第11讲水压图讲解
静水压强分布图实例
§2-3 压强的计算基准和量度单位
一、压强的表示 1. 计算基准 绝对压强:以完全真空时的绝对零压强(p=0)为基准来计 量的压强称为绝对压强;
相对压强:
以当地大气压强为基准来计量的压强称为相对压强。 绝对压强与相对压强之间的关系可在下面导出。当 自由液面上的压强是当地大气压强pa时,则液体中任一点的 压强可写成 a
z
p0 h A Z0
Z
x
y
[例题]已知:p0=98kN/m2, h=1m, 求:该点的静水压强 解:
p p0 gh
h
p0=pa
p
pa
98kN / m2 1000kg / m3 9.8m / s 2 1m 1000 107.8kN / m2
在容器壁面上同水深处的一点所受到的压强有多大? 该点所受到的有效作用力有多大?
p p gh
p p pa
因为p可以由压强表直接测得,所以又称计示压强。
当流体的绝对压强低于当地大气压强时,就说该流体 处于真空状态。例如水泵和风机的吸入管中,凝汽器、锅炉 炉膛以及烟囱的底部等处的绝对压强都低于当地大气压强, 这些地方的计示压强都是负值,称为真空或负压强,用符号 pv表示,则
表 压强的单位及其换算表
帕 (Pa) 1 9.8 × 10 10.13 × 10 10.00 × 10 0.686 × 10
4 4
工程大气压 (kgf/cm ) 0.102 × 10 1 1.033 1.02 0.07
-4 2
标准大气压 (atm) 0.0987 × 10 0.968 1 0.987 0.068
水静力学的主要内容
§2-1 静水压强及其特性 §2-2重力作用下静水压强的分布规律 §2-3压强的计算基准和量度单位 §2-4测量压强的仪器 §2-5静水压强分布图 §2-6 作用在平面上的静水总压力 §2-7 作用在曲面上的静水总压力 §2-8液体平衡微分方程 §2-9重力和惯性力同时作用下液体的相对平衡
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:
水压与水流量的基本常识讲解34页PPT
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水压与水流量的基本常识讲解
1、战鼓一响,法律无声。——英国 2、任何法律的根本;不,不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律,也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正,其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等,但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
绘制水压图(教资学习)
绘制水压图:静水压线的高度:H=11*3+4=37mH2O;本设计回水管主干线的总压降,通过水力计算,取与供水主干线压降相等为28457.696pa即2.9mH2O。
则回水管动水压曲线的末端位置:37+2.9=39.9mH2O;本设计中用户所预留的资用压力差为5mH2O,供水管主干线末端的水位高度为:39.9+5=44.9mH2O.供回水管的压力损失相等,即 2.9mH2O.则在热源出口处,供水管动水压曲线的高度为44.9+2.9=47.8mH2O。
本设计中热源内部压力损失13mH2O。
47.8+13=60.8mH2O热负荷延续时间图:延续时间图的横坐标的左方为室外温度tw ,纵坐标为供暖热负荷Qn ,横坐标的右方为延续小时数。
任一室外温度下的供暖热负荷可按下式计算:式中,Qn ——任一室外温度对应的热负荷,kw ;Qn ’——供暖设计热负荷,kw ,Qn ’=3393.5kw ;tn ——供暖室内计算温度,℃,tn=18℃;tw ’——供暖室外计算温度,℃,tw ’=-9℃;tw ——任一室外温度,℃。
室外温度对应的供暖热负荷和延续时间(北京)见表:室外温度tw (℃) 延续小时数n (h ) 供暖热负荷Q (kw )5 3096 1633.93 2599 1885.30 1989 2262.3-2 1469 2513.7-4 934 2765.1-6 474 3016.4-8 188 3267.8-10 106 3519.2热负荷延续时间图: 5 3 0 -2 -4 -6 -8 -10 474 934 1469 1989 2599 3096106188室外温度tw ℃ 延续小时数n (h )供暖热负荷Q(kw )年耗热量供暖年耗热量按下式计算:式中,Qn ’—— 供暖设计热负荷,kw ,Qn ’=3393.5kw ;N —— 供暖期天数,d ,n=129d ;tw ’——供暖室外计算温度,℃,tw ’=-9℃;tn ——供暖室内计算温度,℃,tn=18℃;j -p t —— 供暖期室外平均温度,℃,j -p t =-1.6℃;0.0864—— 公式化简和单位换算后的数值,(0.0864=24*3600*610-); N, tw ’,j -p t 的值按《暖通规范》值确定。
