設(shè)計(jì)與繪圖水利計(jì)算

1、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備n我們周圍物質(zhì)哪些是流體，哪些不是流體，流我們周圍物質(zhì)哪些是流體，哪些不是流體，流體有什么共同點(diǎn)？體有什么共同點(diǎn)？n（一）流體的概念 液體和氣體統(tǒng)稱為流體；常見的為水、空氣、油、燃?xì)獾取1、流體的基本特征n（1）具有流動(dòng)性；n（2）流體的抗拉、抗切能力極小n（3）流體的抗壓能力較強(qiáng)；粘性n（3）粘滯性（粘性）：流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間）粘滯性（粘性）：流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間或流層間因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力或流層間因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力（內(nèi)力）以反抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，叫做（內(nèi)力）以反抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，叫做粘性粘性燃?xì)庹承栽谳斔椭械挠绊憂粘度引起流體與管壁之間的摩擦。n結(jié)論：1、不同物質(zhì)的粘度是不同的。n

2、2、輸配過程中，物質(zhì)的粘度越小越好。 摩擦損失小，壓力損失小。d1d2P1 (壓力大)P1(壓力低)壓力大壓力大, ,輸送成本低輸送成本低, ,危險(xiǎn)性大危險(xiǎn)性大. .壓力容器和壓力管道的安全性最重要。壓力容器和壓力管道的安全性最重要。流量一定時(shí)不同輸送壓力下的管徑流量一定時(shí)不同輸送壓力下的管徑P2P2二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)步驟二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)步驟n（一）設(shè)計(jì)流量計(jì)算（一）設(shè)計(jì)流量計(jì)算n城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的管徑及設(shè)備通過能城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的管徑及設(shè)備通過能力不能直接用燃?xì)獾哪暧昧縼泶_定，而力不能直接用燃?xì)獾哪暧昧縼泶_定，而應(yīng)按燃?xì)庥?jì)算月的小時(shí)最大流量進(jìn)行計(jì)應(yīng)按燃?xì)庥?jì)算月的小時(shí)最大流量進(jìn)行計(jì)算。算

3、。n確定燃?xì)庑r(shí)計(jì)算流量的方法有兩種確定燃?xì)庑r(shí)計(jì)算流量的方法有兩種n1、不均勻系數(shù)法、不均勻系數(shù)法n2、同時(shí)工作系數(shù)法、同時(shí)工作系數(shù)法城市燃?xì)夥峙涔艿赖挠?jì)算流量n各種壓力和用途的城市燃?xì)夥峙涔艿赖挠?jì)算流量是按計(jì)算月的高峰小時(shí)最大用氣量計(jì)算的，其小時(shí)最大流量由年用氣量和用氣不均勻系數(shù)求得nQ=QYK1maxK2maxK3max/(365*24)室內(nèi)和庭院燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量n根據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，室內(nèi)燃?xì)夤艿赖男r(shí)計(jì)根據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，室內(nèi)燃?xì)夤艿赖男r(shí)計(jì)算流量應(yīng)根據(jù)所有燃具的額定流量及其同時(shí)工作系數(shù)算流量應(yīng)根據(jù)所有燃具的額定流量及其同時(shí)工作系數(shù)確定，計(jì)算公式如下：確定，計(jì)算公式如下：

4、n Qj=KQnNn式中式中 Qj室內(nèi)燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量（室內(nèi)燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量（m3/h）；）；nK燃具的同時(shí)工作系數(shù)；燃具的同時(shí)工作系數(shù)；nN同一類型燃具數(shù)目；同一類型燃具數(shù)目；nQn該類型燃具的額定流量（該類型燃具的額定流量（m3/h）。）。n同時(shí)工作系數(shù)反映燃?xì)庥镁呒惺褂玫某潭?，它與用同時(shí)工作系數(shù)反映燃?xì)庥镁呒惺褂玫某潭?，它與用戶的生活規(guī)律、燃?xì)庥镁叩姆N類、數(shù)量等因素密切相戶的生活規(guī)律、燃?xì)庥镁叩姆N類、數(shù)量等因素密切相關(guān)。關(guān)。n同時(shí)工作系數(shù)見城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范同時(shí)工作系數(shù)見城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范同類型燃具數(shù)目N燃?xì)怆p眼灶燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器同類型燃具數(shù)目N燃?xì)怆p眼灶燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器

