05-8热水管网的水力计算解析
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
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。
给排水管网水力计算方法
给排水管网水力计算方法在给排水工程中，水力计算是非常重要的环节，特别是在设计给排水管网时。
给排水管网的水力计算涉及到流量、压力、速度等多个参数，需要综合考虑。
本文将介绍给排水管网水力计算的方法和步骤。
1. 给排水管网的定义给排水管网是建筑物内或城市管道系统中，传输水、废水的管道和相关附件的总称。
它由供水管网和排水管网组成。
供水管网主要是将清水输送给用户，而排水管网则主要负责排出污水和废水。
2. 给排水管网水力计算的目的在给排水管网水力计算中，主要是要计算出管道内的流量、速度和压力等参数。
这些参数可以帮助我们评估管道的输送能力，确定合适的管道规格和数量，保证给排水系统的正常运行。
3. 给排水管网水力计算的方法给排水管网水力计算一般采用以下两种方法：3.1 简化方法简化方法是指在管道的水力计算中，忽略管道的一些细节，按照一定的模型进行简化。
这种方法适用于一些简单的给排水管网，如单管计算、梯级计算等。
3.2 完整计算方法完整计算方法是指在管道的水力计算中，考虑管道的各种细节因素，包括流体的黏度、管道的弯头、三通、泵站等，以及管道长度、直径等因素。
这种方法适用于复杂的给排水管网，如城市供水、排水系统等。
4. 给排水管网水力计算步骤在进行给排水管网水力计算时，需要遵循以下步骤：4.1 确定管道参数管道参数包括管道长度、直径、材质、壁厚等。
这些参数将影响到管道的流量和阻力。
因此，在进行水力计算之前，需要准确地确定这些参数。
4.2 计算流量流量是指单位时间内通过管道横截面的液体体积。
在给排水管网水力计算中，通常是根据需求流量来计算，因此需要首先确定需求流量。
在确定需求流量后，可以根据流量公式计算出流量大小。
4.3 确定管道阻力管道阻力是指管道内液体流动时，流体与管道壁之间产生的阻力。
在给排水管网水力计算中，需要根据管道直径、材质和流量等参数来计算管道的阻力。
4.4 计算管道压力管道压力是指管道中液体的压强大小。
某住宅小区供暖热水管网水力平衡计算与分析
- 110 -工 程 技 术0 引言供热工程在调试、运行过程中，室温经常无法符合设计要求，即热源近端用户室内温度过高，而远端用户则出现室内温度不达标的情况。
其主要原因往往是水系统各并联环路之间出现严重水力失衡的情况，导致末端换热设备的供热量大幅偏离设计条件，进而影响室温调节。
为保证末端用户的供热效果，后期运维人员常采取提高二次热水温度，或提升水泵扬程的方法。
上述做法虽能解决用户供热需求，却同时带来热源效率降低、热媒输配功耗增加等一系列问题。
笔者在参与住宅供暖项目设计时发现，小区二次供热管网设计一般都滞后于单体供暖施工图，且由不同设计人员来完成，设计人员往往会忽视各并联水环路的资用压头，仅按最大允许流速、经济比摩阻直接确定管径，确定单体热力入口处平衡阀规格时，要直接按接管管径选型。
大量工程案例表明，按上述错误的设计做法，仅依靠后期调试很难实现水力平衡，无法使每个房间的实际散热量与设计供热量相匹配。
因此，笔者以某住宅小区供暖工程为例，浅谈设计过程中热水管网水力平衡的计算与设计。
1 相关规范条文文献[1]第5.9.11条：“室内热水供暖系统的设计应进行水力平衡计算，并应采取措施使设计工况时各并联环路之间（不含共用段）的压力损失相对差额不大于15%。
”当双管系统并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%时，最大流量偏差可控制在8%左右，平均水温及散热量偏差可控制在2%左右[3]，可保证供暖系统的运行效果。
文献[2]第5.3.6条：设计室内热水供暖系统时，应计算水力平衡，并采取控制措施，使设计工况下各并联环路之间（不含公共段）的压力损失差额不大于15％；在计算水力平衡时，要计算水冷却产生的附加压力，其值可取设计供、回水温度条件下附加压力值的2/3。
2 计算公式及原理热水供暖系统中计算管段的压力损失计算如下[4]。
'''P P P d l y iO UX ]UX 2222（1）式中：∆P —计算管段的压力损失，Pa ；∆P y —计算管段的沿程损失，Pa ；∆P i —计算管段的局部损失，Pa ；λ—管段的摩擦阻力系数；d —管段内径，m ；l —管段长度，m ；ρ—热水的密度，kg/m 3；υ—热水流速，m/s ；ζ—局部阻力系数，常用管道配件可参考文献[3]。
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。
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.
第6页/共53页
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.
第3页/共53页
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.
