热水采暖系统的水力计算1
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第四章室内热水供暖系统的水力计算
最不利环路计算
7. 求最不利环路总压力损失 即 8. 计算富裕压力值 考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未 计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。
式中
⊿%——系统作用压力的富裕率； ⊿P＇Ⅰ1——通过最不利环路的作用压力，Pa；
∑(⊿Py+⊿Pj) 1～14——通过最不利环路的压力损失，Pa。
计算最不利环路的阻力及富裕压头值。
散热器的进流系数α
3. 最末端第二根立管的计算 • 最末端第二根立管的作用压头P2 为与其并联的最不利环路的 各管段的压力损失总和。 • 先确定计算立管的平均比摩阻Rpj。 • 根据计算的Rpj和已知的各管段设计流量，查水力计算表，得 到在设计流量下各管段的管径和实际比摩阻R的值。并计算 管段的压力损失△H2。 • 最末端第二根立管的压力损失与其作用压头的不平衡率应保 持在±15%之内。 4. 计算其他立管 用同样的方法，由远及近计算其他立管，并使其不平衡率应 保持在±15%之内，必要时通过立管的阀门节流来达到。 在单管热水供暖系统中，立管的水流量全部或部分地 流进散热器。流进散热器的水流量与通过该立管水流量 的比值，称作散热器的进流系数α，可用下式表示
2. 3.
4.
计算简图
一、等温降法计算步骤（异程系统）
1. 计算最不利环路 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。一般取最远立 管的环路作为最不利环路。 2. 计算各管段的流量 根据Rpj 值和已知的各管段设计流量，查水力计算表，
9 9 9 9 9 9 得到在设计流量下各管段的管径d和实际比摩阻R值。 最不利环路的平均比摩阻应在60～120Pa/m范围。 并计算各管段的局部阻力，计算各管段的压力损失。 根据最不利环路的各管段的阻力，计算出的总阻力H 。 比较系统可利用的作用压头，求出富裕压头值。 系统的作用压头应留有10%以上的富裕度，如不满足，则需要调整 环路中某些管段的管径。
供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算
供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算
一、热水供暖系统水力计算的基本原理
热水供暖系统水力计算是根据物理流体流动的基本原理，通过正确的方法，解决热水供暖系统每个回路部分的水力参数问题，以保证供暖系统的正常运行。
水力参数的计算是热水供暖系统设计中必不可少的，水力计算可以求出：
1．水流量，即总进出水量及每支管道的流量；
2．水压，即系统压力，每个环节的压力，以及最大和最小的压力；
3．管道长度，即当前系统的总长度及每支管道的长度；
4．水力损失，即每支管道的水力损失；
5．管道直径，即每支管道的外径及内径；
6．管材的选择，即根据水流量，压力和水力损失等参数选择合适的管材，确定系统的一致性；
7．扬程，即每支管道的扬程及总体扬程；
8．系统功率，即整个系统功率。
二、热水供暖系统水力计算的步骤
1.获取热水供暖系统的基本参数，包括系统回路数、每个回路总长、循环水量、供暖热水温度差等；
2.确定管道长度，包括机组与循环泵之间的管路长度，以及每个回路的长度；
3.计算水流量，确定每个回路的水流量；
4.选择管材。
室内热水供暖系统的水力计算
确定立管1的管径
立管1与管段3~10并联。同理，资用压力
立管选用最小管径DN15*15。
计算结果，立管1总压力损失为3517pa。
不平衡率24.3%，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
通过上述计算可以看出：
例题1与例题2的系统热负荷，立管数，热媒参数和供热半径都相同，机械循环系统的作用压力比重力循环系统大地多，系统的管径就细很多。
根据并联环路节点平衡原理（管段15，16与管段1，14为并联管路），通过第二层管段15，16的资用压力为
确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径
求平均比摩阻
管段15，16的总长度为5，平均比摩阻为
根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R,v值列入表中。
根据各管段的热负荷，求接近Rpj的管径。 将查出的d,R,v,G值列入表中。
2
确定长度压力损失
01
将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中
02
根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表，将其阻力系数 记于表中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表中。
由于机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难。例题2中，立管1，2，3的不平衡率都超过 ±15% 的允许值。在系统初调节和运行时，只能靠立管上的阀门进行调节，否则例题2的异程式系统必然回出现近热远冷的水平失调。如系统的作用半径较大，同时又采用异程式布置管道，则水平失调现象更难以避免。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 。
01
Pa/m
02
式中 ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
供热工程第四篇室内热水供暖系统水力计算课件
建立能效管理制度，对供暖系统进行定期维护和保养，确保系统高 效运行。
政策支持与市场驱动
政府出台相关政策支持绿色供暖技术的发展，同时鼓励企业加大研 发投入，推动可持续发展。
THANK YOU
感谢聆听
供热工程第四篇室内热水供暖 系统水力计算课件
目
CONTENCT
录
• 室内热水供暖系统概述 • 水力计算基本原理 • 室内热水供暖系统水力计算实例 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
