《供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算解读

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a (1/ s)
0.5
ab a1 a2 a3
G1 : G2 : G3 (1/ s1 )0.5 : (1/ s2 )0.5 : (1/ s3 )0.5 a1 : a2 : a3
在并联管路上,各分支管段的流量分配与其通导数成正比, 与其阻力数成反比
5.3.2 不等温降水力计算方法和步骤
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
题解
(2)确定最不利环路 取最远立管的环路作为最不利环 路:包括管段1到管段12 (3)计算最不利环路各管段的管径 考虑系统中各环路的压力损失易于平衡,本例题采用推荐的平 均比摩阻Rpj为60~120kPa/m 确定各管段的流量G 根据G和选用的Rpj值,查热水供暖系统水力计算表,将查出的 各管段d、R、υ值列入本题的水力计算表中,最后算出最不利 环路的总压力损失 :
系统图
水力计算表
5.2.2 同程式供暖系统的水力计算
题解
(5)确定其它立管的管径 要根据各立管的资用压力和立管各管段的流量选用合适的立管 管径;计算方法与上一节例题相同 (6)求各立管的不平衡率 根据立管的资用压力和立管的计算压力损失,求各立管的不 平衡率 使不平衡率控制在±10%以内;否则,应调整(1)(2)步骤 的水力计算 (7)几点结论 同程式系统的管道金属耗量虽然多于异程式,但它可以通过调 整供回水干管各管段的压力损失来满足立管间不平衡率要求 在同程式系统的水力计算中应使各立管的资用压力值不要变化 太大,以便于选择各立管的合理管径

最后确定各立管散热器所需的面积
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5.3.2 不等温降水力计算例题
例题
用不等温降法对上一节例题中的异程式系统进行水力计算。 机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统如图所示。 热媒参数:供水温度tg=95oC;th=70oC。 系统与外网连接,在用户引入口处的供回水压差为 10kPa。 图中所示为系统两个支路中的一个支路,楼层高为3m。

确定最不利环路 异程式系统的水力计算从系统的最不利环路开始 最不利环路是指允许平均比摩阻R最小的一个环路
R pj
P
l
Rpj 值的选择是一个技术经济 问题,最不利环路的Rpj 值一
般取60~120Pa/m

计算最不利环路各管段管径 计算各管段流量
3600 Q 0.86Q G 3 4.187 10 (t g th ) t g th
5.3.2 不等温降水力计算例题
题解
(1)求最不利环路的平均比摩阻Rpj
系统图
水力计算表
Rpj P / l 43.6
(2)计算立管Ⅴ
Pa / m
设立管Ⅴ的温降Δt=30 oC(比设计温降大5oC) 计算立管Ⅴ的流量Gv=0.86×7900/30=226 kg/h 根据流量Gv ,参照 Rpj 值,选用立、支管管径为DN20 计算整根立管的折算阻力系数:
不等温降水力计算方法
系统中各并联环路的温度降不必相等,而是根据并联环路 平衡要求的压力损失确定环路流量,再由流量来计算环路 的温度降,最后确定散热器面积的水力计算方法
不等温降水力计算步骤

从最不利环路开始计算
首先任意给定最远立管的温降,一般按设计温降增加2~5℃;由此 求出最远立管的计算流量Gj 根据该立管的流量,选用R(或υ)值,确定最远立管管径和环路末 端供、回水干管管径及相应的压力损失值
5.3.1 热水管路阻力数的计算
并联管路的阻力数
G G1 G2 G3
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p p1 p2 p3
G1 p1 p3 p2 G3 G2 s1 s3 s2
(1 sb )0.5 (1 s1 )0.5 (1 s2 )0.5 (1 s3 )0.5
zh
系统图
水力计算表
=30.8
计算该管段的阻力损失: Δ P6,6’= 491 Pa
PIV P 6V 6 1158 491 1649
计算出立管IV的流量:GⅣ =270 kg/h
Pa
选用管径为DN20,计算出整根立管的ζzh=72.7
立管Ⅳ的热负荷QⅣ =7200W,由此可求出该立管的温度降:
t 0.86QIV GIV 22.9oC
5.3.2 不等温降水力计算例题
题解
系统图 水力计算表
(5)按照上述步骤,对其他水平供、回水干管和立管从远至近顺次地进 行计算,计算结果列于水力计算表中 最后得出右侧循环环路初步的计算流量ΔGj.1 =1196kg/h,压 力损失ΔPj.1 =4513Pa (6)按同样方法计算 左侧循环环路 得出左侧环路初步 的计算流量ΔGj.2 =1180kg/h,压 力损失ΔPj.2 =4100Pa
5.3.2 不等温降水力计算方法和步骤
不等温降水力计算步骤