水压图介绍
水压图介绍对于大多数朋友来说,不可能准备一摞厚厚的规范、图集和设计手册。
也不可能去腾出宝贵的时间去研究这堆“百年不遇”的专业知识。
即使有资料,也有时间,这种专业性很强的“术语”,也会把朋友们搞的头昏脑涨或者只能一知半解。
本专题就几个重点术语谈下自己的理解,希望对朋友们有所帮助。
前几天在网易暖通论坛,看到这样一个求助的帖子,大概是说有一个层高为3米共30层的住宅,1~15层为一个分区;16~30层为一个分区,问工作压力应该为多少。
高层住宅一般采用新双管系统。
先解释下新双管系统这个术语:如图——引入室内后,每个住户都从立管单独引出,成为一个独立的系统。
这是住宅分户计量常用的形式。
本图为一梯两户的系统图。
“工作压力”应该指名归属,也就是说。
应该说明是一层的工作压力还是15层的工作压力,或者说是系统的工作压力。
系统的工作压力应该是指整个系统的最大工作压力。
稍后和朋友们一起认识下水压图,一种用图表显示的整个系统的压力分布,这将有助于朋友们更好的理解工作压力。
朋友们可以想象,1层和15层的各自盘管承受压力一样吗?当15顶层地暖盘管内充满水时(系统不运行),整个低区系统上下连通,首层地暖盘管要承受整个立管15*3=45米的水柱的压力。
当系统运行是时候,为了避免系统压力波动,保证整个安全运行不倒吸入空气(不倒空),还要给整个系统加上3~5米的富裕压力。
以上说的是低区系统不运行的压力。
如果低区是一个独立的系统(比如通过散热器连接),此时的系统最大压力可以作为系统的静水压线所对应的静水压力。
当系统运行是时候,循环水泵要提供水在管道流动所要克服的阻力,实际系统各点所要承受的压力都在静水压线之上,这时的压力才是真正的工作压力。
根据《采暖通风与空气调节设计规范》的规定,建筑大于50米应分区,故分建筑分成了两个区。
分区的目的在于避免地层采暖设备的压力太大。
如果30层只做一个系统,如左图的形式,当顶层地暖盘管内充满水时(即使系统不运行加压),整个系统上下连通,首层地暖盘管要承受整个立管30*3=90米的水柱的压力。
压力体图的画法ppt课件
P Px2 Pz2
曲面上静水总压力的方向:
静水总压力的方向是以P与水平线的夹角表示:
tan1( Pz ) Px
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5
压力体的画法
压力体由三部分组成:
(1)受压曲面本身; (2)通过曲面周围边缘所作的铅垂面; (3)自由液面或自由液面的延长线。
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6
压力体的种类:实压力体和虚压力体。
O
的是流场中流动方向。
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26
2.迹线
(1)迹线的定义 迹线(Path Line)
是指某一质点在某一 时段内的运动轨迹线。
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27
(2) 流线的性质
a、同一时刻的不同流线,不能相交;
根据流线定义,在交点的液体质点的
流速向量应同时与这两条流线相切,即一个 L1
U2
质点不可能同时有两个速度向量。
本章难点
1、流体运动的基本概念; 2、流体运动的基本理论即“三大方程”的推导与 方程意义; 3、“三大方程”的运用计算技巧;
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19
流体静止是相对的,运动才是绝对的 流体最基本的特征是它的流动性。 流体动力学研究的主要问题是研究流速和压强在空间 的分布。其中流速导致惯性力和粘滞力。 把流体流动占据的空间称为:流场 流体力学的主要任务,就是:研究流场中的流动 研究流动存在二种方法:欧拉法和拉格朗日法
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23
§3—2 恒定流动和非恒定流动
恒定流动(Steady Flow)又称定常流动,稳定流动,
是指流场中的流体流动,空间点上各水力运动要素均
不随即时:间ut而变0化。u u (x,y,z)
p t
0
pp(x,y,z)
u u
x y
重新解读水压图
重新解读水压图作者:伦宗玲于周丰来源:《中国住宅设施》 2013年第5期伦宗玲于周丰摘要:本水压图的重要性勿须多言,它能反映出热网系统在循环水泵运行时或停止时的各点压力;既有水压图能否真正反映系统压力?本文提出几点疑义以供商榷。
同时按动、静分别给出了水压图的正确画法示意。
