部阻力的 形式查附录9-2, 确定各管段局部阻力的当量 长度总和，以及管段的折算长度 。
供热管网水压图实验
供热管网水压图实验一、实验目的1、了解在热网运行中，随着各种工况的变化，管路各点以及用户的压力变化情况及水压图显示。
2、了解在热网运行中，各用户的流量调节对系统总压力及其它用户的影响。
二、实验装置供热管网水压图实验台示意图如图1所示。
图1的下部代表管网，由Φ20黄铜管件及阀门组成，平放在实验平台上，各管段的阻力由阀门调节，水由稳压箱送入管网，沿供水管A1一H1及回水管H2一A2流入水箱，稳压箱由循环水泵供水，过量水溢流至水箱，供水管之间有7个用户。
编号15—21，上部设置一排14根测量各点压力的有机玻璃管，顶部与大气相通，各管长约 1.0m，每对有机玻璃管之间装有标尺，以便读出压力值，排管固定在塑面版上，垂直安装。
有机玻璃管分别与各测点三通出口连接，例如用户21的进口压力由H1代表，热网起点压力A1由稳压水箱固定为10.0×103Pa，终点压力A2固定为0，稳压水箱挂在塑面板上方。
图1 实验装置示意图图1 实验装置示意图本装置可作多种水力工况的实验，现用三种最基本的工况以验证教学内容。
三、实验方法启动水泵，打开水管阀门，引水入水箱，并使水流入系统，排除系统中空气，保持水箱内水位稳定。
(一) 正常运行状况时的水压图调节各管段的阻力，使各测点之间有一定压差，并使水压图接近图2所示的正常水压图形。
情况稳定后，记录各点的压力。
(二) 关小供水管中阀门3时的水压图将阀门3稍许关小一些，这时热网水流速降低，单位长度的压力降减少，因此供水管水压线和回水管水压线都比正常情况时平坦些，在阀3处压力突然降低。
阀3以前的用户、由于压头增加，流量都有所增加，接近阀4的用户增加越多，阀4以后各用户流量则越少，减少的比例相同，即所谓等比失调，记录各点压力，并绘制正常情况与新情况下的水压图，进行对比，并计算各用户的水量变化程度。
图2 热网三种基本工况的水压图(三)关闭用户17时的水压图把阀3恢复原状，各点压力一般不会绝对恢复到原来的读数，为了节省时间，不必强求符合，可重新记录各点压力作为新的正常水压图，关闭阀17，记录新水压图的各点压力。
第三章1-水压图
保证设备内不倒空 检查条件：顶层设备内的压力>5m 检查条件：顶层设备内的压力 保证设备内不汽化 供水温度<100℃，不倒空即不汽化 供水温度 ℃ 供水温度>100 ℃，保证顶层设备内的压 供水温度 力大于相应水温的饱和温度， 力大于相应水温的饱和温度，即 P/ρg= Pb/ρg+2~5m， Pb饱和压力 ρ ρ ，
2
二、热网水力计算
设计原理 • 等温降法、当量长度法 等温降法、 • 知热负荷：采暖、通风、生活、工业 知热负荷：采暖、通风、生活、 设计步骤 • 布置热网走向，划出平面走向图 布置热网走向， • 计算流量：G=Q*S/(tg-th)/Cp 计算流量：
S：漏损系数，1.05 ：漏损系数， • 确定主干线比摩阻、管径： 确定主干线比摩阻、管径： R=30~80Pa/m
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(1)若欲全部采用直接连接，并保证所有用户不汽化、不倒空、不超压：
由于1、2用户为低温热水采暖，仅考虑不倒空不超压；3、4用户为高温水采暖，需考虑不倒空、不超压、不汽化。
首先考虑不倒空、不汽化：若1、2用户满足不倒空，各用户的充水高度(而非楼层高度)再加3～5mH2O富裕量的静水压曲线高度分别为：
19+3=22m、36+3=39m；3、4用户既满足不倒空(3m富裕量)、不汽化(110℃汽化压力4.6m)后的高度分别为10+3+4.6=17.6m、15+3+4.6=22.6m；同时满足四个用户不倒空、不汽化要求的最低高度应取四者的最大值即为39 mH2O。
其次考虑验证不超压：若选在39 mH2O位置，对1、2、3、4用户底层散器的承压力分别为39-2=27m、39-6=33m、39-(-7)=46m、39-(-2)=41m，很明显3、4用户高度超过了散热器的承压能力40 mH2O。