5、同類型燃具數(shù)目N燃?xì)怆p眼灶燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器11.01.0100.540.25800.350.17221.00.56150.480.22900.3450.17130.850.44200.450.211000.340.1740.750.38250.430.202000.310.1650.680.35300.400.193000.300.1560.640.31400.390.184000.290.1470.600.29500.380.1785000.280.13880.580.27600.370.1767000.260.13490.560.26700.360.17410000.250.13居民

6、生活用燃具的同時(shí)工作系數(shù)居民生活用燃具的同時(shí)工作系數(shù)K 表3.1.3.1燃具數(shù)N12345678910同時(shí)工作系數(shù)1.000.560.440.380.350.310.290.270.260.25燃具數(shù)N15203040509010020010002000同時(shí)工作系數(shù)0.220.200.180.150.140.130.120.110.100.09居民生活用熱水器的同時(shí)工作系數(shù)居民生活用熱水器的同時(shí)工作系數(shù)K0 表3.1.3.2 注：1）、表中“燃?xì)怆p眼灶”是指一戶居民裝設(shè)一個(gè)雙眼灶的同時(shí)工作系數(shù)；當(dāng)每一戶居民裝設(shè)兩個(gè)單眼灶時(shí)，也可參照本表。2）、表中“燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器”是指一戶居民裝設(shè)一個(gè)

7、雙眼灶和一個(gè)快速熱水器的同時(shí)工作系數(shù)。3）、本表中各數(shù)據(jù)與城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范附表F相同。n例題講解例題講解 熱水器流量熱水器流量4.2 Nm3/h 煤氣爐流量煤氣爐流量1.4 Nm3/h(人工人工煤氣煤氣)n管段管段 額定流量額定流量Q Nm3/h 同時(shí)工作系數(shù)同時(shí)工作系數(shù) K0 計(jì)算流量計(jì)算流量Nm3/hn0-1 1.4 1 1.4n1-2 5.6 1 5.6n2-3 5.6 1 5.6 n3-4 5.6 1. 5.6n4-5 11.2 0.56 6.272n5-6 16.8 0.44 7.392n6-7 28 0.38 10.64n剩余讓學(xué)生完成剩余讓學(xué)生完成壓力損失壓力損失分類：沿程壓力損

8、失（直管損失）局部壓力損失（閥門彎頭等損分類：沿程壓力損失（直管損失）局部壓力損失（閥門彎頭等損失）失）一、直管阻力損失計(jì)算方法一、直管阻力損失計(jì)算方法1、公式法（通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算）、公式法（通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算）低壓燃?xì)夤艿绬挝婚L(zhǎng)度的摩擦阻力損失計(jì)算公式（低壓燃?xì)夤艿绬挝婚L(zhǎng)度的摩擦阻力損失計(jì)算公式（城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)規(guī)范P/L=6.26107Q2/d5T/T0P 燃?xì)夤艿滥Σ磷枇p失（燃?xì)夤艿滥Σ磷枇p失（Pa）燃?xì)夤艿滥Σ磷枇ο禂?shù)（見設(shè)計(jì)規(guī)范）燃?xì)夤艿滥Σ磷枇ο禂?shù)（見設(shè)計(jì)規(guī)范）L燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長(zhǎng)度（燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長(zhǎng)度（m）；）；Q燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量（燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量（m

9、3/h）d管道內(nèi)徑（管道內(nèi)徑（mm）燃?xì)獾拿芏龋ㄈ細(xì)獾拿芏龋╧g/m3）T設(shè)計(jì)中所采用的燃?xì)鉁囟龋ㄔO(shè)計(jì)中所采用的燃?xì)鉁囟龋↘）T0273K高壓、次高壓和中壓燃?xì)夤艿赖膯挝婚L(zhǎng)度摩擦阻力損失n（P12-P22）/L=1.271010Q2/d5T/T0ZnP1燃?xì)夤艿榔瘘c(diǎn)壓力（絕對(duì)壓力）燃?xì)夤艿榔瘘c(diǎn)壓力（絕對(duì)壓力）KpanP2燃?xì)夤艿澜K點(diǎn)的壓力燃?xì)夤艿澜K點(diǎn)的壓力（絕對(duì)壓力）（絕對(duì)壓力）KpanZ壓縮因子，當(dāng)燃?xì)鈮毫π∮趬嚎s因子，當(dāng)燃?xì)鈮毫π∮?.2Mpa（表壓）（表壓）時(shí)，時(shí)，Z取取1；根據(jù)查圖法計(jì)算P/Ln根據(jù)計(jì)算流量管徑查圖根據(jù)計(jì)算流量管徑查圖n查出查出P/L,并進(jìn)行密度修正并進(jìn)行密度修正nP/

