室内供暖系统的水力计算

计算步骤：
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)，但它的不 平衡率大于15％。这说明对于高于三层以上的建 筑物，如采用上供下回式的双管系统，若无良好 的调节装置(如安装散热器温控阀等)，竖向失调 状况难以避免。
第四节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题
热媒流速与流量的关系
m/s
简化的计算式
Pa / m
附录4-1
管段的局部损失
Pa
水流过热水供暖系统管路的附件（如三 通、弯头、阀门等）的局部阻力系数可 查附录4-2。
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。
计算步骤：
6．求各管段的压力损失 Pa 7．求环路总压力损失 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。
计算步骤：
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
第二节、系统管路水力计算的任务及方法
管路的水力计算从系统的最不利环路开始， 也即是从允许的比摩阻R最小的一个环路开 始计算。由n个串联管段组成的最不利环路， 它的总压力损失为n个串联管段压力损失的 总和。
Pa
第二节、系统管路水力计算的任务及方法
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出 最不利循环环路或者分支环路的平均比摩阻
二、机械循环同程式热水供暖系统 管路的水力计算方法和例题
计算方法和步骤：
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和回水 总干管的管径及其压力损失。计算方法 与例题4-2相同，见水力计算表4-5。 2.用同样方法，计算通过最近立管Ⅰ的 环路，从而确定出立管Ⅰ、回水干管各 管段的管径及其压力损失。
复习知识点
比摩阻的计算：
Pa / m
摩擦阻力系数：
λ的计算
（1）层流流动时：
（2）紊流流动时： 1）紊流光滑区：
2）紊流过渡区：
3）紊流粗糙区：
对于热水供暖系统，根据运行时间积 累的资料，K值目前推荐采用下面的 数值：
对室内热水供暖系统管路
对室外热水网路
热水的流动状态：
对室内热水供暖系统管路： 处在紊流过渡区 对室外热水网路： 处在紊流粗糙区 （阻力平方区）
计算原理及方法
是在单管系统中各立管的温降各不相等的前提下进 行水力计算。 以并联环路节点压力平衡的基本原理进行水力计算。 在热水供暖系统的并联环路上，当其中一个并联支 路节点压力损失确定后，对另一个并联支路预先给 定其管径，从而确定通过该立管的流量以及该立管 的实际温度降。 这种计算方法对各立管间的流量分配完全遵守并联 环路节点压力平衡的水力学规律，能使设计工况与 实际工况基本一致。
• 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 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。
1.根据已知温降，计算各管段流量。
2.根据系统的循环作用压力，确定最 不利环路的平均比摩阻Rpj
最大允许流速
3.根据Rpj和各管段流量，查附录4-1选出最接近 管径，确定该管径下管段的实际比摩阻R和实 际流速v。 4.确定各管段的压力损失，进而确定系统总的 压力损失。
三、不等温降的水力 计算原理和方法
一、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； 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。
一、系统管路水力计算的基本公式
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。
' I1
Pa
计算步骤：
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。 4．确定长度压力损失 Py Rl
计算步骤：
5．确定局部阻力损失Z 1）确定局部阻力系数 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 4-2 查得其阻 力系数 2 ）利用附录表 4-3 ，根据管段流速 v 可查得动压 头 ，利用式 可得 值。
二、等温降法水力 水力计算方法
• 等温降法采用相同设计温降进行水力计算 • 它认为双管系统每组散热器水温降相同； 单管系统每根立管的供回水温降相同，在 此前提下计算各管段流量，进而确定各管 段管径。 • 等温降法简便，易于计算，但不易使各并 联环路阻力达到平衡，运行时易于出现近 热远冷的水平失调问题。
二、不等温降水力计算方法和步骤
1.首先任意给定最远立管的温降（一般按设计温降 增加2~5℃）； 2.确定管路最末端的第二根立管的管径； 3.由远至近依次确定出该环路的管径； 4.计算各个分支循环环路。
第三节 重力循环双管系统管路水力计算方法和例题
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：
Pa / m
根据算出的Rpj及环路中各管段的流量，利用水力 计算图表，可以选出最接近的管径，并求出最不 利循环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。
第二节、系统管路水力计算的任务及方法
第一种情况的水力计算有时也用在已知各管段的 流量和选定的比摩阻 R 值或者流速 v 值的场合，此 时选定的 R 值和 v值，常采用经济值，称经济比摩 阻或经济流速。 如选用较大的R值，管径可缩小，单系统的压力损 失增大，水泵的电能消耗增加。 为了各循环环路易于平衡，最不利循环环路的平 均比摩阻不宜选得过大。 在设计实践中，Rpj一般取60~120Pa/m为宜。
一、热水管路的阻力数
s1 G1
G
s 2 G2 s3 G3
P
对于由并联管段组成 热水管路，管路的总流量为各并联 管段流量之和：

可得：
一、热水管路的阻力数
设：
则有： 又因：
可得： 在并联管路上，各分支管段的流量分配与其通导数成正比。 各分支管段的阻力状况不变时，管路的总流量在各分支管 段上的流量分配比例不变。
Pa
（2）管段15、17、18与管段13、14、l为并联管路。通过管 段15、17、18的资用压力为
Pa
（3）管段15、17、18的实际压力损失为459+159.1十119.7 ＝738Pa。 （4）不平衡率x13＝(976-738)／976＝24.4％＞15％ 因17、18管段已选用最小管径，剩余压力只能用第三层散热 器支管上的阀门消除。
计算方法和步骤
3.求并联环路立管Ⅰ和立管Ⅴ的压力损失 不平衡率，使其不平衡率在±5%以内。 4.根据水力计算结果，利用图示方法（见 图4-6），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。
计算方法和步骤
5. 确定其它立管的管径。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。 计算方法与例题4-2的方法相同。 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。 不平衡率应在±10%以内。 通过同程式系统水力计算例题可见，虽然同程 式系统的管道金属耗量，多于异程式系统，但 它可以通过调整供、回水干管的各管段的压力 损失来满足立管间不平衡率的要求。
机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题
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。
Pa
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。
计算步骤：
计算步骤：
• 1．选择最不利环路 由图4-6可见，最不利环路是 通过立管 I 的最底层散热器 Il(1500W) 的环路。这 P 个环路从散热器 Il顺序地经过管段 1、2、3、4、5、 6 ，进入锅炉，再经管段 7 、 8 、 9 、 10 、 11 12 、 13、14回到散热器I1。 • 2．计算通过最不利环路散热器Il的作用压力
一、热水管路的阻力数
热水管路系统中各管段的压力损失和流量 分配，取决与各管段的连接方法以及各管 段的阻力数s值。
一、热水管路的阻力数
G
s1
s2
s3
P 1
P2
P3
P
对于由串联管段组成 热水管路，串联管段的总压降为：
根据4-22有：
由此可知：在串联管路中，管路的总阻力数为各 串联管段阻力数之和。
机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题
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。重力循 环作用压力可按设计工况下的最大值的2／3计 算(约相应于采暖平均水温下的作用压力值)。
第四章 热水采暖系统的 水力计算