第九章 热水网路的水力计算和水压图

供热工程
第九 章
第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
3．根据网路主干线各管段的计算流量 和初步选用的平均比摩阻R值，确定主干 线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。 4．根据选用的标准管径和管段中局部 阻力的形式查表,确定各管段局部阻力的 当量长度总和，以及管段的折算长度 。
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第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
d 1.25 ld 9.1 0.25 K
lshd K bi K sh
0.25
lbid lbid
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第一节
采用当量长度法进行水力计算时， 热水网路中管段的总压降为：
P R l ld Rlzh
进行估算时局部阻力的当量长度可 按照管道实际长度的百分数来计算
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第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
2．确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻. 热水网路水力计算是从主干线开始计算。 网路中平均比摩阻最小的一条管线，称为主 干线。 在一般情况下，热水网路各用户要求预 留的作用压差是基本相等的，所以通常从热 源到最远用户的管线是主干线。
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室内热水供暖的水压图
采用膨胀水箱定压的系统各点压力， 取决于膨胀水箱安装高度和膨胀管与系统 的连接位置。 从安全角度出发，在机械循环热水供 暖系统中，应将膨胀水箱的膨胀管连接在 循环水泵吸入口侧的回水干管上。
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第三节
第四节 热水网络水压图
通过绘制热水网路的水压图，用以全 面地反映热网和各热用户的压力状况，并 确定保证使它实现的技术措施。
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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； HjE'——循环水泵的扬程。
d 0.387
Gt
Gt2 K d 5.25 K 0.0478Gt0.331
3 0.25
R 12.06
R
0.5
0.19
d 2.626
K 0.125
为了简化计 算，通常利用 水力计算图表 进行计算 第一节
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修正
比摩阻修正 速度修正 管径修正 当量长度修正
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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。
第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
主干线的平均比摩阻R值，对确定整个管网 的管径起着决定性作用。热水网路主干线的比摩 阻，通常是通过技术经济分析的方法来确定。由 式（ 9-2 ）可以看出，当管段的通过能力一定 时，管段的比摩阻与管道直径 d 的 5.25 次方成反 比。即管径增大，将使该管段比摩阻减小，而比 摩阻减小，会使热水网路的阻力损失减小，因而 循环水泵的功率减小，经常运行费用也减少。但 供热管道直径增大，将使供热管网的建设投资增 加。
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章
第
节
第一节 热水网路水力计算的基本公式
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第一节
每米长的沿程损失、管径和水流量的关系
2 G t R 6.25 102 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：
d 0.11 k
0.25
代入上式可得：R 6.88 10
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第三节
室内热水供暖的水压图
当系统未运行或系统循环水 泵停止工作时，由于系统中 各点的能量值相等，所以整 个系统的水压曲线呈一条水 平线。各点的测压管水头都 相等，其值为 Hjo 。但是系统 中各点的压力值不一定相 等，系统中A、B、C、D、E 和O点的压头分别为HjA、HjB、 HjE 和 Hjo HjC 、 HjD 、 （ mH2O ） 。 当 系 统 停 止工 作时的水压曲线，称为静水 压曲线。
5．根据管段的折算长度以及由表查到 的比摩阻，计算主干线各管段的总压降。 6．主干线水力计算完成后，便可进行 热水网路支干线、支线等水力计算。
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第二节
作业
某工厂热水供热管网平面布置如图所示。管网中各 管段长度、阀门的位置、方形补偿器的个数均已标 注在图中。已知管网设计供、回水温度为130℃、 70℃。用户E、F、D的设计热负荷分别为1200kW 、1000kW、1300kW，其他条件与教材例9-1相同 。试进行该热水管网的水力计算。
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室内热水来自百度文库暖的水压图
如将膨胀水箱连接在 热水供暖系统的供水 热水供热（暖）系统水 干管上，此时，整个 压曲线的位置，取决 系统各点的压力都降 于定压装置对系统施 低了。同时，如供暖 加压力的大小和定压 系统的水平供水干管 点的位置。 过长，阻力损失较 大，则有可能在干管 上出现负压。 供热工程 第九 章 第三节
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第四 节
一、热水网路压力状况的基本技术要求
（1）不超压。在与热水网路直接连接的 用户系统内，必须保证系统内任何一点不 发生实际压力超过该用户系统用热设备及 管道构件所能承受的允许压力。如供暖用 户系统一般常用的国产柱形铸铁散热器， 其 承 压 能 力 为 4×105Pa （ 40mH2O ） 。 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 应超过4×105Pa。 供热工程 第九 章 第四 节