室内热水供暖系统概述
系统组成与工作原理
系统组成
室内热水供暖系统主要由热源、散热设备、管网和控制系统等部 分组成。
工作原理
通过热水在管网中循环流动，将热量传递给散热设备，再由散热 设备将热量散发到室内，达到供暖的目的。
系统分类与特点
系统分类
根据供热方式的不同，室内热水供暖系统可分为单管系统、双管系统和混合系 统等类型。
系统特点
单管系统简单、造价低，适用于较小面积的住宅；双管系统供热调节灵活，适 用于大面积的住宅和公共建筑；混合系统则结合了单、双管系统的优点，但设 计和施工较为复杂。
定义
水力计算是供热工程中用于确定 热水供暖系统各管段流量、压力 损失等参数的过程，是设计和优 化供暖系统的关键环节。
重要性
准确的水力计算能够确保供暖系 统的正常运行，提高系统的能效 和稳定性，降低运行成本和维护 难度。
水力计算的基本公式与参数
基本公式
水力计算的基本公式包括伯努利方程、连续性方程和能量方 程等，用于描述流体在管道中的运动状态和能量转换关系。
03
室内热水供暖系统水力计算实例
系统模型建立与参数设定
模型简化与假设
为简化计算，假设系统为稳态流动，忽略热损失和 动态效应，将实际供暖系统抽象为数学模型。
政策支持与市场驱动
政府出台相关政策支持绿色供暖技术的发展，同时鼓励企业加大研 发投入，推动可持续发展。
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供热工程第四篇室内热水供暖 系统水力计算课件
目
CONTENCT
录
• 室内热水供暖系统概述 • 水力计算基本原理 • 室内热水供暖系统水力计算实例 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
室内热水供暖系统概述
系统组成与工作原理
系统组成
室内热水供暖系统主要由热源、散热设备、管网和控制系统等部 分组成。
工作原理
通过热水在管网中循环流动，将热量传递给散热设备，再由散热 设备将热量散发到室内，达到供暖的目的。
系统分类与特点
系统分类
根据供热方式的不同，室内热水供暖系统可分为单管系统、双管系统和混合系 统等类型。
系统特点
单管系统简单、造价低，适用于较小面积的住宅；双管系统供热调节灵活，适 用于大面积的住宅和公共建筑；混合系统则结合了单、双管系统的优点，但设 计和施工较为复杂。
定义
水力计算是供热工程中用于确定 热水供暖系统各管段流量、压力 损失等参数的过程，是设计和优 化供暖系统的关键环节。
重要性
准确的水力计算能够确保供暖系 统的正常运行，提高系统的能效 和稳定性，降低运行成本和维护 难度。
水力计算的基本公式与参数
基本公式
水力计算的基本公式包括伯努利方程、连续性方程和能量方 程等，用于描述流体在管道中的运动状态和能量转换关系。
03
室内热水供暖系统水力计算实例
系统模型建立与参数设定
模型简化与假设
为简化计算，假设系统为稳态流动，忽略热损失和 动态效应，将实际供暖系统抽象为数学模型。
供热工程-中级职称复习题(中)
第四章室内热水供暖系统的水力计算第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式ΔP＝ΔPy +ΔPi＝R l+ΔP i Pa二、当量局部阻力法和当量长度法第二节重力循环双管系统管路水力计算方法第三节机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa，对水平式或较大型的系统，可达20一50kPa。
进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统多根据入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径。
当入口处资用压力较高时,管道流速和系统实际总压力损失可相应提高.在实际工程设计中,最不利循环环路常用控制值的方法,按=60—120Pa/m选取管径.剩余的资用循环压力，由入口处的调压装置节流。
在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也存在着重力循环作用压力。
对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成的重力循环作用压力不相等,在进行各立管散热器并联环路的水力计算时，应计算在内，不可忽略.对机械循环单管系统,如建筑物各部分层数相同时,每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不计；计算步骤1．进行管段编号2．确定最不利环路3．计算最不利环路各管段的管径4．确定其他立管的管径，计算阻力不平衡率在允许值±15%范围之内。
防止或减轻系统的水平失调现象的方法。
(1)供、回水干管采用同程式布置；（2)仍采用异程式系统，但采用“不等温降”方法进行水力计算；(3)仍采用异程式系统,采用首先计算最近立管环路的方法。
第四节机械循环同程式热水供暖系统管路的水力计算方法1.首先计算通过最远立管的环路.确定出供水干管各个管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及其压力损失.2。
用同样方法,计算通过最近立管的环路，从而确定出立管、回水干管各管段的管径及其压力损失。
3.求并联环路立管和立管的压力损失不平衡率,使其不平衡率在±5%以内。
第四章供暖系统水力计算
第二节机械循环单管热水供暖系统管路的水力 计算方法和例题
• 机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总 压力损失一般控制在10-20kPa，对水平式或较大型系统， 可达20-50kPa • 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统一般先设 定入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比 摩阻Rpj,来选用该环路的各管段管径。当入口处的资用 压力较高，管道流速和系统的实际总压力损失可相应提 高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水 流速过高（即管径过小），各并联环路的压力损失势必 难以平衡。所以常用控制Rpj值的方法，取Rpj=60120Pa/m选取管径，剩余的资用循环压力，用入口处的 调压装置节流。
