热水网路的水力计算和水压图

第九章 热水网路的水力计算和水压图
3、选定回水管的动水压曲线的位置。在网路循环水泵运 转时，网路回水管各点的测压管水头的连接线，称为回水 管动水压曲线。 回水管的动压线的位置，应满足下列要求。 1）回水管动水压曲线应保证所有直接连接的用户系统不 倒空和网路上任何一点的压力不应低于5mH2O的要求。 2）控制回水管动压曲线最高位置的要求。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
如供暖系统水平供水干管过长，阻力损失较大，则 有可能在干管上出现负压。
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。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
第四节 热水网路的水压图
通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热网和 个热用户的压力状况，并确保使它实现的技术措施。水压 图是热水网路设计和运行的重要工具。 一、热水网路压力状况的基本技术要求 1、在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过 该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。 2、在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的地点， 热媒压力应不低于该水温下的汽化压力（下限要求）。
2、选定静水压曲线的位置。静水压曲线是网路循环水泵 停止工作时，网路上各点的测压水头的连接线。它是 一条水平的直线。静水压曲线的高度必须满足下列条 件。 1）与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层散热 器所承受的静水压力应不超过散热器的承压能力。 2）热水网路及与它直接连接的用户系统内，不出现汽 化或倒空（下限要求）。
1.利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力（压 头）值。管道中任意点的压头就是等于该点测压管水头 高度和该点所处的位置标高之间的高差（mH2O）。如1 点的水头就等于 mH2O。 2.利用水压曲线，可表示出各管段的压力损失值。由于 热水网路管道中各处的流速差别不大，因而可以认为： 管道中任意两点的测压管水头高度之差就等于水流过该 两点之间的管道压力损失值。
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t/h； Gt —管段的水流量，
m； d —管子的内直径，
—管道内壁的摩擦阻力系数；
—水的密度，kg / m3。 Gt2 3 0.25 R 6.88 10 K d 5.25 K 0.0476Gt0.381 d 0.387 ( R)0.19
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设计参考数据： 对于网路直接连接的供暖系统，约为（1－2）mH2O； 对于网路直接连接的暖风机供暖系统或大型的散热器供 暖系统，约为（3－5）mH2O； 对于采用水喷射器的供暖系统，约为（8－12）mH2O； 对于水－水换热器间接连接的用户系统，约为（10－15） mH2O。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
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：
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：
Qn Qn Gn A ) 2 ) c(1 2 (1
Pa / m
（9-2） （9-3） （9-4）
m
( R)0.5 d 2.625 Gt 12.06 K 0.125 其中 K 0.5 mm。
t/h
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当计算时可采用附录9-1，若条件不同时，则有： （1）K 值不同的修正 0.25 K sh Rsh Rbi mRbi Pa / m K bi （2） 不同的修正（ G const ）
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第九章 热水网路的水力计算和水压图
第六节 其它定压方式（氮气罐、空气囊定 压；蒸汽定压）
第九章 热水网路的水力计算和水压图
四、循环水泵性能参数的确定
网路循环水泵是驱动热水在热水供热系统中循环流动的机械 设备。在完成热水系统管网的水力计算后，便可以确定网路循环 水泵的流量和扬程。 网路循环水泵流量的确定。对具有多种热用户的闭式热水系 统，原则上应首先绘制供水综合调节曲线，将各种热负荷的网路 总水流量曲线相叠加，得出相应某一室外温度tw下的网路最大设 计流量值，作为选择的依据。 循环水泵的扬程，应不小于设计流量条件下热源、热网和最 不利用户环路的压力损失之和。 H=Hr+Hw +Hy Pa (或mH2O) （9－19）
第九章 热水网路的水力计算和水压图
热水网路水力计算与水压图
热水网路水力计算的主要任务是： 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。 根据热水网路水力计算成果，不仅能确定网路各管段的 管径，而且还可确定网路循环水泵的流量和扬程。
第三节 水压图的基本概念
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。通过绘制水 压图的方法，可以清晰地 表示出热水管路中各点的 压力。总水头线与测压管 水头线：图9-3
第九章 热水网路的水力计算和水压图
在利用水压图分析热水供热系统中管路的水力工况时， 应注意以下几点：
第九章 热水网路的水力计算和水压图
第一节 热水网路水力计算的基本公式
热水网路的水流量通常以吨/小时（t/h）表示。表达每米管 长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关系式，可改 写为
2 G R 6.25 102 t5 d
Pa / m
（9-1）
式中 R —每米管长沿程损失（比摩阻）， Pa / m；
