空调冷冻水系统管径流速确定—流体输配管网
流体输配管网
“流体输配管网”释义
流体：具有流动性的物质 输配：按要求输送、分配 管网：管道（流体流动的通道）相互连接形成网 络
➢ 错误：流水输配管网；流体输送管网；流体输配管道
课程性质及与其他课程的联系
1、专业平台课（专业核心技术基础课） 2、以《流体力学》为主要理论基础；是
学习《暖通空调》、《供热工程》、 《建筑给排水》、《燃气供应》等专业 技术课的核心基础。 3、全国注册公用设备工程师考试科目
教材与参考书(续)：
采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003 城市热力网设计规范 CJJ34-2002 城市燃气设计规范 GB50028-93（2002年版） 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 工业金属管道设计规范 GB50316-2000
暖通空调杂志 煤气与热力杂志 给水排水杂志
课堂要求：认真听讲，不得干扰老师讲课 和其他同学听课。
教材与参考书：
《流体输配管网》 （第二版）付祥钊 主编
《工业通风》 （第二版）孙一坚 主编 《供热工程》 （第三版）贺平 孙刚 主编 《建筑给排水工程》（第四版）王增长 主编 《燃气输配》 （第三版）段常贵 主编 《暖通空调》 （第一版）陆亚俊 主编 《简明供热设计手册》 （第一版）李岱森 主编 《简明通风设计手册》 （第一版）孙一坚 主编 《简明空调设计手册》 （第一版）赵荣义 主编 《建筑燃气设计手册》 （第一版）袁国汀 主编
基本组成：动力
来源于“源” 如锅炉；储气罐的压力；上级管网的压力； 来源于重力 如自然循环热水采暖；建筑排水； 来源于机械动力－－水泵与风机
机械通风、城市供热、城市给水等，应用广泛。
其他装置：
调控设备
调节阀、关断阀
(完整版)流体输配管网重点总结
1通风工程的主要任务是控制室内空气污染物，保证良好的室内空气品质，保护大气环境。
2通风工程的分管系统分为：排风系统和送风系统。
3空调工程除了承担通风工程的主要任务外，还增加了新的任务，即不论室外气象条件怎样变化，都要维持室内热环境的舒适性，或使室内热环境满足生产工艺的要求。
4.空调工程具有两个基本功能，控制室内空气污染物浓度和热环境质量。
5储配站的功能：①是储存必要的燃气量用以调峰；②是使多种燃气进行混合，保证用气组分均衡；③是将燃气加压以保证每个燃气用具前有足够的压力。
6调压站有两个功能：①是将输气管网的压力调节到下一级官网或用户需要的压力；②是保持调节后的压力稳定。
7调压站通常由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。
8膨胀水箱的作用是用来储存冷热水系统水温上升时的膨胀水量。
此外，它还兼有从管网排气、向管网补水、恒定管网定压点压力等作用。
膨胀水箱的膨胀水管与水系统管路连接，在重力循环系统中，常接在供水立管的顶端；在机械循环系统中，一般接在水泵入口管上。
在膨胀管、循环管上，严禁安装阀门，以防止系统超压，水箱水冻结。
9补偿器的作用：防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起的管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器。
10蒸汽疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排走用热设备及管道中的凝水，同时，能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。
疏水器用在蒸汽供热管网中，一般装在散热器或换热器后的凝结水管路上。
汽-液两相流管网中高温凝结水由于流动阻力或流经疏水器、局部阻力较大的构件等，造成凝结水温度高于该压力下的饱和温度，因而重新汽化，形成了“二次蒸汽”. 11为什么供暖空调冷热水管网要设排气装置？排气装置设在什么地方？为什么建筑给水管网不设排气装置？答：因为一般供暖空调冷热水管网是闭式管网，系统中如果有空气，就会影响水的正常循环。