3）根据G、 Rpj，查水力计算表，选择接近Rpj的管径， 查出d、R、v列入表中。 例如管段1，Q=74800W，则 根据G=2573kg/h, Rpj=45.3Pa/m,查表，d=40mm, 用插入法计算出R=116.41Pa/m，v=0.552m/s
R的计算： 118.76 110.04 (2573 2500) 110.04 116.41 Pa/m 2600 2500 v的计算： 0.56 0.53 (2573 2500) 0.53 0.55 m/s 2600 2500
6）求各管的阻力△P P Py Pj Rl Pj 7） 求最不利环路的总压力损失（总阻力）
( Rl P )
j 112
8633 Pa
入口处的剩余循环作用压力用调节阀门节流消耗掉。 4.确定其它立管的管径。立管Ⅳ: 1）求立管Ⅳ的资用压力 它与立管Ⅴ为并联环路，即与 管段6、7为并联环路。根据并联环路节点压力平衡原 理， △P’Ⅳ=（△Py+△Pj)6、7-（ △P’Ⅴ-△P’Ⅳ） = （△Py+△Pj)6、7 Pa 2)求Rpj R pj P 0.5 2719 81.4 Pa/m
《供热工程》第5章热水供暖系统的水力计算
P SG2
S Aξ zh
A
900
2
1 2d
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 P1 P2 P3
SchG2 S1G2 S2G2 S3G2
Sch S1 S2 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
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
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
由远及近计算其他环路
先确定计算环路的平均比摩阻Rpj
Rpj
0.5Pi l
计 是算 与环 其路 并的 联作 的用 最压 不头 利， 环路Pa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
Δ ΔPi ΔHi 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。
供热工程第四章室内热水供暖系统的水力计算
第三节 机械循环单管热水供暖系统 管路的水力计算方法循环室内热水供暖系统入口处 的循环作用压力已经确定，可根据入口 处的作用压力求出各循环环路的平均比 摩阻，进而确定各管段的管径。
2、如果系统入口处作用压力较高时，必然 要求环路的总压力损失也较高，这会使 系统的比摩阻、流速相应提高。
二、当量局部阻力法和当量长度法
在实际工程设计中，为了简化计算，也 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。
当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻 力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为 局部损失来计算。
当量长度法 当量长度法的基本原理是 将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来 计算。
不等温降法在计算垂直单管系统时，
将各立管温降采用不同的数值。它是在 选定管径后，根据压力损失平衡的要求， 计算各立管流量，再根据流量计算立管 的实际温降，最后确定散热器的面积。 不等温降法有可能在设计上解决系统的 水平失调问题，但设计过程比较复杂。
第二节 重力循环双管系统管路 水力计算方法和例题
3．确定最不利环路各管段的管径d。
(1)求单位长度平均比摩阻
(2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量
(3)根据G、Rpj，查附录表4—1，选择最接近Rpj 的管径。选用的Rpj越大，需要的管径越小，会降
低系统的基建投资和热损失，但系统循环水泵的投 资和运行电耗会随之增加。所以需要确定一个经济 比摩阻，使得在规定的计算年限内总费用为最小。 机械循环热水供暖系统推荐选用的经济平均比摩阻 一般为60～120Pa/m。
(3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。
10．确定通过立管I第三层散热器环路上各管段 的管径，计算方法与前相同。计算结果如下：
第四章室内热水供暖系统的水力计算
1.42
(
g
Re
d K
)2
（３）紊流粗糙区（阻力平方区）尼古拉兹公式
Re>445d/D
1
(1.14 2 g
d )2 K
当管径d≥40mm时， 采用希弗林松推荐的公式
λ=0.11(K/d)0.25
（４）流态判别
临界流速
1
Hale Waihona Puke 11临界雷诺数
d
Re1
11
2
445
第2种情况的水力计算，常用于校核计算，根据 最不利循环环路各管段改变后的流量和已知各 管段的管径，利用水力计算图表，确定该循环 坏环路各管段的压力损失以及系统必需的循环 作用压力，以检查循环水泵扬程是否满足要求。
进行第3种情况的水力计算，就是根据管段的管 径d和该管段的允许压降，来确定通过该管段 (例如通过系统的某一立管)的流量。对已有的 热水供暖系统，在管段已知作用压头下，校该 各管段通过的水流量的能力；以及热水供暖系 统采用所谓“不等温降” 水力计算方法，就是 按此方法进行计算的。这个问题将在本章第五 节“不等温降”计算方法和例题中详细阐述。
m/s
Re 2
445 d
(5)紊流区统一公式
柯列勃洛克公式 阿里特舒里公式
1
2
g
(
2.51
Re
K /d) 3.72
0.11( K 68 )0.25
d Re
阿里特舒里公式是布拉修斯公式和希弗林公式的综合
当量绝对粗糙度K 对于室内的热水供暖系统
K=0.2mm=0.0002m 对于室外热水系统
阻R与流量G的平方成正比，上式可改写为：
第十四讲自然循环热水采暖系统水力计算-本讲主要内容
器支管 阀门调节
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
11.