4、选定供水管动水压曲线的位置。在网路循环水泵运 转时，网路供水管各点的测压管水头的连接线，称为 供水管动水压曲线。同理，供水管动水压曲线沿着水 流方向逐渐下降，它在每米管长上降低的高度反映了 供水管的比压降值。 供水管的动压线的位置，应满足下列要求。 1）网路供水干管以及与网路直接连接的用户系统的 供水水管中，任何一点都不应出现汽化。 2）在网路上任何一处用户引入口或热力站的供、回 水管之间的资用压差，应满足用户引入口或热力站所 要求的循环压力。
当量长度 ld
0.19
dbi
（9-8）
d 1.25 ld 9.1 0.25 K ld 的修正。 当 K 值不同时， d
m
（9-9）
lsh.d
K bi K sh
0.25
lbi.d lbi.d
m
（9-10）
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第五节 补给水泵定压方式
为使热网按水压图给定的压力状况运行，要靠所采用 的定压方式，定压点的位置和控制好定压点说要求的 压力。 补给水泵定压的三种主要形式 1、补给水泵连续补水定压方式； 2、补给水泵间歇补水定压方式； 3、补给水泵补水定压点设在旁通管处的定压方式。
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。水压曲线越陡，管段的单位管长的平 均压降就越大。 4.由于热水管路系统是一个水力连通器，因此，只 要已知或固定管路上任意一点的压力，则管路中其它 各点的压力也就已知或固定了。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
从图分析可见，当膨胀水箱的安装高度超过用户系统 的充水高度，而膨胀水箱的膨胀管又连接在靠近循环水泵 进口侧时，就可以保证整个系统，无论在运行或停运时， 各点的压力都超过大气压力。这样系统中不会出现负压， 以致引起热水汽化或吸入空气等，从而保证系统可靠地运 行。 在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳 系统水膨胀体积之用，还起着对系统定压作用。 注意：热水供热系统水压曲线的位置，取决于定压装置对 系统施加压力的大小和定压点的位置。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。
t/h （9-13）
Qn Qt Qr Gn Gt Gr A( Gsh ) 1 2. t 1 2. r 1 2
(9-14)
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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。在一般情况下，热水 网路主干线的设计平均比摩阻可取30～70Pa/m。 3、根据网路主干线各段的计算流量和初步选用的平均比 摩阻R值，利用附录9-1的水力计算表，确定主干线各管 段的标准管径和相应的实际比摩阻。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
从运行安全角度考虑，《热网规范》规定，除上述要求 外还应留有30-50kPa的富裕压力。 3、与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环 水泵运转或停止工作时，其用户系统会水管出口处压力， 必须高于用户系统地充水高度，以防止系统倒空吸入空 气，破坏正常运行和腐蚀管道（下限要求）。 4、网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至 少高出5mH2O, 一面吸入空气（下限要求）。 5、在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管 的资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压头（供 回水压差要求）。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
二、绘制热水网路水压图的步骤和方法 1、以往路循环水泵的中心线的高度（或其他方便的高度） 为基准面， 在纵坐标上按一定比例尺作出标高的刻度（如 图9-6上的o-y）。沿基准面在横坐标上按一定比例的比例 尺作出距离的刻度（如图9-6上的o-x）。 按照网路上的各点和各用户从热源出口起沿管路计算的 距离，在o-x轴上相应点标出网路相对于基准面的标高和房 屋高度。各点网路高度的连接线就是图9-6上带有阴影的线， 表示沿管线的纵剖面。
4、根据选用的标准管径和管段中局部阻力的形式，查附 录9-2，确定各管段局部阻力的当量长度的总和，以及 管段的折算长度。 5、根据管段的折算长度以及由附录9-1查到的比摩阻， 利用式（9-11），计算主干线各管段的总压降。 6、进行热水网路支干线、支线等水力计算。
第九章 热水网路的水力计算和水压图
P R(l ld ) Rlzh 此时，
Pa
（9-11）
在进行估算时，局部阻力的当量长度 ld 可按管道实际长度 的 l 百分数来计算。
ld a jl m
（9-12）
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第二节 热水网络水力计算方法和例题
热水网络水力计算所需资料： 1.网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附 件和配件）； 2.热用户热负荷的大小； 3.热源的位置以及热媒的计算温度。 热水网路的水力计算方法及步骤： 1、确定热水网路中各个管段的计算流量 管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算 流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。
（9-5）
bi vsh vbi sh bi Rsh Rbi sh
（Leabharlann Baidu-6）
（9-7）
第九章 热水网路的水力计算和水压图
（3）G const , R const ,此时：
bi d sh sh


第九章 热水网路的水力计算和水压图
选择循环水泵时，应注意：
1、循环水泵的流量—扬程特性曲线（G－H线），在水泵工作点附近 应比较平缓，以便当网路水力工况发生变化时，循环水泵的扬程变化 较小。一般单级水泵特性曲线比较平缓，以选用单级水泵作为循环水 泵。 2、循环水泵的承压、耐温能力应与热网的设计参数相适应。循环水泵 多安装在热网回水管上。循环水泵允许的工作温度，一般不应低于 80℃。 3、循环水泵的工作点应在水泵高效工作范围内。 4、循环水泵台数的确定，与热水供热系统所采用的供热调节方式有关。 循环水泵的台数不得少于两台，其中一台备用。 5、当多台水泵并联运行时，应绘制水泵和热网水利特性曲线，确定其 工作点，进形水泵选择。