所以必须设置排气装置。
排气装置设在系统个环路的供水干管末端的最高处。
流体输配管网名词解释
1.重力循环系统与特点：重力循环系统靠水的密度差进行循环, 重力循环系统装置简单，运行时无噪声，不消耗电能。
但其循环动力小，管径大，作用范围受限，通常只在单幢建筑中采用。
2.静压复得法：通过改变管道断面尺寸，降低流速，克服管段阻力，维持所需要的管内静压。
通风管道常用此法保证要求的风口风速。
离心水泵和风机的安装角：离心水泵和风机的安装角是相对速度w与圆周速度u反向延长线的夹角。
3.调节阀的流量特性：是指流体介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系，即Q/Qmax＝f（l/lmax）。
4.机械循环系统与特点：机械循环系统靠机械（水泵）能进行循环。
机械循环要消耗电能、水泵运行有噪声，但循环动力大。
大而复杂的管网，多采用机械循环。
5.流速当量直径：假设某一圆形风管中与矩形风管中的空气流速相等(1分)，并且两者的单位长度摩擦阻力也相等，则该圆风管的直径就称为此矩形风管的流速当量直径。
6.比转数：标明不同类型泵与风机其主要性能参数流量、压力转速之间的综合特性ns＝nQ1/2/(P/ρ)3/47.流量当量直径：假设某一圆形风管中与矩形风管中的空气流量相等，并且两者的单位长度摩擦阻力也相等，则该圆风管的直径就称为此矩形风管的流量当量直径。
8.压损平均法：是流体管网的一种水力计算方法，它的特点是将已知总作用压头，按管道长度平均分配给每一管段，以此确定管段阻力，再根据每一管段的流量确定管道断面尺寸。
9.泵的气蚀：泵中最低压力Pk如果降低到被吸液体工作温度下的饱和蒸汽压力Pv时，泵壳内即发生气穴和气蚀现象。
10.气体管网的动静转换原理：即在某一管流断面，其动压与静压之和为一定数，如其静压增长，则动压必等量减少；反之，静压减少，动压必等量增长，所以亦称之为动静转换原理。
11.假定流速法：先按技术经济要求选定管内流速（经济流速），在结合所输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力。
12.水力失调度（官网水力失调）：管网系统的流体在流动过程中，往往由于多种原因，使网路中某些管段的流量分配不符合设计值。
流体输配管网水力计算的基本原理和方法
5. 计算系统总阻力及获得管网特性曲线
管网特性曲线方程：p SQ 2
Σp：最不利环路所有串联管段阻力之和
根据计算的管网总阻力Σp和要求的总风量Q，计算
管网阻抗S，获得管网特征曲线.
管网阻抗： S p Q2
串联管路阻抗： S Si
并联管路阻抗： 1
S2
1
Si 2
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6. 计算例题
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目的：保证各管路都达到预期的风量
使各并联支路的计算阻力相等
要求：
一般通风系统：两支管的计算阻力差应 ≯15％
含尘风管：两支管的计算阻力差应≯10％ 超过上述规定应进行阻力平衡，方法如下：
▪ 调整支管管径
0.225▪ 阀门ຫໍສະໝຸດ 节D' D
p p'
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▪ 通过改变阀门的开度调节管道阻力
一、开式枝状气体输配管网水力计算
开式枝状气体输配管网
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
1. 管内流速和管段断面尺寸确定
绘制风管系统轴测图 划分管段、管段编号、标注长度、标注流量
确定管内流速 速度与经济性的关系 速度与技术性的关系
确定各管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的流量去 查出阻力.
