水暖系统水力计算原理
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第十三讲 水暖系统水力计算原理
本讲主要内容
供
水力计算基本公式
热
工
当量局部阻力法和当量长度法
程
塑料管材的水力计算
水力计算的任务和方法
第十三讲 水暖系统水力计算原理
一、水力计算基本公式
供
设计热水供暖系统，为了使系统中各管段
的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器
热 的水流量符合要求，就要进行管路的水力计算。
工
当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其
与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流
程 过管道的一些附件(如阀门、弯头、三通、散热
器等)时，由于流动方向或速度的改变，产生局
部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程
损失，后者称为局部损失。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用
供 下式表示：
热
ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi
Pa
工
程
式中 ΔP——计算管段的压力损失，Pa；
ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa；
ΔPi——计算管段的局部损失，Pa；
R——每米管长的沿程损失，Pa ／m；
l——管段长度，m。
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
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
K
程
v
d
第十三讲 水暖系统水力计算原理
摩擦阻力系数值是用实验的方法确定的。
供
层流流动（Re）
热 工
当Re＜2320时，流动为层流状态。 64
Re
程
紊流过渡区流动(Re, )
过渡区的摩擦阻力系数值，可用洛巴耶夫公
式来计算，即
1.42
lgRe
d
2
K
第十三讲 水暖系统水力计算原理
过渡区的范围，大致可用下式确定：
Re1=11或 ＝11m/s
供
Re2 =445或=445m/s
热
工
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
粗糙管区（阻力平方区）( )
供 热 工
粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用尼古拉兹公
式计算:
1 1.14 2lg
d
2
K
程
对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林 松推荐的、更为简单的计算公式也可得出很接
近的数值：
0.11
K
0.25
d
第十三讲 水暖系统水力计算原理
管壁的当量绝对粗糙度K值与管子的使用情
供 况（流体对管壁腐蚀和沉积水垢等状况）和管 热 子的使用时间等因素有关。
工
对于热水供暖系统，根据运行实践积累的资
程
料，推荐采用下列数值： 对室内热水供暖系统管路 K=0.2mm
对室外热水管网
K=0.5mm
第十三讲 水暖系统水力计算原理
根据过渡区范围的判别式和推荐使用的 当量绝对粗糙度K值 ,列出下表：
供 热 工 程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
室内热水供暖系统的水流量G，通常以kg／h 表示。热媒流速与流量的关系式为：
供 热
G G
d 2
3600
900d 2
工
4
程 将上式代入达西公式可得到更方便的计算公式：
R 0.625 10 8 G 2 d5
第十三讲 水暖系统水力计算原理
在给定某一水温和流动状态下，上式 的 和 值是已知值，管路水力计算基本公式可以
供 表示为 R f d,G 的函数式。只要已知R、G、d 热 中任意两数，就可确定第三个数值。
工
附录5-1给出室内热水供暖系统的管路水
程 力计算表。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
2、局部损失
管段的局部损失，可按下式计算：
供 热
Pj
2
2
工 水流过热水供暖系统管路的附件的局部阻力系
数值 ，可查附录5-2。
程
附录5-3给出热水供暖系统局部阻力系数 1
时的局部损失值。即
Pd
2
2
，表示
1时的
局部压力损失，又叫动压头。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
3、总压损失
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
1、当量局部阻力法
当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程
供 损失转变为局部损失来计算。
热 设管段的沿程损失相当于某一局部损失Pj，则
工 程
Pj
d
2
2
d
l
2
2
计算管段的总压可写为：
p
py
pj
d
2
2
2
2
d
2
2
zh
2
2
第十三讲 水暖系统水力计算原理
若已知管段的水流量G时，该管段的总压
力损失可改写为：
供
热 p zh
2
2
9002
1 2d
4
•
2
zhG 2
A zhG 2
工
程 附录5-4列出当水的平均温度为60℃，相应水的密
度 983.248kg / m时3 ，各种不同管径的A值和 / d 值 （摩擦阻力系数取一平均值计算）。
附录5-5给出按式 p A zhG 2 编制的水力计算表。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
在工程设计中，对常用的垂直单管顺流式
系统，由于整根立管与干管、支管以及支管与
供 散热器的连接方式，在施工规范中都规定了标
热 准的连接图式；
工
因此，为了简化立管的水力计算，也可 以将由许多管段组成的立管视为一根管段，根
程 据不同情况，给出整根立管的值。其编制方法
和数值可见附录5-6和附录5-7。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
2、当量长度法
当量长度法的基本原理是将管段的局部损失
供 折合为管段的沿程损失来计算。
热 如某一管段的总局部阻力系数为 ，设它的压 工 力损失相当于流经管段ld米长度的沿程损失，则
程
2
2
Rl d
d ld
2
2
第十三讲 水暖系统水力计算原理
水力计算基本公式，可表示为：
供
P Rl Pj R(l ld ) Rl zh
热
工
式中 lzh——管段的折算长度，m。
程
当量长度法一般多用在室外热力网路的水
力计算上。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
三、塑料管材的水力计算
供