供 热 工 程
确定通过立管Ⅱ各层环路各管段的管径
作为异程式双管系统的最不利循环环路是通 过最远立管Ⅰ底层散热器的环路。对与它并联的 其它立管的管径计算，同样应根据节点压力平衡 原理与该环路进行压力平衡计算确定。
① 确定通过立管Ⅱ底层散热器环路的作用压力 ② 确定通过立管Ⅱ底层散热器环路各管段的管径。两根
立管的压力损失应相等。
③ 对计算管段进行水力计算
④ 计算并联立管Ⅰ与Ⅱ的不平衡率 ⑤ 继续计算立管Ⅱ第二、三层散热器环路。
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
通过该双管系统水力计算结果，可以看出， 第三层的管段虽然取用了最小管径(DN15)，但
热 • g——重力加速度，g＝9.81m/s2；
工
•
H——所计算的散热器中心与锅炉中心的高差， m；
程 • g 、h 一供水和回水密度，kg／m3；
• Pf 一水外循环环路中冷却的附加作用压力，Pa。
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
注意：
供
通过不同立管和楼层的循环环路的
热
附加作用压力值是不同的，应按附录3-2 选定。
c) 求通过底层与第二层并联环路的压降不平 衡率
不平衡率允许范围为±15%。 正超可用支管 阀门调节。
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
10. 确定通过立管Ⅰ第三层散热器环路中各管 段的管径
供 ① 通过立管Ⅰ第三层散热器环路的作用压力
热
② 计算该管段的资用压力 ③ 计算该管段实际压力损失
工 ④ 不平衡率计算
供
② 根据各管段流速v，查出动压头值，依据求
热
出局部损失
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
11.
供 热 工 程
确定通过立管Ⅱ各层环路各管段的管径
作为异程式双管系统的最不利循环环路是通 过最远立管Ⅰ底层散热器的环路。对与它并联的 其它立管的管径计算，同样应根据节点压力平衡 原理与该环路进行压力平衡计算确定。
① 确定通过立管Ⅱ底层散热器环路的作用压力 ② 确定通过立管Ⅱ底层散热器环路各管段的管径。两根
立管的压力损失应相等。
③ 对计算管段进行水力计算
④ 计算并联立管Ⅰ与Ⅱ的不平衡率 ⑤ 继续计算立管Ⅱ第二、三层散热器环路。
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
通过该双管系统水力计算结果，可以看出， 第三层的管段虽然取用了最小管径(DN15)，但
热 • g——重力加速度，g＝9.81m/s2；
工
•
H——所计算的散热器中心与锅炉中心的高差， m；
程 • g 、h 一供水和回水密度，kg／m3；
• Pf 一水外循环环路中冷却的附加作用压力，Pa。
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
注意：
供
通过不同立管和楼层的循环环路的
热
附加作用压力值是不同的，应按附录3-2 选定。
c) 求通过底层与第二层并联环路的压降不平 衡率
不平衡率允许范围为±15%。 正超可用支管 阀门调节。
第十四讲 自然循环水暖系统水力计算
10. 确定通过立管Ⅰ第三层散热器环路中各管 段的管径
供 ① 通过立管Ⅰ第三层散热器环路的作用压力
热
② 计算该管段的资用压力 ③ 计算该管段实际压力损失
工 ④ 不平衡率计算
供
② 根据各管段流速v，查出动压头值，依据求
热
出局部损失
采暖系统水力计算.pptx
• 【例题4-3】将例题4-2的异程式系统改为同程式 系统。已知条件与例题4-2相同。管路系统图见图 4-12。
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
同程式系统管路系统图
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
4-4、不等温降的水力计算原理和方法
• 一、室内热水供暖系统管路的阻力数
定通过该管段的水流量。 室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段
组成的管路系统。
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路 的平均比摩阻 。
Rpj
P l
Pa/m
式中 —P—最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa；
——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
4-3、机械循环单管热水供暖系统管路的 水力计算方法和例题
与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，传统的室内热水供暖 系统的总压力损失一般约为10~20kPa；对于分户采暖等水平式或大型的系统， 可达20~50kPa。
传统的采暖系统进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统多根据入口 处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比摩阻Rpj来选用该环路各管段 的管径。当入口处资用压力较高时，管道流速和系统实际总压力损失可相应 提高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水流速过高，各并联 环路的压力损失难以平衡，所以常用控制Rpj值的方法，按Rpj=60~120Pa/m 选取管径。剩余的资用循环压力，由入口处的调压装置节流。
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法 • 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务，通常为： • 1.按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
同程式系统管路系统图
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
4-4、不等温降的水力计算原理和方法
• 一、室内热水供暖系统管路的阻力数
定通过该管段的水流量。 室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段
组成的管路系统。
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路 的平均比摩阻 。
Rpj
P l