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
3. 风管局部阻力计算 公式： p 2
2
确定局部阻力系数及其对应的特征速度 代入 p 2 式计算局部阻力
2
各管件的局部阻力系数查设计手册
返回
一、开式枝状气体输配管网水力计算
4. 并联管路的阻力平衡
流体输配管网课后习题答案详
流体输配管网课后习题答案详TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-第 1 流体输配管网的类型与装置1-1认真观察1~3个不同类型的流体输配管网，绘制出管网系统轴测图。
结合第一章学习的知识，回答以下问题：（1）该管网的作用是什么？（2）该管网中流动的流体是液体还是气体还是水蒸气是单一的一种流体还是两种流体共同流动或者是在某些地方是单一流体，而其他地方有两种流体共同流动的情况如果有两种流体，请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。
（3）该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作，还是从某个（某些）地方进入该管网，又从其他地方流出管网？（4）该管网中的流体与大气相通吗在什么位置相通（5）该管网中的哪些位置设有阀门它们各起什么作用（6）该管网中设有风机（或水泵）吗有几台它们的作用是什么如果有多台，请分析它们之间是一种什么样的工作关系（并联还是串联）为什么要让它们按照这种关系共同工作（7）该管网与你所了解的其他管网（或其他同学绘制的管网）之间有哪些共同点哪些不同点答：选取教材中3个系统图分析如下表：图号图1-1-2 图1-2-14（a）图1-3-14(b)问（1）输配空气输配生活给水生活污水、废水排放问（2）气体液体液体、气体多相流，液体为主问（3）从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网问（4）入口1及出口5与大气相通末端水龙头与大气相通顶端通气帽与大气相通问（通常在风机进出口附近及各送风口处设置各立管底部、水泵进出口及整个管网最低处设有阀门，便于无阀门5）阀门，用于调节总送风量及各送风口风量调节各管段流量和检修时关断或排出管网内存水问（6）1台风机，为输送空气提供动力1台水泵，为管网内生活给水提供动力无风机、无水泵问（7）与燃气管网相比，流体介质均为气体，但管网中设施不同。
《流体输配管网》课件
02
03
2. 根据流量和流速确定管径 。
04
05
3. 根据流体性质和管道长度 进行修正。
泵站设计
泵的选择：根据流量、扬 程和效率来选择合适的泵
。
1. 确定泵的台数和备用泵 。
3. 设计泵站的给排水系统 。
泵站设计
2. 设计泵站的平面布置。
4. 考虑泵站的节能和环保 措施。
优化方法与技术
优化目标：降低管网运行成本，提高管网可靠 性。
新材料与新技术的应用
总结词
新材料的应用有助于提高管网的耐久性和性能，降低维护成本。
详细描述
随着科技的发展，新型材料如高分子复合材料、合金材料等在流体输配管网中得 到广泛应用。这些新材料具有优良的耐腐蚀、耐高温、耐压等性能，能够提高管 网的寿命和稳定性，降低因维护和更换管道带来的成本。
智能化与自动化发展
设计原则与步骤
2. 选择合适的管材和附件 。
1. 确定设计参数：包括流 量、压力、温度等。
步骤
01
03 02
设计原则与步骤
01
3. 进行管网布局设计。
02
4. 进行水力计算。
5. 校核管网的稳定性。
03
管径选择与计算
计算方法
管径选择：根据流量、流速 和经济流速来确定管径。
01
1. 按照经济流速计算管径。
应急处理
制定应急预案，及时应对管网事故，确保事故得到迅速处理，减少 损失。
维护保养
定期检查与维修
对管网设施进行定期检查，发现隐患及时维修，保证管网的正常运 行。
防腐与保温
采取有效的防腐和保温措施，延长管网使用寿命，提高流体输配的 效率。
更新改造
流体输配管网
流体输配管网：许多公用设备工程，需要将流体输送并分配到各相关设备或空间，或者从各接受点将流体收集起来输送到指定店。
承担这一功能的管网系统称为流体输配管网流体输配管网的组成：末端装置，源和汇，动力装置，管道，调节装置，其他附属设备。
基本组成：末端装置，源和汇，管道；流体输配管网分类：1）按管内流动介质：单项流，多相流。
2）按动力的性质：重力驱动管网，压力驱动管网3）按管内流体与管外环境的关系：开式，闭式4）按上下级管网水里相关性：直接连接，间接连接5）按各并联管段所在环路之间流程长度：异程管网，同程管网6）流体流动方向：枝状，环状式管网膨胀水箱容积计算Vp=а△Tmax*Vc，Vp-水箱的有效容积，а-水的体积膨胀系数а=0.0006L/度。
Vc-水容积循环管作用：少量热水能流过水箱防止水箱结冰。
膨胀水箱作用：贮存冷热水系统水温上升时的膨胀水量以及恒定水系统的压力。
疏水器的功能：阻止蒸气逸漏，迅速排走用热设备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体;疏水器通常多为水平安装。
在机械循环热供暖系统中应将膨胀水箱的膨胀管连接在循环水汞吸入侧的回水干管中。