10、L=(P/L)=1 實(shí)際密度實(shí)際密度nP= (P/L) L練習(xí)練習(xí)某戶內(nèi)煤氣管道，管徑某戶內(nèi)煤氣管道，管徑d=25mm，流量為，流量為4m3/h，管材為鍍鋅鋼管，管長(zhǎng)為，管材為鍍鋅鋼管，管長(zhǎng)為20m，求通過，求通過此管段的沿程壓力損失。此管段的沿程壓力損失。（燃?xì)夥N類為天然氣，密度約為（燃?xì)夥N類為天然氣，密度約為0.8Kg/m3）解:根據(jù)計(jì)算流量管徑查圖根據(jù)計(jì)算流量管徑查圖查出查出P/L,并進(jìn)行密度修正并進(jìn)行密度修正P/L=(P/L)=1 實(shí)際密度實(shí)際密度/P= (P/L) L燃?xì)夤艿赖木植孔枇一般室外燃?xì)夤艿赖木植孔枇砂慈細(xì)夤艿姥匾话闶彝馊細(xì)夤艿赖木植孔枇砂慈細(xì)夤艿姥爻套枇p失的程阻力

11、損失的5%10%進(jìn)行計(jì)算，不需要單進(jìn)行計(jì)算，不需要單獨(dú)計(jì)算局部阻力。獨(dú)計(jì)算局部阻力。n室內(nèi)燃?xì)夤艿烙捎诰植繕?gòu)件比較多，所以需要室內(nèi)燃?xì)夤艿烙捎诰植繕?gòu)件比較多，所以需要單獨(dú)計(jì)算局部阻力。單獨(dú)計(jì)算局部阻力。nP=V2/2nP局部阻力的壓力損失（局部阻力的壓力損失（Pa）n計(jì)算管段中局部阻力系數(shù)的總和。（見計(jì)算管段中局部阻力系數(shù)的總和。（見表表4-3）（高層建筑燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)指南）（高層建筑燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)指南）n或用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算或用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算nL2= l2nl2當(dāng)量長(zhǎng)度（當(dāng)量長(zhǎng)度（m）（見表）（見表45）配件名稱直流三通分流三通驟縮管漸縮管直角彎管光滑彎管旋塞開關(guān)閘閥凝水器球閥0.31.50.50

12、.11.10.32.00.52.02.0常用配件的局部阻力系數(shù)管徑/mm15202532405075100150200250當(dāng)量長(zhǎng)度l2/m0.40.60.81.01.52.54.05.08.012.016.0各種直徑管子的當(dāng)量長(zhǎng)度練習(xí)n某戶內(nèi)煤氣管道，管徑某戶內(nèi)煤氣管道，管徑d=20mm，流量為，流量為2m3/h，管材為，管材為鍍鋅鋼管，管長(zhǎng)為鍍鋅鋼管，管長(zhǎng)為10m，局部構(gòu)件包括旋塞閥，局部構(gòu)件包括旋塞閥1個(gè)，直角彎個(gè)，直角彎頭頭2個(gè)），求通過此管段的沿程損失和局部損失之和。個(gè)），求通過此管段的沿程損失和局部損失之和。（燃?xì)夥N類為天然氣，密度約為（燃?xì)夥N類為天然氣，密度約為0.8Kg/m3）