第4页/共53页
_ 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
第23页/共53页
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。
热水热力管网的水力计算
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。
热水网路的水力计算和水压图基本介绍
供热工程
第九 章 第三节
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。
每米长的沿程损失、管径和水流量的关系
R6.25102 Gt2 d3
热水网路水流速度大于 0.5m/s，流动状态处于阻力 平方区，有：
0.11
d k
0.25
代入上式可得：R6.88103K0.25
Gt2
d5.25
d
0.387
K G 0.0478 0.331 t R 0.19
R d 0.5 2.626
• HjE'——循环水泵的扬程。
供热工程
第九 章 第三节
室内热水供暖的水压图
• HA'j线代表回水干管的水压曲 线，线D'、C'、B'代表供水干 管的水压曲线。系统运行时的 水压曲线，称为动水压曲线。
• HB'A'——水流经立管BA的压 力损失；
• HD'C'B' ——水流经供水管的压 力损失；
• HE'D'——从循环水泵出口侧到 锅炉出水管段的压力损失；
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：
P 1 Z 1gv 1 2 2P 2 Z 2 gv 2 2 2 P 1 2
P 1 gZ12 v1 g 2P 2 gZ22 v2 g 2H 12
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① 循环水泵的流量： ——循环水泵的流量， L/s ； ——全日热水供应系统的总循环流量， L/s 。
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(９)选择循环水泵
②循环水泵的扬程
式中
——循环水泵的扬程，kPa ； ——循环流量通过配水计算管路的沿程和局部水头 损失， kPa ； ——循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头 损失， kPa ； ——循环流量通过水加热器的水头损失， kPa 。
(６)计算循环管路各管段通过的循环流量
式中 ——n、n+1管段所通过的循环流量， L/s ； ——n+1管段及其后各管段的热损失之和， W ； ——n 管段及其后各管段的热损失之和，W 。
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(７)复核各管段的终点水温
式中
—— 各管段终点水温，
℃；
—— 各管段起点水温， ℃ ；
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(３)计算配水管网各管段的热损失
式中
——计算管段热损失， W ； ——计算管段外径， m ； ——计算管段长度， m ； ——无保温时管道的传热系数， W/ ( m2·℃ ) ； ——保温系数，无保温时 =0， 简单保温时=0.6， 较好保温时 = 0.7~0.8 ； 点击查看 ——计算管段周围的空气温度， ℃ ， 可按管道周围的空气温度表确定。
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tz tc tf
(２)计算各管段终点水温
面积比 温降方法 式中 ——配水管网中计算管路的面积比温降，℃/m2； ——配水管网中计算管路起点和终点的水温差， 一般取 ΔT =5 ~10 ℃ ； ——计算管路配水管网的总外表面积， m2 ； ——计算管段终点以前的配水管网的总外表面积， m2 ； ——计算管段的起点水温， ℃ ； ——计算管段的终点水温， ℃ 。
——循环水泵的流量，L/h ； ——热水循环管网系统的水容积，不包括无回水管的 管段和加热设备的容积，L 。 (２)循环水泵的扬程 式中
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5.8 热水管网的水力计算
5.8.2 热水循环管网的水力计算
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(４)计算配水管网总的热损失
将各管段的热损失相加便得到配水管网总的热损失Qs， 即：
初步设计时，也可按设计小时耗热量的3 %～5 % 来估算， 其上下限可视系统的大小而定： 系统服务范围大，配水管线长，可取上限；反之，取下限。
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(１)确定回水管管径
热水循环管网中各回水管段管径，应按管中循环流量经 计算确定。 初步设计，可参照热水循环管网回水管径选用表确定。
点击查看
为保证各立管的循环效果，尽量减少干管的水头损失， 热水配水干管和回水干管均不宜变径，可按其相应的最大管 径确定。
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第5章 建筑内部热水供应系统
5.8
热水管网的水力计算
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5.8 热水管网的水力计算
5.8.1 热水配水管网的水力计算
计算目的： 根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值， 确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。 注意： (１)．热水管道设计秒流量计算步骤、方法与给水管道相同。 (２)．卫生器具热水给水额定、流量、当量、支管管径和最低工 作压力与给水管道相同。 点击查看 (３)．热水管道的流速，宜按热水管道的流速表选用。 (４)．热水管网的沿程水头损失和局部水头损失计算方法 与给水管道相同，但热水管道的计算内径dj 应考虑结垢和腐蚀引起过水断面缩小的因素。
—— 各管段的热损失，W ； —— 各管段的循环流量， L/s ； —— 水的比热，C = 4187 J / (kg•℃) ； —— 热水密度， kg/L 。
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(８)计算循环管网的总水头损失
式中
——循环管网的总水头损失，kPa ；
——循环流量通过配水计算管路的沿程和局部水头
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5.8 热水管网的水力计算
5.8.2 热水循环管网的水力计算
２．定时热水供应系统机械循环管网计算 循环水泵大都在供应热水前半小时开始运转，直到把水 加热至规定温度，循环水泵即停止工作。因定时供应热水时 用水较集中，故不考虑热水循环，循环水泵关闭。 (１)循环水泵的流量（循环水泵的出水量即为热水循环流量）
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5.8 热水管网的水力计算
5.8.2 热) (３) (４) (５) (６) (７) (８) (９)
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确定回水管管径; 计算各管段终点水温; 计算配水管网各管段的热损失; 计算配水管网总的热损失; 计算总循环流量; 计算循环管路各管段通过的循环流量; 复核各管段的终点水温 ; 计算循环管网的总水头损失 ; 选择循环水泵。
损失， kPa ； ——循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头
损失， kPa ；
——循环流量通过水加热器的水头损失， kPa。
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(８)计算循环管网的总水头损失
容积式水加热器 导流型容积式水加热器 半容积式水加热器 加热水箱
流程短，容器内被加热水的流速
一般较低（v≯0.1m/s）， 故： 水头损失很小， 在热水系统中可忽略不计。
快速式水加热器，被加热水在其中流速较大，流程也长， 水头损失应以沿程和局部水头损失之和计算，即：
后退
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(９)选择循环水泵
* * * *
式中
热水循环水泵通常安装在回水干管的末端， 热水循环水泵宜选用热水泵，
水泵壳体承受的工作压力
不得小于其所承受的静水压力加水泵扬程。 循环水泵宜设备用泵，交替运行。
(５)计算总循环流量
式中
——全日热水供应系统的总循环流量， L/s ；
——配水管网的热损失， W ；
——水的比热，C = 4187 J/ (kg•℃) ； ——配水管网中计算管路起点和终点的水温差，其取 值根据系统的大小而定； ——热水密度， kg/L 。
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