关键词:既有水压图,管网压力,位置水头1 问题提出既有水压图已沿用多年,在我们一次偶然的实测当中发现,水压图的本来面目并非如此。
经过认真查阅、研究水压图的相关资料,真正的水压图浮出了水面。
我们把它摆于桌面,以资业界同仁商榷。
毕竟已习惯于过去的水压图了,为能更具说服力,便于摆脱思想上的习惯束缚,本文考虑尽可能多的引用《供热工程》(第三版,高等学校推荐教材)中的原话。
2 既有水压图的描述水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损失(压差)值,但不能确定热水管道上各点的压力(压头)值。
通过绘制水压图的方法,可以清晰地表示出热水管路中各点的压力。
热水网路上连接着许多热用户,它们对供水温度和压力要求,可能各有不同,且所处的地势高低不一。
在设计阶段必须对整个网路的压力状况有个整体的考虑。
在运行中,通过网路的实际水压图,可以全面地了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况,从而揭露关键性的矛盾和采取必要的技术措施,保证安全运行。
综上所述,水压图是热水网路设计和运行的重要的工具,可以利用水压图分析系统压力状况。
3 既有水压图的画法及存在问题3.1 既有水压图的画法以《供热工程》(图9—6)水压图为例(画法步骤、要求略)水压图见图1。
3.2 存在如下问题值得研究(1)水压图以四个用户为例画出的,都不在正负零标高上;主干线是沿地表标高敷设;也就是说主干线不会是水平敷设,按城市热网设计规范也不可能水平敷设,最起码还要有坡度要求。
这就有一个问题存在:只要主干线长度同上,管道阻力损失同上,不论干线如何高低敷设,都是同一个上述水压图。
支线也是同样。
在此等情况下的不同管网水压图都一样,这可能吗?(2)即使干线长度不与图例相同,按书上水压图的画法,也同样是供水管压力沿水流方向逐渐变小;回水管也是一样;当水回到热源时压力最低。
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
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: •
静水压强与静水总压力PPT课件
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前进
y
oM
N
x
z
h dFp E dFp dFpz
F
K
L
dFpx
K
(dA)x
L
❖曲面上静水总压力的水平分力等于(dA) z
曲面在铅垂投影面上的静水总压力。
Fpx ghc Ax Pc Ax
❖曲面上静水总压力的垂直压力等于 压力体内的水体重。 FPz gV
静水总压力与水平方向的夹角:
arctan
FPz FPx
29.68
静水总压力的作用点:ZD R sin 2 sin 29.68 1m
答:略。
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F三角
分布图叠加,直接求总压力
h1
e F矩形
h2
FP
b
(h2
h1) ( gh1
2
gh2 )
b
117.6kN
方向向右
依力矩定理:
Fp
e
F三角
[h2
h1
3
h2
]
F矩形
h2 2
可解得:e=1.56m
答:略
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一垂直放置的圆形平板闸门如
O
图所示,已知闸门半径R=1m,形心 在水下的淹没深度hc=8m,试用解析
注意:
1.平衡液体的自由表面是等压面。 2.不同流体的交界面是等压面。 3.讨论等压面必须保证是同一种连续介质
连通容器
连通容器
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热水采暖系统水压图画法、使用方法详尽解释(供大学老师、学生、考研、设计等使用--太详细、太全面,牛B)
(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。
水压图的基本概念与绘制PPT(17张)
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, 也就是该点的测压管水柱高度。
2
2
p 1g1 Z2 1 p 2g2Z 2 2 p 1 2
用水头高度的形式表示 :
pg 1Z121 g 2 pg 2Z22g 2 2H 12 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。
•
9、别再去抱怨身边人善变,多懂一些道理,明白一些事理,毕竟每个人都是越活越现实。
•
10、山有封顶,还有彼岸,慢慢长途,终有回转,余味苦涩,终有回甘。
•
11、人生就像是一个马尔可夫链,你的未来取决于你当下正在做的事,而无关于过去做完的事。