若选用39m的静水压曲线高度，需 1、2用户直接连接，3、4用户间接连接，间接连接用户较多，增加了基建投资运行费用。
(2)现仅考虑2用户采用间接连接，而1、3、4用户采用直接连，并保证不汽化、不倒空和不 超压的要求：按照前面计算满足不倒空、不汽化的静水压曲线高分别为22m、17.6m、22.6m，三者最大值为22.6m，现取23m静水压曲线；前述己验证1、3、4个用户底层散热器的承 压均不超过40 mH2O。
所以选用23m的静水压曲线是合适的。
在水压图中平行于横坐标 的纵坐标为23m的静水压曲线便可以画出来。
(3)然后画主干线回水管动水压曲线，从定压点(也是循环水泵入口处)A点23m处开始画，逆着流动方向上升，B点的静水压力应为A点静水压力23m+回水干管的压力损失12m=35 m，即B点的纵坐标为35m即为最远用户4的出口，横坐标为4用户2000对应上去即可；由己知4用户的压力损失为10m，故C点纵坐标为35+10=45m即为4用户的入口处。
然后画供水管动水压曲线，C、D两点供水压力损失高差为12m，故D点纵坐标为45m+12 m=57m，该点为供水管的起点即热源的出口；然后画热源的损失，己知热源损失为12m，便可得循环水泵出口处E点的纵坐标为57m+12m=69m，所以E点与A点的纵坐标高差即为循环水泵的扬程：69-23=46m。
(4)对每个用户支线的画法，以3用户H‐I画法为例，在距离热源1400m处向上画直线与动水压线分别相交于H和H’点，H点到I点是逆着流向画，确定I点包括水平方向位移和垂
直方向位移，H到I点在水平轴x轴的距离为200m，H到I垂直方向的位移为H‐I这根支线的压力损失。
供水H’‐I’同样道理确定。
(5)水压图的利用：如供水管(回水管)的压力损失为供水管(回水管)水压线起点-终点的坐标，即供水管的压力损失为H供=y(D)‐y(C)，回水管的压力损失H回=y(B)‐y(A)，循环水泵的扬程：主干线水压图中最高点纵坐标‐静水压曲线的高度坐标即H泵= y(E)‐y(A)，网路主干线的比压降为主干线总压力损失除以主干线的长度，即[y(D)‐y(C)+ y(B)‐y(A)]/ [x(D)‐x(C)+ x(B)‐x(A)]=ΔP/Σl，网路主干线比摩阻为主干线总摩擦阻力损失除以主干线总长，即R=ΔP y /Σl=ΔP/(1+αj)Σl。
(6)系统运行过程中用户底层散器承受的压力(判断是否超压)：用户入口回水管压力=水压图
上坐标(测压管水头)-位置高度<散热器承压能力，如1用户测压管水头为35m-位置水头2m=33m<40m。
3、4用户同样方法得底层散热器的压力分别为35-(-7)=42m>40m、35-(-2)=37m<40m。
(7)用户出口回水管处压力(指水压图上坐标即测压管水头)(判断是否倒空)：大于充水高度，
如1用户运行时35m<19m，3、4用户运行时分别为35m<10m、35m<15m。
(8)用户供水管的压力：入口供水管的水压坐标-该点位置标高(判断是否汽化)大于汽化压
力。
上供式：供水管坐标-顶层标高；下供式：供水管坐标-底层标高；如1用户
40m-19m=21m>4.6m，3、4用户分别为45-10=35、45-15=30>4.6mH2O
(9)用户的资用压力:用户入口供水管坐标-用户入口回水管坐标
如1用户资用压力为:40m-35m=5m
(10)压力工况不匹配时的处理方法
①超压：供水管节流，保证回水管压力不超过散热器允许压力，这样导致用户作用压头
不足，再在回水管上设加压泵。
如3用户底层标高-7m，散热器承压35-(-7)=42m，超压。
措施：供水管节流，回水管设加压泵。
②倒空：供水管上装止回阀，回水管上加阀前压力调节阀。
运行时用户回水管压力大于
用户充水高度；停止运行时，调节阀自动关闭，与止回阀一起将用户与外网隔开。
③汽化：采用下供式系统。