供热工程--第四章室内热水供暖系统的水力计算PPT
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4．确定沿程压力损失 5．确定局部阻力损失 6．计算求各管段总的压力损失 7．确定环路总压力损失 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。
13
9．确定通过立管Ⅰ第二层散热器环路中各管段的管径。 (1)计算通过立管I第二层散热器环路的作用压力 (2)确定通过立管I第二层散热器环路中各管段的管径。
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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 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。
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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。
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第二节 重力循环双管系统管路 水力计算方法和例题
算管段。任何一个热水供暖系统的管路都
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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wk.baidu.com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。
资用压力是系统在该入户处所能提供的循环压 力，即供回水管道的压力差，它是由供热部门供热 系统循环泵的扬程大小决定的，也就是外网提供的 循环压力。双管系统如果外网提供的压力大于资用 压力，就要设置高阻调节的两通阀，单管系统如果 外网提供的压力大于资用压力，就要设置低阻调节 的调节阀。
一般来说，某一管段的沿程阻力和局部阻力之和 都可以叫做资用压力。资用压力可以利用的压力， 也就是系统所必须提供给用户的克服各种阻力（系 统中流体流动阻力）的压力。
10
计算步骤：
1．选择最不利环路 由图4—1可见，最不利环路是 通个⑤环、过路⑥立从，管散进I的热入最器锅底I炉l顺层，序散再地热经经器管过I 段管l(1⑦段50、①0W⑧、)的、②环⑨、路、③。⑩、④、这、 11 12 13 14 15 16进入散热器Ⅰ1。
2．计算通过最不利环路散热器Il的作用压力ΔPⅠdˊ.
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三、室内热水供暖系统管路水力计算 的主要任务和方法
1、室内热水供暖系统水力计算的主要任务 1）、已知各管道的流量和系统的循环作用压力，
确定各管段管径。这是实际工程设计的主要 内容。 2）、已知各管道流量和管径，确定系统所需的 循环作用压力。常用于校核计算，校核水泵 扬程是否满足要求。 3）、已知各管道管径和该管段的允许压降，确 定该管段的流量。常用于校核已有的热水供 暖系统各管段的流量是否满足需要。
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
本章教学目的：掌握水力计算方法 本章教学重点：机械循环热水供暖系统
管路的水力计算 本章教学难点：阻力平衡
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室内热水供暖系统通过进行水力计算可 以确定系统中各管段的管径,是进入各管段的 流量和进入散热器的流量符合要求,进而确定 各管路系统的阻力损失。水力计算应在确定 了系统形式、管路布置及散热器选择计算后 进行。水力计算是供暖系统设计计算的重要 组成部分，也是设计中的一个难点。
重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压
力的计算公式为
Pzh
P
Pf gH ( h g )
Pf
式中 P ——重力循环系统中，水在散热器冷却所产生
的作用压力，Pa
g ——重力加速度， g 9.81m s2
H ——所计算的散热器中心与锅炉中心的高差，m
、
h
g ——供水和回水密度， kg
m3
Pf ——水在循环环路中冷却所产生的附加作用
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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。
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一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式
ΔP ＝ ΔPy+ΔPi ＝ Rl+ΔPi
Pa
式中 ΔP——计算管段的压力损失，Pa；
ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa； ΔPj——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。
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
(3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。 14
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：
压力，Pa，注意：通过不同立管和楼层的循环环路的附
加作用压力 Pf 是不相同的，应按附录 3-2 选定。
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重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是 通过最远立管底层散热器的循环环路，计算应由此 开始。
最不利环路是各并联环路中允许平均比摩组最 小的一个环路，如图4-1重力循环异程式双管系统， 因所有立管上对应各层散热器的中心至锅炉中心的 垂直距离都相等，所以最不利环路就是环路总长度 最长的立管I的最底层散热器I l的环路。
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2、室内热水供暖系统水力计算的方法
等温降法和不等温降法 等温降法就是采用相同的设计温降进行 水力计算的一种方法。该方法认为双管系统 每组散热器的水温降相同，如低温双管热水 供暖系统，每组散热器的水温降都为25度； 单管系统每根立管的供回水温降相同，如低 温单管热水供暖系统，每根立管的水温降都 为25度。在这个前提下计算各管段流量，进 而确定各管段管径。此法简便、易于计算， 但不易使各并联环路阻力达到平衡，运行时 易出现近热远冷的水平失调问题。