•
12、女人,要么有美貌,要么有智慧,如果两者你都不占绝对优势,那你就选择善良。
•
16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限,则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人,迟早有一天它会找到你。
•
17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求,他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣,比将来实际享受的乐趣要大得多。
•
18、无论是对事还是对人,我们只需要做好自己的本分,不与过多人建立亲密的关系,也不要因为关系亲密便掏心掏肺,切莫交浅言深,应适可而止。
纵横坐标系 管道的平面展开图 地形剖面、各热用户系统的充水高度和 汽化水头线 静水压线和供回水管动水压曲线
二 水压图的绘制
水压图的绘制
水压图的绘制《地暖月刊》首发文/安建新摘要:分析大型的供暖管网,我们需要知道系统某个位置所承受的压力及其可用的咨用压力。
这便需要我们会运用水压图这个工具。
本专题就结合实例,讲讲绘制热水网路水压图的步骤和方法。
关键字:水压图正文:根据对水压图的基本要求,下面以一个连接四个供暖用户(用户散热器的承压能力为40 mH2O,即表示40米水柱)的高温水供热系统为例,阐明绘制水压图的步骤和方法。
在下图中,下部是外网管路的平面图,上部是它对应的水压图。
(1)以网路循环水泵的中心线的高度(或其他方便的高度)为基准面,在纵坐标上按一定的比例尺作出标高的刻度(如上图的O-y)。
沿基准面在横坐标上按一定的比例尺作出距离的刻度(如上图的O-x)。
按照网路上的各点和各用户从热源出口起沿管路计算的距离,在O-x轴上相应点标出网路相对于基准面的标高和房屋高度。
各点地面高度的连接线就是上图带有阴影的线,表示沿管线的纵剖面。
(2)选定静水压线的位置。
静水压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。
静水压线的高度必须满足下列的技术要求。
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承压能力。
2)热水网路及与它直接连接的供暖用户系统内,不会出现汽化或倒空。
以上图为例,设网路设计供、回水温度为110℃/70℃。
用户1、3、4楼高为17m,用户2为一高层建筑,楼高为30m。
如全部采用直接连接,并保证所有用户都不会出现汽化或倒空,静水压线的高度需要定在不低于43.6m处(用户2顶标高再加上110℃水的汽化压力4.6m和3m的安全裕度)。
由图可见,静水压线定得这样高,将使用户1、3、4底层散热器承受的压力都超过其承压能力(40mH2O)。
这样使大多数用户必须采用间接连接方式,从而增加了基建投资费用。
如在设计中希望采用直接连接方案,可以考虑除对用户2采用间接连接方式外,按保证其他用户不汽化、不倒空和不超压的技术要求,选定静水压线的高度。
水压图
和水压图
教 学 目 的 -掌握水压图的绘制方法 教 学 重 点-热水网路水压图 教 学 难 点-绘制水压图的理论基础 教 学 方 法-讲授 主要教学过程或内容
1、热水网路的水力计算 2、水压图的理论基础 3、热水网路水压图的绘制
当供热区域地形复杂、供热距离很长、或因原有热水 当供热区域地形复杂、供热距离很长、 网络扩建等原因,如只在热源处设置网络循环水泵, 网络扩建等原因,如只在热源处设置网络循环水泵, 往往难以满足网络和大多数用户压力工况的要求时。 往往难以满足网络和大多数用户压力工况的要求时。 在此情况下, 在此情况下,就需要在网络供水或回水管上设置中继 加热泵站,才能让其压力满足要求。 加热泵站,才能让其压力满足要求。
静水压曲线是网络循环水泵停止工作时,网络 静水压曲线是网络循环水泵停止工作时, 上各点的测压管水头的连接线。 上各点的测压管水头的连接线。它是一条水平 的直线。 的直线。 动压管曲线是在网络循环水泵运转时, 动压管曲线是在网络循环水泵运转时,网络上 各点的测压管水头的连接线。 各点的测压管水头的连接线。它不是一条水平 的直线。 的直线。 E1 D1 静水压曲线 1--膨胀水箱 J J 2--循环水泵 1 C B B1 动水压曲线 3--锅炉 A1 O1 3 D E2 A O O1