确定环路最末端的第二根立管的管径
该立管与上述计算管段为并联管路;根据已知节点的压力损失确定 该立管管径,从而确定通过环路最末端的第二根立管的计算流量及 其计算温度降

确定其他立管参数
按照上述方法,由远至近,依次确定该环路上供、回水干管各管段 的管径及其相应的压力损失以及各立管的管径、计算流量和计算温 度降
水在立管Ⅴ的散热器中冷却时所生的重力循环作用压力 水在立管IⅤ的散热器中冷却时所生的重力循环作用压力 ΔP ΔP
Ι
Pa
PIV (Py Pj )6,7 2719 Pa
立管Ⅳ的平均比摩阻为:
Rpj 0.5ΔPIV
l 81.4
Pa / m
根据 Rpj 和G 值,选立管Ⅳ的立、支管的管径:DN=15 计算出立管IV的管总压力损失为2941 Pa 较核立管IV的不平衡百分率:XⅥ=-8.2%,在允许范围之内
系统图
水力计算表
(1)轴侧图上,进行管段编号,立管编号并注明各管段的热负荷和长度
(P P )
y
j 1~12
8633
Pa
入口处多余的循环作用压力,用调节阀节流消耗掉
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
题解
(4)确定立管Ⅳ的管径 首先确定立管Ⅳ的资用压力
系统图
水力计算表
PIV (Py Pj )6,7 (P P )
第5章 热水供暖系统的水力计算
5.1 热水供暖系统水力计算的基本原理 5.2 等温降水力计算方法
5.3 不等温降水力计算方法
5.4 系统设计中的几个问题
5.2 等温降水力计算方法
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
5.2.2 同程式供暖系统的水力计算
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5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
异程式热水供暖系统水力计算步骤
5.2.2 同程式供暖系统的水力计算
例题
将上一节例题中的异程式系统改为同程式系统。确定如图 所示机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统管路的管径。 热媒参数:供水温度tg=95oC;th=70oC。 系统与外网连接,在用户引入口处的供回水压差为 30kPa。 图中所示为系统两个支路中的一个支路,楼层高为3m。
系统图
水力计算表
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机械循环单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算 (同程式系统) 返回
同程式热水供暖系统的水力计算表(1)
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同程式热水供暖系统的水力计算表(2)
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同程式热水供暖系统的水力计算表(3)
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同程式热水供暖系统的水力计算表(4)
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同程式热水供暖系统的水力计算表(5)
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5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
异程式热水供暖系统水力计算步骤