Pa/m
式中 —P—最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa；
——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；
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第四章 室内热水供暖系统的水力计算
4-3、机械循环单管热水供暖系统管路的 水力计算方法和例题
与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，传统的室内热水供暖 系统的总压力损失一般约为10~20kPa；对于分户采暖等水平式或大型的系统， 可达20~50kPa。
传统的采暖系统进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统多根据入口 处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比摩阻Rpj来选用该环路各管段 的管径。当入口处资用压力较高时，管道流速和系统实际总压力损失可相应 提高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水流速过高，各并联 环路的压力损失难以平衡，所以常用控制Rpj值的方法，按Rpj=60~120Pa/m 选取管径。剩余的资用循环压力，由入口处的调压装置节流。
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法 • 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务，通常为： • 1.按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力
室内——供热热网的水力计算1
课题1 集中供热系统方案的确定
9.1.1.3生活热负荷 生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负 荷两类。 (1) 热水供应热负荷 热水供应热负荷是日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以 及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水 用量。 热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。 每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。
Qrmax KQrp
课题1 集中供热系统方案的确定
(2) 其他生活用热热负荷 其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除 热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些 用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如：开水加热温 度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。 例如计算开水供应用热量，加热温度可取105℃，饮水标 准可取2~3L/天·人；蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为 100kg时，约需耗蒸汽100~250kg（蒸煮量越大，单位耗汽 量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为 0.15~0.25MPa。
课题1 集中供热系统方案的确定
对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算： 1）居住区采暖期生活热水平均热负荷
——居住区采暖期生活热水平均热负荷，kW； 式中 Qrp F ——居住区的总建筑面积，m2； qs ——居住区生活热水指标，W/m2，当无实际统 计资料时，可按表9-2取用。
课题1 集中供热系统方案的确定
2）生活热水最大热负荷
max 式中 Qr ——生活热水最大热负荷，kW； K ——小时变化系数，一般可取2~3。 在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下列规定取 用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均 热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水 平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最 大热负荷。
室内热水供暖系统的水力计算
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不 利循环环路或分支环路的平均比摩阻，即
式中 P ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力；
L
——最不利循环环路或分支环路的管路总长度；
a ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
根据Rpj及环路中各管段的流量G，可选出最接 近管径，并求出最不利循环环路或分支环路中各管 段的实际压力损失和整个环路的总压力 损失值。
计算管段 – 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。 比摩阻 – 每米管长的沿程损失 – 达西．维斯巴赫公式
R
–
d 2
2
Pa / m
式中 λ——管段的摩擦阻力系数； d——管子内径，m； v——热媒在管道内的流速，m／s； ρ——热媒的密度；kg／ms。
R 6.25108
G2 5 d
Pa / m
R=f(d,G) 附录4-1给出室内热水供暖系统的管路水力计 算表。
管段的局部损失
Pj
v 2
2
Pa
式中
–
——管段中总的局部阻力系数。
水流过热水供暖系统管路的附件(如三通、弯 头、阀门等)的局部阻力系数值，可查附录4— 2。 附录4—3给出热水供暖系统局部阻力系数 1 时的局部损失值。
室外热水网路（K=0.5mm）
– 设计都采用较高的流速(流速常大于0．5mss) – 水在热水网路中的流动状态，大多处于阻力平方区内。
5.管路热媒流速与流量的关系式
v G 3600
d
4
室内热水供暖系统水力计算
室内热水供暖系统水力计算
首先，流量计算是确定系统中水的流量大小。