（重力循环系统则接在供水总立管的顶端）。
为了排气，系统的供水干管必须有0.5%-1%向膨胀水箱方向上的坡度；散热器支管向膨胀水箱的坡度一般取1%。
采暖用户与热网的连接方式：无混合装置的直接连接，装水喷射器的直接连接，装混合水汞的直接连接，间接连接。
地下敷设供热管道的坡度应不小于0.02蒸汽管网：高压蒸汽采暖，低压蒸汽采暖，真空蒸汽采暖；低压蒸气采暖管网的基本类型：重力回水和机械回水；气力输送管网：吸送式，压送式当量直径：与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径，分为流速当量直径Dv=2ab/(a+b），流量当量直径D L=1.3*（ab）0.625/(a+b）0.25。
最不利环路或分支环路的平均比摩阻：Rpj=а△Pj/∑li（Rpj一般取60-120Pa/m）实现基本均匀送风的基本条件：保持各侧孔静压相等，保持各侧孔流量系数相等，增大出流角ａ。
流体输配管网水管管径确定
流体输配管网水管管径确定流体输送管道管材的管径确定是保证管道输送压力和流量的前提条件。
流体输送管道的管径确定包括管径对管道内壁的粗糙度影响的计算方法有外径理论(OER)和内径理论(BER)两种理论对管道管径的影响。
管道壁厚和内径对管道内壁的粗糙度影响很大，故管道内径对管道壁厚和内径的影响程度较大。
管材壁厚包括钢管壁厚和内钢管壁厚两种。
管口尺寸是确定管径的前提，当管道长度小于管口尺寸时，管道径向外径大小会影响管内壁厚值大小。
管口尺寸与管道直径之比常取0.9至0.9之间。
(1)流体输送管道是将不同介质通过各种管道系统，使各个输配系统互相联系，并相互制约，以满足生产要求的工业设备。
流体输送管道系统有：给水系统、供气系统、给排水（雨洪）供应系统、消防和防火管网等。
为了满足生产要求，工业的设备必须有输液管、除尘器和过滤器等管道设备。
目前，许多工业生产都使用燃气管道输送。
燃气管道的敷设方法很多，目前常用的是蒸汽敷设及其配套管束敷设方式。
各种蒸汽管道的特点如下：当采用常规蒸汽输送方式时，需建设大容量的蒸汽供气或供热系统与之相配套；采用电驱动供汽、供气方式时，则需建设新能源电站或新建一座高压电站等。
对各种流体运输管道要设计成大口径、有输送能力且流量大而要求比较合理的输配管。
如锅炉给水输送管道主要用于锅炉热水输送和工业用水的直接供应时，就要设计成大口径高压供水管网；其它如化工介质输送管道，应按压力等级对输送范围进行合理选择。
(2)流体输送管道技术标准定义流体输送管道技术标准定义分为三部分：①管道的内径；②管口的尺寸；③壁厚。
1)管道的内径;2)内钢管的壁厚。
①管口尺寸：是指通过管口所能进行加工的最小直径；②壁厚。
(5)管口尺寸与壁厚之比：是指管口尺寸与管口直径之比，其中以1.25为最小尺寸,0.9为最大尺寸。
内径大于管口尺寸者应采用先进技术。
技术标准定义可分为标准术语和定义。
定义中一般都有管径，管口尺寸及标准术语定义，但对于各种特殊情况，定义都有不同的含义。
空调水系统管径的确定
空调水系统管径的确定水管管径d 由下式确定： d =式中m w ------------水流量, m ³/s v------------水流速, m/s我们建议，水系统中管内水流速按表一中的推荐值选用，经试算来确定其管径，或按表二根据流量确定管径。
表一、管内水流速推荐值（m/s ）表二、水系统的管径和单位长度阻力损失4m w3.14 v冷凝水管的设计通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径；注：（1）DN＝15mm的管道，不推荐使用。
（2）立管的公称直径，就与水平干管的直径相同。
（3）本资料引自美国“McQUAY”水源热泵空调设计手册。
风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。
排放冷凝水管道的设计，应注意以下事项：∙沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。
∙当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱温度）大50％左右。
水封的出口，应与大气相通。
∙为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行防结露验算。
注：（1）采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。
（2）采用镀锌钢管时，一般应进行结露验算，通常应设置保温层。
∙冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。
∙设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。
∙冷凝水管的公称直径DN（mm），应根据通过冷凝水的流量计算确定。
一般情况下，每1kW冷负荷每1h约产生0.4kg左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1kW冷负荷每1h约产生0.8kg冷凝水。