计算最不利环路各管段管径 计算各管段流量 根据平均比摩阻 Rpj 值和各管段设计流量值,查水力计 算表,得到设计流量下各管段的管径d和实际比摩阻R值 计算各管段的局部阻力,计算各管段的压力损失;最不 利环路的实际总压力损失H为各管段压力损失的总和 计算最不利环路的富裕压头值:系统的作用压头应留有 10%以上的富裕度,用于考虑设计计算中未计入的损失
5.2.2 同程式供暖系统的水力计算
题解
(1)首先计算通过最远立管Ⅴ的环路 确定出供水干管各个管段、立管Ⅴ和供水总干管的管径及其压 力损失 计算方法与上一节例题相同,计算结果见本例题的水力计算表 (2)用同样的方法,计算通过最近立管Ⅰ的环路 确定出立管Ⅰ、回水干管各管段的管径及压力损失 (3)求并联环路通过立管Ⅰ和通过立管Ⅴ的环路压力损失不平衡率 使不平衡率在±5%以内 (4)根据水力计算结果,利用图示方法表示出系统的总压力损失及各立 管的供回水节点间的资用压力值: 管路压力平衡分析图
机械循环单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算 (异程式系统) 返回
单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算表(1) 返回
单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算表(2) 返回
单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算表(3) 返回
单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算表(4) 返回
单管垂直顺流式热水供暖系统的水力计算表(5) 返回
1 A 9002 2 d 4 2
zh d l d
5.3.1 热水管路阻力数的计算
串联管路的阻力数
P P 1 P 2 P 3
SchG2 S1G2 S2G2 S3G2
Sch S1 S 2 S3
在串联管路中,管路的总阻力数为各串联管段阻力数之和
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
题解
(5)确定立III的管径 立管Ⅲ与管段5~8并联,同理,资用压力:
系统图
水力计算表
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PIII (Py Pj )5~8 3524
Pa
立管III选用最小管径DN15,总压力损失为2941 Pa 不平衡百分率XⅢ=16.5%,稍超过允许值 (6)确定立II的管径 立管II与管段4~9并联,资用压力3973Pa; 选用最小管径DN15,总压力损失2941Pa ; 不平衡百分率为25.3%,超过允许值 (7)确定立I的管径 立管I 与管段 3~ 10并联,资用压力 4653Pa;选用最小管径 DN15,总压力损失2941Pa ;不平衡百分率为24.3%,超 过允许值。剩余压头选用调节阀消除。
同程式系统管路压力平衡分析图
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5.3 不等温降水力计算方法
5.3.1 热水管路阻力数的计算 5.3.2 不等温降水力计Leabharlann Baidu方法和步骤 5.3.3 不等温降水力计算例题
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5.3.1 热水管路阻力数的计算
阻力数
管段的阻力数表示当管段通过单位流量时的压力损失值
P SG2
S Aξ zh
5.3.2 不等温降水力计算方法和步骤
不等温降水力计算步骤

分支环路的压降平衡及流量重新分配
系统中有多个分支循环环路并联时,按上述方法计算各个分支循环 环路
计算得出的各循环环路在节点压力平衡状况下的流量总和,一般都 不会等于设计要求的总流量 需要根据并联环路流量分配和压降变化的规律,对初步计算出的各 循环环路的流量、温降和压降进行调整
ΔPi ΔH i Δ 100 % 15% ΔPi
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
例题
确定如图所示机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统管路 的管径。 热媒参数:供水温度tg=95oC;th=70oC。 系统与外网连接,在用户引入口处的供回水压差为 30kPa。 图中所示为系统两个支路中的一个支路,楼层高为3m。
P H 100 % 10 % H
5.2.1 异程式供暖系统的水力计算
异程式热水供暖系统水力计算步骤

由远及近计算其他环路 先确定计算环路的平均比摩阻Rpj 0.5Pi R pj 计算环路的作用压头,Pa l 是与其并联的最不利环路的各管段的压力损失总和
根据计算的 Rpj 值和各管段设计流量值,查水力计算表, 得到设计流量下各管段的管径d和实际比摩阻R值,并计 算该环路的总压力损失 较核计算环路的总压力损失与其作用压头的不平衡率
zh

d
l 72.7
计算整根立管阻力损失:
P V A zh GV 1158
2
Pa
5.3.2 不等温降水力计算例题
题解
(3)计算供、回水干管6和6′的管径 该管段流量 G6=G6′=Gv=226 kg/h,选定管径为DN20 计算该管段的折算阻力系数:ξ (4)计算立管Ⅳ 立管Ⅳ与环路6-Ⅴ-6′并联,立管Ⅳ的资用压力:
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