13、n旋塞閥旋塞閥=2.0 ,直角彎頭直角彎頭=1.1n查表查表4-5 20mm管管=1時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度l2=0.6nL2= l2=4.20.6=2.52mn管段的計(jì)算長(zhǎng)度管段的計(jì)算長(zhǎng)度 L=10+2.52=12.52mn根據(jù)計(jì)算流量管徑查圖根據(jù)計(jì)算流量管徑查圖查出查出P/L,并進(jìn)行密度修正并進(jìn)行密度修正P/L=(P/L)=1 實(shí)際密度實(shí)際密度=2.10.8=1.68pa/mP= (P/L) L=1.6812.52=計(jì)算各管段的附加壓頭計(jì)算附加壓頭，由系統(tǒng)圖查得標(biāo)高差，計(jì)算附加壓頭，由系統(tǒng)圖查得標(biāo)高差，根據(jù)根據(jù)P P附附= =H Hg g(a a-g g) )。H H燃?xì)夤苣┒伺c始端的高度

14、差燃?xì)夤苣┒伺c始端的高度差a a空氣的密度空氣的密度 kg/mkg/m3 3 (1.293Kg/Nm(1.293Kg/Nm3 3) )g g燃?xì)獾拿芏热細(xì)獾拿芏?kg/mkg/m3 3( (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃?xì)獾拿芏让芏? )g=10g=10各管段的實(shí)際壓力損失，為沿程損失各管段的實(shí)際壓力損失，為沿程損失+ +局部損局部損失失 H Hg g(a a-g g) )。例題n每家用戶裝雙眼灶一臺(tái)，額定用氣量為每家用戶裝雙眼灶一臺(tái)，額定用氣量為0.9m3/h；使用天然氣，燃?xì)饷芏葹?；使用天然氣，燃?xì)饷芏葹?.8kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘度為，運(yùn)動(dòng)粘度為15106m2/s。n解解n1、確定計(jì)算流量：n

15、在系統(tǒng)圖上對(duì)計(jì)算管段進(jìn)行編號(hào)114號(hào)。n2、確定各管段的計(jì)算長(zhǎng)度L1，標(biāo)在圖上：n管道計(jì)算流量為：Qj=KQnNn管段管段12為例進(jìn)行以下計(jì)算為例進(jìn)行以下計(jì)算n（1）局部阻力系數(shù)）局部阻力系數(shù)查表得查表得n直角彎頭直角彎頭4個(gè)個(gè),=1.1 旋塞旋塞1個(gè)個(gè) =2.0n =1.14+2.0=6.4n（2）計(jì)算）計(jì)算=1時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度l2（d/）n根據(jù)預(yù)定管徑根據(jù)預(yù)定管徑DN15，當(dāng)量長(zhǎng)度，當(dāng)量長(zhǎng)度l2=0.4;n（3）計(jì)算所有局部構(gòu)件的當(dāng)量長(zhǎng)度）計(jì)算所有局部構(gòu)件的當(dāng)量長(zhǎng)度L2 L2=l2=6.40.4=2.56mn（4）確定計(jì)算長(zhǎng)度）確定計(jì)算長(zhǎng)度Ln管段長(zhǎng)度管段長(zhǎng)度L1=2.1mn L=

16、L1+L2=2.1+2.56=4.66 mn(5)計(jì)算單位長(zhǎng)度的摩擦阻力損失計(jì)算單位長(zhǎng)度的摩擦阻力損失P/Ln管材選用鍍鋅鋼管。管材選用鍍鋅鋼管。n當(dāng)管道直徑當(dāng)管道直徑DN15，流量，流量0.9m3/h，查出單位長(zhǎng)度摩擦損失，查出單位長(zhǎng)度摩擦損失P0/L=3.0Pa/mn 進(jìn)行密度修正，進(jìn)行密度修正，=0.8kg/m3n P/L=P0/L0.8=2.4Pa/mn(6)計(jì)算管段阻力降計(jì)算管段阻力降Pn P=P/LL=2.44.66=11.2Pan(7)計(jì)算附加壓頭計(jì)算附加壓頭Hn h=1.2mn H=10（a）h=10（1.2930.8）(1.2)=5.9Pan(8)管段實(shí)際壓力損失管段實(shí)際壓力損失nPH=11.2(5.9)=17.1Pan重復(fù)上述步驟，即可計(jì)算出各管段實(shí)際壓力損失。其計(jì)算結(jié)果位于下表中。重復(fù)上述步驟，即可計(jì)算出各管段實(shí)際