4．确定沿程压力损失 5．确定局部阻力损失 6．计算求各管段总的压力损失 7．确定环路总压力损失 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。
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9．确定通过立管Ⅰ第二层散热器环路中各管段的管径。 (1)计算通过立管I第二层散热器环路的作用压力 (2)确定通过立管I第二层散热器环路中各管段的管径。
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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 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。
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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。
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第二节 重力循环双管系统管路 水力计算方法和例题
算管段。任何一个热水供暖系统的管路都
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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wk.baidu.com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。
资用压力是系统在该入户处所能提供的循环压 力，即供回水管道的压力差，它是由供热部门供热 系统循环泵的扬程大小决定的，也就是外网提供的 循环压力。双管系统如果外网提供的压力大于资用 压力，就要设置高阻调节的两通阀，单管系统如果 外网提供的压力大于资用压力，就要设置低阻调节 的调节阀。
一般来说，某一管段的沿程阻力和局部阻力之和 都可以叫做资用压力。资用压力可以利用的压力， 也就是系统所必须提供给用户的克服各种阻力（系 统中流体流动阻力）的压力。
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计算步骤：
1．选择最不利环路 由图4—1可见，最不利环路是 通个⑤环、过路⑥立从，管散进I的热入最器锅底I炉l顺层，序散再地热经经器管过I 段管l(1⑦段50、①0W⑧、)的、②环⑨、路、③。⑩、④、这、 11 12 13 14 15 16进入散热器Ⅰ1。
2．计算通过最不利环路散热器Il的作用压力ΔPⅠdˊ.
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三、室内热水供暖系统管路水力计算 的主要任务和方法
1、室内热水供暖系统水力计算的主要任务 1）、已知各管道的流量和系统的循环作用压力，
确定各管段管径。这是实际工程设计的主要 内容。 2）、已知各管道流量和管径，确定系统所需的 循环作用压力。常用于校核计算，校核水泵 扬程是否满足要求。 3）、已知各管道管径和该管段的允许压降，确 定该管段的流量。常用于校核已有的热水供 暖系统各管段的流量是否满足需要。
第四章 室内热水供暖系统的水力计算
本章教学目的：掌握水力计算方法 本章教学重点：机械循环热水供暖系统
管路的水力计算 本章教学难点：阻力平衡
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室内热水供暖系统通过进行水力计算可 以确定系统中各管段的管径,是进入各管段的 流量和进入散热器的流量符合要求,进而确定 各管路系统的阻力损失。水力计算应在确定 了系统形式、管路布置及散热器选择计算后 进行。水力计算是供暖系统设计计算的重要 组成部分，也是设计中的一个难点。
重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压
力的计算公式为
Pzh
P
Pf gH ( h g )
Pf
式中 P ——重力循环系统中，水在散热器冷却所产生
的作用压力，Pa
g ——重力加速度， g 9.81m s2
H ——所计算的散热器中心与锅炉中心的高差，m
、
h
g ——供水和回水密度， kg
m3
Pf ——水在循环环路中冷却所产生的附加作用
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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。
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一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式
ΔP ＝ ΔPy+ΔPi ＝ Rl+ΔPi
Pa
式中 ΔP——计算管段的压力损失，Pa；
ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa； ΔPj——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。
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
(3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。 14
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：
压力，Pa，注意：通过不同立管和楼层的循环环路的附
加作用压力 Pf 是不相同的，应按附录 3-2 选定。
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重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是 通过最远立管底层散热器的循环环路，计算应由此 开始。
最不利环路是各并联环路中允许平均比摩组最 小的一个环路，如图4-1重力循环异程式双管系统， 因所有立管上对应各层散热器的中心至锅炉中心的 垂直距离都相等，所以最不利环路就是环路总长度 最长的立管I的最底层散热器I l的环路。
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2、室内热水供暖系统水力计算的方法
等温降法和不等温降法 等温降法就是采用相同的设计温降进行 水力计算的一种方法。该方法认为双管系统 每组散热器的水温降相同，如低温双管热水 供暖系统，每组散热器的水温降都为25度； 单管系统每根立管的供回水温降相同，如低 温单管热水供暖系统，每根立管的水温降都 为25度。在这个前提下计算各管段流量，进 而确定各管段管径。此法简便、易于计算， 但不易使各并联环路阻力达到平衡，运行时 易出现近热远冷的水平失调问题。