水力计算只能确定热水管路热水管道中各管段的压力损失,但不能确 定热水管道上各点的压力值。通过绘制水压图的方法,可以清晰地表 示出热水管道上各点地压力。流体力学中的伯努利能量方程式是绘制 水压图的基础。 设热水流过某一管段(如下页图),根据伯努利能量方程式,可列出 断面1和2之间的能量方程为: P1 + Z1 ρg+ V12 ρ/2= P2 + Z2 ρg+ V22 ρ/2+ ∆ P1-2 Pa 伯努利能量方程式也可用水头高度的形式来表示,即: P1/ ρg+ Z1+ V12/ 2g= P2 / ρg+ Z2 + V22 / 2g + ∆ H1-2 m H2O 上两式中: P1,P2——断面1、2的压力。 Z1,Z2——断面1、2的管中心线离某一基准面O-O的位置高 度,m V1,V2——断面1、2的水流平均速度,m/s。 ρ——水的密度,kg/m3 ∆ P ——水流经管段的压力损失,Pa; 1-2 ∆ H ——水流经管段的压头损失,m H O 1-2 2
水压图的绘制及应用
为 自由落体的重力 加速 度 ,为 9.81 m/s ;AP 为热 水 流经管 段 位长度的沿程阻力损失加上局部阻力损失 ,回水 管的水压 图的坡
1-_2的压 力损 失 ,Pa;AH _2为热 水流 经管 段 1—2的压力 损 失 , 度 就 有 了 ,可 以初 步 绘 制 出 回水 管 动 水 压 线 。如 果 已 知 热 水 管 网
二次管 网的水压 满足技术 要求 ,实现安全运行 。
测压管水头 的连线 ,静水压线是一条 水平直线 ,技术 要求如 下 :a.
1 水 压 图的 基本概 念
换 热站 二次 管 网所有 的用 户 系统 ,最下 面用 户散 热器及 其管 道
集 中供 热换 热站二次管网上每一点 的压力值 ,全部 要通过 设 (或管道附件 )的承压 力要大 于管 网内的静水 压力 。b.整个换 热
(v ̄/2g)的差值与管段 1_2的 AH。 相比,可以忽略不计。上式 所 有用户系统 的压 力高 5 mH:O,并保证 整个 系统 不倒空 。b.换
可 改写为 :
热站 回水 管动水 压 曲线 的最高 位置应满 足 当与热 水管路 直接连
(Pl/ps+Z1)一(P2/ps+Z2)=AHl_2。
计计算 出的水压 图来定 ,它能表示 出换热站二 次管 网中各点 的压 站 热水 网路 以及 与它直接连接的用户系统 内 ,不得 出现汽化 或倒
力 。水压 图的依 据是流体力学 中的伯努利能量方程式 。
空 。按理论选定 的静 水压线的位置 ,在我 们公 司供 热系统 中的定
Pl+zlPg+pv ̄/2=P2+z2Pg+pv ̄/2+AP1_2。
第 39卷 第 35期 2 0 1 3年 1 2月
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。
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? 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43;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。
补给水泵的扬程
? 补给水泵的扬程按下式计算:
?
H b ? H j ? ? H b ? Z b mH 2O
? 式中 Hb— 补水泵的扬程, mH2O;
? Hj— 补水点的压力,即系统静水压曲线的高
度,mH2O;
? Δ Hb— 补水系统管路的压力损失, mH2O;
? Zb— 补水箱水位与补水泵之间的高度差, m。
?
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
? 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,
第9讲 热水网路的水压图
水压图的基本概念
? 定义: ? 总水头、总水头线 ? 测压管水头、测压管水头线 ? 水压曲线、动水压曲线、静水压曲线 ? 作用: ? 可知任一点压力 ? 可知任一管段的压力损失 ? 可知任一管段的比摩阻
热水供暖系统的水压图
HjE H jD
热网水压图的基本要求
? (1)保证设备不压坏。 ? (2)保证系统不倒空。 ? (3)保证热水不汽化。 ? (4)保证热用户有足够的资用压头。 ? (5)热水网路回水管内任何一点的压力,应
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。
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; ? Hy — 主干线末端用户系统的压力损失, mH2O。
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。
? (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。
符合下列规定:不应超过直接连接用户系统的 允许压力;任一点的压力比大气压力至少高出 5 mH2O,以免吸入空气。
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。