分户计量热水供暖系统常用塑料管材， 值的 计算公式是由实验得出的，再求出R值编制成表，
热 计算时可查表5-1 p73。
本讲主要内容
供
水力计算基本公式
热
工
当量局部阻力法和当量长度法
程
塑料管材的水力计算
水力计算的任务和方法
第十三讲 水暖系统水力计算原理
一、水力计算基本公式
供
设计热水供暖系统，为了使系统中各管段
的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器
热 的水流量符合要求，就要进行管路的水力计算。
工
当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其
与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流
程 过管道的一些附件(如阀门、弯头、三通、散热
器等)时，由于流动方向或速度的改变，产生局
部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程
损失，后者称为局部损失。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用
供 下式表示：
热
ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi
Pa
工
程
式中 ΔP——计算管段的压力损失，Pa；
ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa；
ΔPi——计算管段的局部损失，Pa；
R——每米管长的沿程损失，Pa ／m；
l——管段长度，m。
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
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
K
程
v
d
第十三讲 水暖系统水力计算原理
摩擦阻力系数值是用实验的方法确定的。
供
层流流动（Re）
热 工
当Re＜2320时，流动为层流状态。 64
Re
程
紊流过渡区流动(Re, )
过渡区的摩擦阻力系数值，可用洛巴耶夫公
式来计算，即
1.42
lgRe
d
2
K
第十三讲 水暖系统水力计算原理
过渡区的范围，大致可用下式确定：
Re1=11或 ＝11m/s
供
Re2 =445或=445m/s
热
工
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
粗糙管区（阻力平方区）( )
供 热 工
粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用尼古拉兹公
式计算:
1 1.14 2lg
d
2
K
程
对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林 松推荐的、更为简单的计算公式也可得出很接
近的数值：
0.11
K
0.25
d
第十三讲 水暖系统水力计算原理
管壁的当量绝对粗糙度K值与管子的使用情
供 况（流体对管壁腐蚀和沉积水垢等状况）和管 热 子的使用时间等因素有关。
工
对于热水供暖系统，根据运行实践积累的资
程
料，推荐采用下列数值： 对室内热水供暖系统管路 K=0.2mm
对室外热水管网
K=0.5mm
第十三讲 水暖系统水力计算原理
根据过渡区范围的判别式和推荐使用的 当量绝对粗糙度K值 ,列出下表：
供 热 工 程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
室内热水供暖系统的水流量G，通常以kg／h 表示。热媒流速与流量的关系式为：
供 热
G G
d 2
3600
900d 2
工
4
程 将上式代入达西公式可得到更方便的计算公式：
R 0.625 10 8 G 2 d5
第十三讲 水暖系统水力计算原理
在给定某一水温和流动状态下，上式 的 和 值是已知值，管路水力计算基本公式可以
供 表示为 R f d,G 的函数式。只要已知R、G、d 热 中任意两数，就可确定第三个数值。
工
附录5-1给出室内热水供暖系统的管路水
程 力计算表。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
2、局部损失
管段的局部损失，可按下式计算：
供 热
Pj
2
2
工 水流过热水供暖系统管路的附件的局部阻力系
数值 ，可查附录5-2。
程
附录5-3给出热水供暖系统局部阻力系数 1
时的局部损失值。即
Pd
2
2
，表示
1时的
局部压力损失，又叫动压头。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
3、总压损失
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
1、当量局部阻力法
当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程
供 损失转变为局部损失来计算。
热 设管段的沿程损失相当于某一局部损失Pj，则
工 程
Pj
d
2
2
d
l
2
2
计算管段的总压可写为：
p
py
pj
d
2
2
2
2
d
2
2
zh
2
2
第十三讲 水暖系统水力计算原理
若已知管段的水流量G时，该管段的总压
力损失可改写为：
供
热 p zh
2
2
9002
1 2d
4
•
2
zhG 2
A zhG 2
工
程 附录5-4列出当水的平均温度为60℃，相应水的密
度 983.248kg / m时3 ，各种不同管径的A值和 / d 值 （摩擦阻力系数取一平均值计算）。
附录5-5给出按式 p A zhG 2 编制的水力计算表。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
在工程设计中，对常用的垂直单管顺流式
系统，由于整根立管与干管、支管以及支管与
供 散热器的连接方式，在施工规范中都规定了标
热 准的连接图式；
工
因此，为了简化立管的水力计算，也可 以将由许多管段组成的立管视为一根管段，根
程 据不同情况，给出整根立管的值。其编制方法
和数值可见附录5-6和附录5-7。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
2、当量长度法
当量长度法的基本原理是将管段的局部损失
供 折合为管段的沿程损失来计算。
热 如某一管段的总局部阻力系数为 ，设它的压 工 力损失相当于流经管段ld米长度的沿程损失，则
程
2
2
Rl d
d ld
2
2
第十三讲 水暖系统水力计算原理
水力计算基本公式，可表示为：
供
P Rl Pj R(l ld ) Rl zh
热
工
式中 lzh——管段的折算长度，m。
程
当量长度法一般多用在室外热力网路的水
力计算上。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
三、塑料管材的水力计算
供
分户计量热水供暖系统常用塑料管材， 值的 计算公式是由实验得出的，再求出R值编制成表，
热 计算时可查表5-1 p73。