流量大小取决于所需的
供暖热负荷以及供暖设备的工作参数。
常用的热负荷计算方法有传统的经
验法和热负荷软件计算法。
计算完成后，可以得到所需的供暖流量。
其次，压降计算是确定系统中各个部分的压力降。
压力降会影响热水
在管道中的流动速度和流量分布。
通过压降计算，可以确定每段管道的压
力降以及连接部件如弯头、三通和阀门等对压力降的影响。
一般使用管网
分段法进行压降计算，将系统划分为若干段，分别计算每段管道的压力降。
最后，根据流量和压降的计算结果，可以确定所需的水泵功率。
水泵
功率计算需要考虑供水压力、供水流量以及管路的管径和长度等参数。
通
常可以根据水泵性能曲线和所需流量来确定合适的水泵型号和功率。
在进行水力计算时，还需要考虑一些其他因素。
比如，对于长距离管
道或有高度差的管道，需要考虑管道的波动防护和水锤的问题；对于系统
中的回水管道，需要考虑回水水流的阻力和回水温度的控制等。
室内热水供暖系统的水力计算是供暖工程设计的重要环节，合理的水
力计算可以确保系统正常运行、节能高效，并提供良好的供暖效果。
因此，设计人员需要对水力计算方法和相关规范进行熟悉和了解，同时结合实际
工程情况进行计算和选型。
采暖管道水力计算(精)
采暖供热管道水力计算表说明1 电算表编制说明1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式：ΔP m =Lλρ⋅v 2d j⋅2（1.1）；式中：△Pm ——计算管段的沿程水头损失（Pa）L ——计算管段长度（m）；λ——管段的摩擦阻力系数；d j ——水管计算内径（m），按本院技术措施表A.1.1-2～A.1.1-9编制取值；3ρ——流体的密度（kg/m）,按本院技术措施表A.2.3编制取值； v ——流体在管内的流速（m/s）。
1.2 管道摩擦阻力系数λ1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式：1 层流区（R e ≤2000）λ=64Re2 紊流区（R e ＞2000）一般采用柯列勃洛克公式1⎛2. 51K /d j=−2lg ⎜+⎜λ⎝Re λ3. 72⎛K 68⎞⎟λ=0. 11⎜+⎟⎜d⎝j Re ⎠0. 25⎞⎟⎟⎠简化计算时采用阿里特苏里公式雷诺数Re =v ⋅d jγ以上各式中λ——管段的摩擦阻力系数； Re ——雷诺数；d j ——管子计算内径（m），钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值；－K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m ，室外供热管网－K ＝0.5×103m ；v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）；，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。
γ——热媒的运动粘滞系数（m2/s）1.2.2塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数λ，按下式计算：λ={d j ⎡b 1. 312(2 lg 3. 7−⎢b0. 5⎢+lg Re s −1⎢2⎢⎣3. 7d j lgK⎤⎥⎥⎥⎥⎦}2式中 b＝1＋lg Re slg Re zv ⋅d jRe s =γRe z =500d jK式中 b ——水的流动相似系数；Re s ——实际雷诺数；Re z ——阻力平方区的临界雷诺数；-5K ——管子的当量绝对粗糙度（m），K=1×10（m）；λ、v 、γ、 dj ——同1.3.1。
热水供热系统水力计算
⑶与热力网直接连接的用户系统内，不会出现倒空。
11:26:08
14
(1)试问在下述有关机械循环热水供暖系统的表述中,( )是错 误的。
A.供水干管应按水流方向有向上的坡度 B.集气罐设置在系统的最高点 C.使用膨胀水箱来容纳水受热后所膨胀的体积 D.循环水泵装设在锅炉入口前的回水干管上
解 析：在机械循环热水供暖系统中．由于供水干管 沿水流方向有向上的坡度，因此在供水干管的末端，也 就是供水干管的最高点设置集气罐，而非系统的最高点。 而系统的最高点应是膨胀水箱的位置
当采用分阶段改变流量的质调节时，宜选用流 量和扬程不等的泵组。
对只有采暖和热水供应的热水供热系统，可考 虑专设热水供应循环水泵。
多台水泵并联运行，选择水泵时，应绘制水泵 和热网水力特性曲线，确定其工作点。
11:26:08
18
二、补给水泵的选择 补给水泵定压时 流量
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。
水压图可以清晰地表示出热水管路中各点的压 力。
11:26:08
10
第五节 ①管道任何一点P ②各管段ΔP ③各管段R ④系统中是否汽化、超压、倒空 ⑤供、回水管压力差是否≥用户系统所需的作用压头 ⑥系统正常运行或循环水泵停运时，系统各点的压力
11:26:08
15
第六节 水泵的选择
一、热网循环水泵的选择 1．流量
G (1.1 ~ 1.2)G
2．扬程
H (1.1 ~ 1.2) H r H wb H wh H y
11:26:08
16
3.循环水泵的选择原则
水装泵有旁Gx通h≮管管时网，G应w计.z旁；通当 管流量。
11:26:08
14
(1)试问在下述有关机械循环热水供暖系统的表述中,( )是错 误的。
A.供水干管应按水流方向有向上的坡度 B.集气罐设置在系统的最高点 C.使用膨胀水箱来容纳水受热后所膨胀的体积 D.循环水泵装设在锅炉入口前的回水干管上
解 析：在机械循环热水供暖系统中．由于供水干管 沿水流方向有向上的坡度，因此在供水干管的末端，也 就是供水干管的最高点设置集气罐，而非系统的最高点。 而系统的最高点应是膨胀水箱的位置
当采用分阶段改变流量的质调节时，宜选用流 量和扬程不等的泵组。
对只有采暖和热水供应的热水供热系统，可考 虑专设热水供应循环水泵。
多台水泵并联运行，选择水泵时，应绘制水泵 和热网水力特性曲线，确定其工作点。
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18
二、补给水泵的选择 补给水泵定压时 流量
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。
水压图可以清晰地表示出热水管路中各点的压 力。
11:26:08
10
第五节 ①管道任何一点P ②各管段ΔP ③各管段R ④系统中是否汽化、超压、倒空 ⑤供、回水管压力差是否≥用户系统所需的作用压头 ⑥系统正常运行或循环水泵停运时，系统各点的压力
11:26:08
15
第六节 水泵的选择
一、热网循环水泵的选择 1．流量