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室内热水供暖的水压图
设膨胀水箱的水位 高 度 为 j—j 。 如 系 统中不考虑漏水或 加热时水膨胀的影 响，即认为系统已 处于稳定状况，不 再发生变化，因而 在循环水泵运行 时，膨胀水箱的水 位是不变的。 O 点 处的压头 ( 压力 ) 就 等于Hj(mH2O)。
1.利用水压曲线可以确定管道中任何一点的压 力（压头）值。 2.可以表示处各管段的压力损失值。 3.根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位 管长的平均压降的大小。 4.只要已知或者固定管路上任意一点的压力则 管路中其他各点的压力也就已知或者固定了。 供热工程 第九 章 第三节
室内热水供暖的水压图
设有—机械循环热水供暖系统(图9— 4)，膨胀水箱1连接在循环水泵2进口侧O点 处。如设其基准面为O—O，并以纵坐标代 表供暖系统的高度和测压管水头的高度， 横坐标代表供暖系统水平干线的管路计算 长度；利用前述方法，可在此坐标系统内 绘出供暖系统供、回水管的水压曲线和纵 断面图。这个图组成了室内热水供暖系统 的水压图。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
本章重点及难点 • 热水网路水力计算的基本公式。 • 水压图的基本概念。 • 热水网路的水力计算 • 水压图的绘制。
热水网路水力计算的主要任务
1、按已知的热媒流量和压力损失，确定管 道的直径； 2、按已知热媒流量和管道直径，计算管道 的压力损失； 3、按已知管道直径和允许压力损失，计算 或校核管道中的流量。
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第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
如选用的 R 值较大，热媒流速就高，需要的 管径越小，因而降低了管网的基建投资和热损 失，但网路循环水泵的基建投资和电耗随之增加。 应该指出，如将比摩阻R值增大一倍，供热管道 管径d只能减小 12％，而电能费用却要增加100 ％。同时，比摩阻R值的大小，除了影响供热管 网的建设投资和运行费用外，还影响供热管网水 力工况的稳定性。比摩阻R值增大，供热管网的 水力稳定性将下降。
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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； HjE'——循环水泵的扬程。
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第二节
第三节 水压图的基本概念
通过室内热水供暖系统和热水网路水 力计算的阐述，可以看出：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。
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第三节
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第
节
伯努利方程：
2 v12 v2 P P2 Z 2 g P 1 Z1 g 1 2 2 2 2 2 P v P v 1 Z1 1 2 Z 2 2 H1 2 g 2g g 2g
ld j l
供热工程 第九 章 第一节
第二节 热水网路水力计算 方法和例题
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第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
1．确定热水网路中各个管段的计算流量 • 供热管道各个管段的计算流量是该管段 所负担的各个用户的设计流量之和，管段的 计算流量用来确定各管段直径及其阻力损失。
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一、热水网路压力状况的基本技术要求
2）不汽化。在水温超过100℃的高温水供 水管道和用户系统内，热媒压力都不低于 该水温下的汽化压力。从运行安全角度考 虑，《热网规范》规定，除了满足上述要 求外还应留有30～50kPa富裕量，以防止 高温水汽化。
水温 /℃ 汽化压力 /mH2O 100 0 110 4.6 120 10.3 130 17.6 140 26.9 150 38.6
热水网路水力计算的主要目的
• （1）根据热水网路水力计算给果，绘制热水供热 管网的水压图。确定热水供热系统的最佳运行工 况。 • （2）根据热水供热管网的水压图，合理选择用户 系统与供热管网的连接方式及用户入口装置。 • （3）根据热水网路水力计算结果，合理选择热水 供热系统循环水泵的流量和扬程。 • （ 4）根据热水供热管网水压图，合理选择补水 泵及中继加压泵。
Qn Q t Q r G t G r A ( ) G sh G n 1 2 1 2 .t 1 2 . r
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第二 节
热水网路水力计算的方法及步骤
1．确定热水网路中各个管段的计算流量 • 供热管道各个管段的计算流量是该管段所负担的各个 用户的设计流量之和，管段的计算流量用来确定各管段直 径及其阻力损失。热水网路的热水用户很多，各用户的用 热时间不一。因此在确定热水网路的干线、支线的计算流 量时，也应有所区别。一般是热水网路主干线的计算流量 按热水供应的平均小时热负荷来计算；热水网路支线的计 算流量，如用户有蓄水箱时，按平均小时热负荷来计算； 如无蓄水箱的用户则按最大小时热负荷来计算。 • 当热水网路采用质—量调节时，应采用各种热负荷在 不同室温下的网路总流量曲线叠加得出的最大流量值作为 设计流量。 • 当热水网路有夏季制冷热负荷时，应计算供暖期和供 冷期热网流量并取较大值作为热水网路的设计流量。
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第二节
1)对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流 量可用下式确定：
Qn Qn A Gn ) ) ( 1 2 c ( 1 2
t/h
2)对具有多种热源用户的并联闭式热水供热系统，采 用按供暖热负荷进行集中质调节时，网路计算管道的 设计流量应按下式计算：
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第一节
不同当量绝对粗糙度时 比摩阻修正 密度不同时速度与比摩阻修正 热水网路局部损失： Pj 当量长度： 当量长度的修正： 供热工程
d
K sh Rsh K bi
0.25
Rbi mRbi
v2
2
bi vsh vbi sh bi Rsh Rbi sh