G (1.1 ~ 1.2)G
2．扬程
H (1.1 ~ 1.2) H r H wb H wh H y
11:26:08
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3.循环水泵的选择原则
水装泵有旁Gx通h≮管管时网，G应w计.z旁；通当 管流量。
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供热工程
GONG RE GONG CHENG
第四章 热水采暖系 统的水力计算
第四章 热水采暖系统的水力计算
? 知识目标： ? 1、熟悉水力计算的基本原理 ； ? 2、 掌握采暖系统水力计算的任务和方法 ； ? 3、掌握机械循环热水采暖系统的水力计算的方法
和步骤。 ? 能力目标： ? 1、能进行一般室内采暖工程的施工图设计计算； ? 2、能熟练使用常用的水力计算图表； ? 3、能运用水力计算的基本原理分析解决工程实际
△p——最不利环路的循环作用压力，Pa ； α ——沿程压力损失占总压力损失的估计百分数，查附录 D-6确定α值；
∑ l——环路的总长度，m。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
b,选择适当的比摩阻Rpj
选择适当的比摩阻Rpj值是一个技术经济问题。 如果选用较大的Rpj值，则管径可减小 (当流量一定)，但系
(4) 根据Rpj 和各管段流量，选出最接近的管径，确定该管 径下管段的实际比摩阻 R 和实际流速υ 。
(5) 确定各管段的压力损失，进而确定系统总的压力损失。
2.2.2 其它环路计算 其它环路的计算是在最不利环路计算的基础上进行的。
应遵循并联环路压力损失平衡的规律，来进行各环路的计 算。
第三节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
统的压力损失增加, 循环水泵的扬程增大，电能消耗增大,但初 投资减小。
如果选用较小的 Rpj值，则管径可增大，系统的阻力减小 ,
运行泵费用减小, 但初投资增大。
所以全面考虑Rpj值的选取具有一定的经济意义和技术意义， 为了各循环环路易于平衡，最不利环路的比摩阻 Rpj，一般取
60～120Pa/m。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
中存在的问题。
目录
1 第1节 管路水力计算的基本原理 2 第2节 热水采暖系统水力计算的任务和方法 3 第3节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
第一节 管路水力计算的基本原理
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。任何 一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的 计算管段组成的。
第三节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
对机械循环单管系统，如建筑物各部分层数相同时， 每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不 计；
如建筑物各部分层数不同时，高度和各层热负荷分 配比不同的立管之间所产小的重力循环作用压力不相等， 在计算各立管之间并联环路的压降不平衡率时，应将其重 力循环作用压力的差额计算在内。
?
?
l d
?? 2
2
Pa
(4-1)
单位长度的沿程压力损失，也就是比摩阻R的计算公式为
R?
? Py l
?
?
d
?? 2
2
Pa /m
(4-2)
第一节 管路水力计算的基本原理
? 式中 ? Py——沿程压力损失，Pa
? ?——管段的摩擦阻力系数；
? d——管子的内径，m；
? ρ——流体的密度，kg/m3 ；
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。
第一节 管路水力计算的基本原理
1.1 基本公式
? （1）沿程压力损失 ? 根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算
? Py
2.1 热水采暖系统水力计算的任务
(1) 已知各管段的流量和循环作用压力，确定各管段管径。 (2) 已知各管段的流量和管径，确定系统所需的循环作用压
力。 (3) 已知各管段管径和该管段的允许压降，确定该管段的流
量。
2.2 等温降法水力计算方法
2.2.1 最不利环路计算 (1)最不利环路的选择确定
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
? ? f ?d, k?
R=f(d、G )
附录D-1就是按上式编制的热水采暖系统管道水力计算表。
第一节 管路水力计算的基本原理
（2）局部压力损失
式中∑ξ ——管段的局部阻力系数之和
? pj ?
? ?? 2
2
（3）总损失
?P
?
?
(Py
?
Pj ) ?
?
(Rl ? ?
?? 2
2
)
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
4.3 机械循环单管3.热1 水机供械暖循系统环管系路统的特水点力计算
(1) 与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，其室 内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa ，对水 平式或较大型的系统，可达20~50kPa 。
(2)在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也 存在着重力循环作用压力。 管道内水冷却产生的重力循环作用压力，占机械循环 总循环压力的比例很小，可忽略不计。 对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成的 重力循环作用压力不相等，在进行各立管散热器并联环路 的水力计算时，应计算在内，不可忽略。
采暖系统是由各循环环路所组成的，所谓最不利环路， 就是允许平均比摩阻最小的一个环路。可通过分析比较确 定，对于机械循环异程式系统，最不利环路一般就是环路 总长度最长的一个环路。 (2) 根据已知温降，计算各管段流量
G?
3600Q
? 0.86Q
4.187 ? 103 (tg ? th ) t g ? th
? υ——管中流体的速度，m ／s；
? l ——管段的长度，m。
? 实际工程计算中，往往已知流量，则公式(5-2) 中的流速 v可以用质量流量G表示
υ?
G
?G
3600 ? ?d 2 ? 900?d 2 ?
式中 G为管段中水的质量流量， kg ／h 。
第一节 管路水力计算的基本原理
R ? 6.25 ? 10 ?8 ? G 2 ? d5
（4-16）
式中 Q——各计算管段的热负荷，W；
t g ——系统的设计供水温度，℃
t h ——系统的设计回水温度，℃。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
(3) 根据系统的循环作用压力，确定最不利环路的平均比摩 阻 R pj
a,
? Rpj ? ? ? P l
(4-17)
式中 Rpj ——最不利环路的平均比摩阻，Pa/m ；
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。
第一节 管路水力计算的基本原理
ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi
供热工程
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第四章 热水采暖系 统的水力计算
第四章 热水采暖系统的水力计算
? 知识目标： ? 1、熟悉水力计算的基本原理 ； ? 2、 掌握采暖系统水力计算的任务和方法 ； ? 3、掌握机械循环热水采暖系统的水力计算的方法
和步骤。 ? 能力目标： ? 1、能进行一般室内采暖工程的施工图设计计算； ? 2、能熟练使用常用的水力计算图表； ? 3、能运用水力计算的基本原理分析解决工程实际
△p——最不利环路的循环作用压力，Pa ； α ——沿程压力损失占总压力损失的估计百分数，查附录 D-6确定α值；
∑ l——环路的总长度，m。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
b,选择适当的比摩阻Rpj
选择适当的比摩阻Rpj值是一个技术经济问题。 如果选用较大的Rpj值，则管径可减小 (当流量一定)，但系
(4) 根据Rpj 和各管段流量，选出最接近的管径，确定该管 径下管段的实际比摩阻 R 和实际流速υ 。
(5) 确定各管段的压力损失，进而确定系统总的压力损失。
2.2.2 其它环路计算 其它环路的计算是在最不利环路计算的基础上进行的。
应遵循并联环路压力损失平衡的规律，来进行各环路的计 算。
第三节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
统的压力损失增加, 循环水泵的扬程增大，电能消耗增大,但初 投资减小。
如果选用较小的 Rpj值，则管径可增大，系统的阻力减小 ,
运行泵费用减小, 但初投资增大。
所以全面考虑Rpj值的选取具有一定的经济意义和技术意义， 为了各循环环路易于平衡，最不利环路的比摩阻 Rpj，一般取
60～120Pa/m。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
中存在的问题。
目录
1 第1节 管路水力计算的基本原理 2 第2节 热水采暖系统水力计算的任务和方法 3 第3节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
第一节 管路水力计算的基本原理
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。任何 一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的 计算管段组成的。
第三节 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
对机械循环单管系统，如建筑物各部分层数相同时， 每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不 计；
如建筑物各部分层数不同时，高度和各层热负荷分 配比不同的立管之间所产小的重力循环作用压力不相等， 在计算各立管之间并联环路的压降不平衡率时，应将其重 力循环作用压力的差额计算在内。
?
?
l d
?? 2
2
Pa
(4-1)
单位长度的沿程压力损失，也就是比摩阻R的计算公式为
R?
? Py l
?
?
d
?? 2
2
Pa /m
(4-2)
第一节 管路水力计算的基本原理
? 式中 ? Py——沿程压力损失，Pa
? ?——管段的摩擦阻力系数；
? d——管子的内径，m；
? ρ——流体的密度，kg/m3 ；
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。
第一节 管路水力计算的基本原理
1.1 基本公式
? （1）沿程压力损失 ? 根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算
? Py
2.1 热水采暖系统水力计算的任务
(1) 已知各管段的流量和循环作用压力，确定各管段管径。 (2) 已知各管段的流量和管径，确定系统所需的循环作用压
力。 (3) 已知各管段管径和该管段的允许压降，确定该管段的流
量。
2.2 等温降法水力计算方法
2.2.1 最不利环路计算 (1)最不利环路的选择确定
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
? ? f ?d, k?
R=f(d、G )
附录D-1就是按上式编制的热水采暖系统管道水力计算表。
第一节 管路水力计算的基本原理
（2）局部压力损失
式中∑ξ ——管段的局部阻力系数之和
? pj ?
? ?? 2
2
（3）总损失
?P
?
?
(Py
?
Pj ) ?
?
(Rl ? ?
?? 2
2
)
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
4.3 机械循环单管3.热1 水机供械暖循系统环管系路统的特水点力计算
(1) 与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，其室 内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa ，对水 平式或较大型的系统，可达20~50kPa 。
(2)在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也 存在着重力循环作用压力。 管道内水冷却产生的重力循环作用压力，占机械循环 总循环压力的比例很小，可忽略不计。 对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成的 重力循环作用压力不相等，在进行各立管散热器并联环路 的水力计算时，应计算在内，不可忽略。
采暖系统是由各循环环路所组成的，所谓最不利环路， 就是允许平均比摩阻最小的一个环路。可通过分析比较确 定，对于机械循环异程式系统，最不利环路一般就是环路 总长度最长的一个环路。 (2) 根据已知温降，计算各管段流量
G?
3600Q
? 0.86Q
4.187 ? 103 (tg ? th ) t g ? th
? υ——管中流体的速度，m ／s；
? l ——管段的长度，m。
? 实际工程计算中，往往已知流量，则公式(5-2) 中的流速 v可以用质量流量G表示
υ?
G
?G
3600 ? ?d 2 ? 900?d 2 ?
式中 G为管段中水的质量流量， kg ／h 。
第一节 管路水力计算的基本原理
R ? 6.25 ? 10 ?8 ? G 2 ? d5
（4-16）
式中 Q——各计算管段的热负荷，W；
t g ——系统的设计供水温度，℃
t h ——系统的设计回水温度，℃。
第二节 热水采暖系统水力计算的任务和方法
(3) 根据系统的循环作用压力，确定最不利环路的平均比摩 阻 R pj
a,
? Rpj ? ? ? P l
(4-17)
式中 Rpj ——最不利环路的平均比摩阻，Pa/m ；
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。
第一节 管路水力计算的基本原理
ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi