流體力學(xué)第十一章

1、2022-7-4 1第十一章第十一章 流體力學(xué)在流體輸流體力學(xué)在流體輸配管網(wǎng)中的應(yīng)用配管網(wǎng)中的應(yīng)用 第一節(jié)第一節(jié) 流體輸配管網(wǎng)水力計算流體輸配管網(wǎng)水力計算 第二節(jié)第二節(jié) 管網(wǎng)水力工況與水力穩(wěn)定性分析管網(wǎng)水力工況與水力穩(wěn)定性分析 2022-7-4 2一、管網(wǎng)水力計算的目的與任務(wù)一、管網(wǎng)水力計算的目的與任務(wù)11-1 流體輸配管網(wǎng)水力計算流體輸配管網(wǎng)水力計算 水力計算目的：水力計算目的： 合理地確定管網(wǎng)中各管段的管徑和系統(tǒng)所需的作用水頭合理地確定管網(wǎng)中各管段的管徑和系統(tǒng)所需的作用水頭或動力設(shè)備，使系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟有效的完成輸送任務(wù)?；騽恿υO(shè)備，使系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟有效的完成輸送任務(wù)。 在一定流量下

2、：在一定流量下：dv造價造價損失損失，運行費用，運行費用dv造價造價損失損失，運行費用，運行費用經(jīng)濟流速經(jīng)濟流速使造價與運行費用之和最小時的流速使造價與運行費用之和最小時的流速。 工程上，一般根據(jù)節(jié)省工程造價和運行費用以及建筑對噪聲工程上，一般根據(jù)節(jié)省工程造價和運行費用以及建筑對噪聲的要求等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定出管道內(nèi)的流速。的要求等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定出管道內(nèi)的流速。2022-7-4 31、已知各管段、已知各管段流量流量，確定各管段，確定各管段管徑管徑和和系統(tǒng)作用壓力系統(tǒng)作用壓力2、已知各管段、已知各管段流量流量和和系統(tǒng)作用壓力系統(tǒng)作用壓力，確定各管段，確定各管段管徑管徑3、

3、已知各管段、已知各管段管徑管徑和和系統(tǒng)作用壓力系統(tǒng)作用壓力，確定管段，確定管段流量流量4、已知各管段、已知各管段流量流量和和管徑管徑，確定所需，確定所需系統(tǒng)作用壓力系統(tǒng)作用壓力工程上遇到的水力計算任務(wù)可歸納為如下四種：工程上遇到的水力計算任務(wù)可歸納為如下四種：二、管網(wǎng)系統(tǒng)型式及其特點二、管網(wǎng)系統(tǒng)型式及其特點風(fēng)風(fēng)機機枝狀管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)用戶支線閉用戶支線閉合回路合回路城市配水管網(wǎng)城市配水管網(wǎng)2022-7-4 4枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)比較：枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)比較：可靠性較高可靠性較高 特點特點 呈樹枝狀呈樹枝狀 優(yōu)點優(yōu)點 管線總長度較短，管線總長度較短，建設(shè)費用低建設(shè)費用低

4、 缺點缺點 可靠性差可靠性差 運用運用 采暖的室外管道，采暖的室外管道，通風(fēng)管路系統(tǒng)通風(fēng)管路系統(tǒng) 呈閉合環(huán)路呈閉合環(huán)路 管線長，造價高管線長，造價高 采暖室內(nèi)管網(wǎng)、采暖室內(nèi)管網(wǎng)、城鎮(zhèn)配水管網(wǎng)城鎮(zhèn)配水管網(wǎng)可靠性較高可靠性較高 2022-7-4 5三、枝狀管網(wǎng)計算三、枝狀管網(wǎng)計算遵循原則：遵循原則：u節(jié)點上節(jié)點上 0qvu各并聯(lián)管路阻力平衡各并聯(lián)管路阻力平衡（損失相等損失相等）。）。1新建枝狀管網(wǎng)主管線的計算新建枝狀管網(wǎng)主管線的計算 即：管路布置已定（包括各管段長度即：管路布置已定（包括各管段長度l、管壁粗糙度、管壁粗糙度、局部構(gòu)件的、局部構(gòu)件的型式和數(shù)量），已知用戶所需流量型式和數(shù)量），已知用戶

5、所需流量qv和末端預(yù)留壓頭和末端預(yù)留壓頭 Hy（pv )，要求確，要求確定各管段管徑定各管段管徑d 和系統(tǒng)所需的作用壓力進而為系統(tǒng)選擇合適的動力設(shè)備。和系統(tǒng)所需的作用壓力進而為系統(tǒng)選擇合適的動力設(shè)備。 （第一類計算任務(wù)）（第一類計算任務(wù)）風(fēng)機風(fēng)機187654322022-7-4 6（1）劃分管段，標(biāo)管段號）劃分管段，標(biāo)管段號;（2）確定主管線（或最不利環(huán)路）確定主管線（或最不利環(huán)路）;（3）按節(jié)點流量平衡條件，由末梢節(jié)點逐步計算各管段）按節(jié)點流量平衡條件，由末梢節(jié)點逐步計算各管段流量流量qv;（4）確定主管線上各管段的管徑）確定主管線上各管段的管徑;evvq4d 一般是由一般是由初算管徑初算管

6、徑，然后根據(jù)規(guī)格選擇標(biāo)準(zhǔn)管徑然后根據(jù)規(guī)格選擇標(biāo)準(zhǔn)管徑( 假定假定流速法）流速法） 計算方法與步驟：計算方法與步驟： 2022-7-4 7系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)設(shè)H11H. （7）選擇動力設(shè)備）選擇動力設(shè)備 （5）計算主管線上各管段能量損失及總損失。）計算主管線上各管段能量損失及總損失。(工程上有簡工程上有簡便方法便方法) （6）確定系統(tǒng)所需的作用壓力）確定系統(tǒng)所需的作用壓力 （根據(jù)能量方程確定）（根據(jù)能量方程確定）。開式系統(tǒng)：開式系統(tǒng)： zHhHyw0閉式系統(tǒng)：閉式系統(tǒng)： whH0通風(fēng)管路：通風(fēng)管路：wpp0 計算方法與步驟：計算方法與步驟：系統(tǒng)設(shè)vvq.q11 )p.p(vv系統(tǒng)設(shè)11 2022-7-4

7、 82. 新建枝狀管網(wǎng)支線（或枝狀管網(wǎng)擴建）的計算新建枝狀管網(wǎng)支線（或枝狀管網(wǎng)擴建）的計算 新建管網(wǎng)支線的計算與主管線計算的不同之處是，除管網(wǎng)布置已新建管網(wǎng)支線的計算與主管線計算的不同之處是，除管網(wǎng)布置已定、用戶流量和用戶所需作用壓力已知外，支線上的資用壓力已定，定、用戶流量和用戶所需作用壓力已知外，支線上的資用壓力已定，只需確定各管段直徑。只需確定各管段直徑。(屬于第二類計算任務(wù)屬于第二類計算任務(wù)) 計算方法與步驟：計算方法與步驟：（1）按節(jié)點流量平衡條件，確定支線各管段流量；）按節(jié)點流量平衡條件，確定支線各管段流量；（2）初定支線各管段管徑；）初定支線各管段管徑；（3）根據(jù)初定的管徑，計算

8、支線各管段的損失；）根據(jù)初定的管徑，計算支線各管段的損失；（4）計算支線上的總損失和支線的實際作用壓力；）計算支線上的總損失和支線的實際作用壓力； 支線的實際作用壓力包括支線上的總損失、支線末支線的實際作用壓力包括支線上的總損失、支線末 端用戶所需的作用壓力和位壓等。端用戶所需的作用壓力和位壓等。2022-7-4 9%-%100資用壓力資用壓力 實際作用壓力如不在允許的范圍內(nèi)，重新選擇管徑進行計算。如不在允許的范圍內(nèi)，重新選擇管徑進行計算。（5）根據(jù)并聯(lián)管路流動規(guī)律，計算支線上的資用壓力；）根據(jù)并聯(lián)管路流動規(guī)律，計算支線上的資用壓力；（6）校核節(jié)點阻力是否平衡。）校核節(jié)點阻力是否平衡。 由于工

9、程上的管材有一定的規(guī)格，因此節(jié)點阻力很難由于工程上的管材有一定的規(guī)格，因此節(jié)點阻力很難完全平衡。一般允許有一定的不平衡率。完全平衡。一般允許有一定的不平衡率。 根據(jù)支線的實際作用壓力與資用壓力，按下式計算不根據(jù)支線的實際作用壓力與資用壓力，按下式計算不平衡率：平衡率： 計算方法與步驟：計算方法與步驟：2022-7-410例例1：通風(fēng)系統(tǒng)水平放置，已知：通風(fēng)系統(tǒng)水平放置，已知qv1=2500m3/h， qv2=5000m3/h， qv3=2500m3/h，各管段參數(shù)如下表。確定各管段管徑，選擇合適各管段參數(shù)如下表。確定各管段管徑，選擇合適風(fēng)機（出口風(fēng)壓不計，限定流速風(fēng)機（出口風(fēng)壓不計，限定流速6

10、10m/s，=1.29kg/m=1.29kg/m3 3）。風(fēng)機風(fēng)機18765432 管段長度管段長度(m ) 局部阻力系數(shù)局部阻力系數(shù) 摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù) 1-4 6 1.5 0.02 4-5 8 1.0 0.02 5-6 4 1.15 0.02 7-8 10 0.5 0.02 2-5 12 1.6 0.02 3-4 5 1.6 0.02 2022-7-411解：解：1、確定主干線、確定主干線1-4-5-6-7-8以以1-4段為例段為例: qv1-4=2500m3/h=0.695m3/s，取限定流速為取限定流速為 6m/s，m384. 0614. 3695. 04vq4dev 根據(jù)管材規(guī)

11、格：取根據(jù)管材規(guī)格：取 d1-4=380mm，s/m15. 6dq4v2v41 實際流速：實際流速：管徑合適管徑合適同理：同理： 4-5 段段 d 4-5=470mm； 5-6-7-8段段 d 5-8=600mm；風(fēng)機風(fēng)機18765432qv1=2500m3/hqv3=2500m3/hqv2=5000m3/h2、確定各管段流量：、確定各管段流量： qv1-4=2500m3/h qv4-5=5000m3/h qv5-8=10000m3/h 3、確定主干線各管段管徑、確定主干線各管段管徑2022-7-412風(fēng)機風(fēng)機18765432qv1=2500m3/hqv3=2500m3/hqv2=5000m3

12、/h4、計算主干線各管段的損失、計算主干線各管段的損失以以1-4為例：為例：54412414141/99.90)(8mkgddLSp 同理可算出同理可算出 pw4-5 , pw5-85、確定風(fēng)機理論風(fēng)量和壓頭、確定風(fēng)機理論風(fēng)量和壓頭 ，選擇機器型號選擇機器型號風(fēng)量：風(fēng)量：q v風(fēng)風(fēng)=1.1(qv1+qv2+qv3 ) 壓頭：壓頭：p風(fēng)風(fēng) =1.1(p w1-4+pw4-5 +pw5-8 )根據(jù)樣本選擇：根據(jù)樣本選擇：22vp41wm/N9543qSp. 2022-7-4136、確定支線的確定支線的流量流量: : q v3-4=2500m3/h q v2-5=5000m3/h 以以3-4段為例：

13、段為例：41w2vP43wpqSp 4342434343pddL8S )( %100ppp41w43w41w計算不平衡率：計算不平衡率： 8、校核不平衡率是否滿足要求、校核不平衡率是否滿足要求 風(fēng)機風(fēng)機18765432qv1=2500m3/hqv3=2500m3/hqv2=5000m3/h7 7、確定支線的管徑確定支線的管徑 43d根據(jù)管材規(guī)格確定根據(jù)管材規(guī)格確定3-4段的標(biāo)準(zhǔn)直徑段的標(biāo)準(zhǔn)直徑 并計算實際損失并計算實際損失 pw3-443d 2022-7-414例例2：用同一臺離心泵由水池：用同一臺離心泵由水池A向高位槽向高位槽B和和C供水，高位槽供水，高位槽B和和C的水面高的水面高出水池水面

14、出水池水面A分別為分別為ZB25m，Zc=20m。當(dāng)閥門處于某一開度時（。當(dāng)閥門處于某一開度時（ =24），向向B槽和槽和C槽的供水量恰好相等，即槽的供水量恰好相等，即q vB=q vC=4L/s。管段長度、經(jīng)濟流速及管段長度、經(jīng)濟流速及管內(nèi)摩擦阻力系數(shù)如下：管內(nèi)摩擦阻力系數(shù)如下：求：求：1）確定各管段的管徑，）確定各管段的管徑， 2）確定水泵型號。）確定水泵型號。 （只計閥門局阻）（只計閥門局阻） 管段長度管段長度(m ) 流速流速(m/s) 摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù) ED 100 1.52.0 0.025 DF 50 1.52.5 0.025 DG 45 1.52.5 0.025ABCFD

15、GEZBZc2022-7-415解：解：E-D-F為主干線為主干線 1） 確定確定ED和和DF管段的管徑管段的管徑)0 . 25 . 1(14. 31084vq4d3v - )m(082. 0071. 0d =根據(jù)規(guī)格取根據(jù)規(guī)格取: d=75mm，v=1.8m/s 同理同理DF段：段：d=50mm, v=2m/s qv=4+4=8（L/s）ED:v=1.52.0m/s，vq4dv 根據(jù)：根據(jù)：ABCFDGEZBZc2022-7-4162）計算）計算ED和和DF管段的損失管段的損失ED:)m(.gvdLhw5581928107501000250222 DF：)m(.gvdLhw158192205

16、0500250222 3）計算主干線的損失）計算主干線的損失 hw=5.5+5.1=10.6m4）計算所需水泵理論揚程）計算所需水泵理論揚程 在在A-A和和B-B列能量方程列能量方程 ：m.hzzHBwAAB63561025 泵泵BwABBBAAAhgvzpHgvzp 2222 泵泵ABCFDGEZBZc5）確定水泵型號）確定水泵型號流量：流量：q v風(fēng)風(fēng)=1.1q v 揚程：揚程：H=1.1H泵泵2022-7-4176）確定）確定DG段管徑段管徑 在在A和和C兩自由液面列能量方程兩自由液面列能量方程 ：GwDDwACBCAAAhhgvzpHgvzp 2222 泵泵m.hzzHhDwAACGw

17、1105520635 ）（泵泵D初選：初選：d=50mm故故DG管徑取管徑取 d=50mmABCFDGEZBZc實際損失：實際損失：)m(.).(gV)dL(hW598192224050450250222 2022-7-4183關(guān)于枝狀管網(wǎng)計算的說明關(guān)于枝狀管網(wǎng)計算的說明（1）根據(jù)經(jīng)濟比摩阻確定主管線管徑）根據(jù)經(jīng)濟比摩阻確定主管線管徑2v52qd8R （2）用簡化法計算能量損失）用簡化法計算能量損失 簡化計算方法簡化計算方法 2222vv)(pzdw1）當(dāng)量阻力法）當(dāng)量阻力法 2）當(dāng)量長度法）當(dāng)量長度法zdRlllRp）（w3）其它簡化方法）其它簡化方法fwp)k(p1 k局部損失折合成沿程損

18、失的估算比例局部損失折合成沿程損失的估算比例 2022-7-419（3）用平均比摩阻初定支線管徑）用平均比摩阻初定支線管徑 k 沿程損失占總損失的估算百分?jǐn)?shù)沿程損失占總損失的估算百分?jǐn)?shù)， lpkRpj2022-7-420例例3：某廠區(qū)熱水供應(yīng)系統(tǒng)平面布置如圖所示。某廠區(qū)熱水供應(yīng)系統(tǒng)平面布置如圖所示。A點為熱源，點為熱源，D、E、F為熱用戶。各管段的長度、閘閥布置和方形補償器的布置、為熱用戶。各管段的長度、閘閥布置和方形補償器的布置、個數(shù)如圖中所示。已知：熱用戶個數(shù)如圖中所示。已知：熱用戶D、E、F的熱水量分別為：的熱水量分別為： qvD=20t/h， qvE=14t/h，qvF=10t/h，各

19、熱用戶內(nèi)部的壓力損失為，各熱用戶內(nèi)部的壓力損失為5104Pa，熱源內(nèi)部損失為，熱源內(nèi)部損失為10kPa。試確定各管段的管徑及水泵。試確定各管段的管徑及水泵的揚程和流量。（主管線經(jīng)濟比摩阻為的揚程和流量。（主管線經(jīng)濟比摩阻為3070Pa/m，支線的沿程，支線的沿程損失與總損失的比約為損失與總損失的比約為0.6；要求不平衡率小于；要求不平衡率小于15%、支線管內(nèi)、支線管內(nèi)流速流速；管內(nèi)平均水溫為；管內(nèi)平均水溫為100 C）。）。2022-7-421解：解：1）由已知條件知，該系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，）由已知條件知，該系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，ABCDCBA為最不利環(huán)路為最不利環(huán)路2）計算最不利環(huán)路上各管段流量）計算

20、最不利環(huán)路上各管段流量20qqDvCDv 30qqqFvDvBCv 44qqqqDvFvEvABv 2022-7-4223）確定最不利環(huán)路上各管段的管徑并計算其損失）確定最不利環(huán)路上各管段的管徑并計算其損失以以AB管段為例：管段為例：t/h44qABv Pa/m7030 Rpj查附錄八，初選查附錄八，初選 mm150ABd可得此時的實際比摩阻可得此時的實際比摩阻Pa/m844.R 查附錄九，查附錄九，AB管段中局部阻礙當(dāng)量長度為：管段中局部阻礙當(dāng)量長度為： 閘閥閘閥 m2421).(ld方形補償器方形補償器 46.2m15.4)m(3dl11130Pa2.24)46.2(20044.8)ll

21、(RpdwAB2022-7-423BC管段：管段： 同理，可以確定同理，可以確定BC管段、管段、CD管段的管徑和損失，計算結(jié)果如下：管段的管徑和損失，計算結(jié)果如下： mm125dCD管段：管段： mm100dPa12140wBCpPa14627wCDp4）求最不利環(huán)路的總損失和水泵揚程、流量）求最不利環(huán)路的總損失和水泵揚程、流量37897Pa146271214011130wCDwBCwABwADpppp最不利環(huán)路總損失：最不利環(huán)路總損失：O)9.98m(HPa87897101105378972244熱源wDwDwpppp水泵揚程：水泵揚程： m981011.h.Hwb49.5t/h45)t/h

22、(1.1 ABvbvq1 . 1q水泵流量：水泵流量： 2022-7-4245）確定）確定BE支管的管徑支管的管徑14t/h EvBEvqq資用壓力為資用壓力為26767Pa1462712140wCDwBCBEpppPa/m423970267670.6.lpkRBEpj根據(jù)附錄八，根據(jù)附錄八， mm70BEdPa/m5278.R s/m.v091查附錄九，查附錄九，BE管段中局部阻礙當(dāng)量長度為：管段中局部阻礙當(dāng)量長度為： 閘閥閘閥 1.0)m(2 dl方形補償器方形補償器 m6136.8)m(2.ld分流三通分支管分流三通分支管 3.0)m(1dl壓力損失為壓力損失為平均比摩阻為平均比摩阻為不

23、平衡率為不平衡率為24675Pa3)13.62(70278.5)ll (RpdwBE%.%ppp%BEBEwBE15871002676726767246751002022-7-425四、環(huán)狀管網(wǎng)計算四、環(huán)狀管網(wǎng)計算遵循原則遵循原則：u任意一節(jié)點上的流量代數(shù)和為零任意一節(jié)點上的流量代數(shù)和為零 （ qv=0 ）u任意一個環(huán)路上能量損失代數(shù)和為零（任意一個環(huán)路上能量損失代數(shù)和為零（ hw=0 ） 計算的關(guān)鍵是確定回路各管段流量。計算的關(guān)鍵是確定回路各管段流量。確定流量大體步驟為：確定流量大體步驟為： 1、按節(jié)點、按節(jié)點 （ qv=0 ）的原則，擬定各管段流量大小和方向，并據(jù)此確）的原則，擬定各管段流

24、量大小和方向，并據(jù)此確定出管徑。定出管徑。 2、計算各管段的損失。、計算各管段的損失。 3、校核各環(huán)路（、校核各環(huán)路（ hw） 是否為零。若不為零重新擬定流量。是否為零。若不為零重新擬定流量。 重新擬定流量值時，可以采取在原定流量值的基礎(chǔ)上加一個校正流量重新擬定流量值時，可以采取在原定流量值的基礎(chǔ)上加一個校正流量 Q： ivivqh2hqw- 水水塔塔ABCD2022-7-426例例4：水平布置的供水環(huán)路，如圖。：水平布置的供水環(huán)路，如圖。A為水塔，為水塔，C、D為供水點，為供水點，節(jié)點流量節(jié)點流量qvc=78L/s， qvD=12L/s。 各管段長度、管徑和沿程阻力各管段長度、管徑和沿程阻力

25、系數(shù)如下表，試求各管段流量。若系數(shù)如下表，試求各管段流量。若AB段損失為段損失為15.2m，供水點，供水點自由水頭要求自由水頭要求12m，試確定水塔的高度。（按長管計算），試確定水塔的高度。（按長管計算） 管段長度管段長度(m ) 管徑管徑(mm) 摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù) AB 4000 350 0.025 BC 1000 250 0.025 BD 1000 250 0.025 CD 500 200 0.025水塔水塔ABCD2022-7-427解：解：1）假設(shè)）假設(shè)BC中流量為中流量為qvBC=50L/s 則則DC段：段：qvDC=28L/s, BD段：段：qvBD=40L/s，流向如圖流

26、向如圖 2）求各管段中的損失）求各管段中的損失BC:m3 . 5qgdL8g2vdLh2v522wBC 同理：同理：h w BD = 3.4m，h l DC = 2.5m，3）校核環(huán)路的損失之和是否為零）校核環(huán)路的損失之和是否為零-m6 . 05 . 24 . 33 . 5hhhhwBDwDCwBCw 水水塔塔ABCD4000m1000m1000m500md=350mmd=250mmd=250mmd=200mmqvC=78L/sqvD=12L/s2022-7-4284）求校正流量）求校正流量qvs/L07. 1)285 . 2404 . 3503 . 5(26 . 0qh2hqiviwv -

27、5）求校核后各管段內(nèi)的流量）求校核后各管段內(nèi)的流量 qvBC=50+1.07=51.07L/s； qvBD=40-1.07=38.93L/s; qvCD=28-1.07=26.93L/sqvBC=50L/sqvDC=28L/sqvBD=40L/s水塔水塔ABCD4000m1000m1000m500md=350mmd=250mmd=250mmd=200mm2022-7-4297）求水塔高度）求水塔高度 在水塔液面和用水點處列能量方程：在水塔液面和用水點處列能量方程：CwA2CCC2AAAhg2vzpg2vzp_ m74.3254. 5122 .15hg2vzzHwAC2cCA 6）校核環(huán)路損失是

28、否為零）校核環(huán)路損失是否為零m54. 5hwBC ，h wBD = 3.22m，h w DC = 2.31m，水塔水塔ABCD4000m1000m1000m500md=350mmd=250mmd=250mmd=200mm0m010312223545hw .-.-. 2022-7-430 11-2 管網(wǎng)水力工況與水力穩(wěn)定性分析管網(wǎng)水力工況與水力穩(wěn)定性分析一、管網(wǎng)水力失調(diào)與水力穩(wěn)定性一、管網(wǎng)水力失調(diào)與水力穩(wěn)定性1、管網(wǎng)水力失調(diào)、管網(wǎng)水力失調(diào) 管網(wǎng)系統(tǒng)中，用戶的實際流量與設(shè)計或規(guī)定流量之間的管網(wǎng)系統(tǒng)中，用戶的實際流量與設(shè)計或規(guī)定流量之間的不一致性，稱為不一致性，稱為水力失調(diào)。水力失調(diào)。水力失調(diào)度（水

29、力失調(diào)度（x）：）： gvsvqqx qv g用戶的規(guī)定流量；用戶的規(guī)定流量； qv s用戶的實際流量；用戶的實際流量； 2022-7-431水力失調(diào)對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響：水力失調(diào)對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響： 在供熱空調(diào)系統(tǒng)中，流體流量的變化必然使其負擔(dān)輸配的在供熱空調(diào)系統(tǒng)中，流體流量的變化必然使其負擔(dān)輸配的冷熱量改變，即導(dǎo)致冷熱量改變，即導(dǎo)致熱力失調(diào)熱力失調(diào)。在水力失調(diào)發(fā)生的同時，由。在水力失調(diào)發(fā)生的同時，由于管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力分布也發(fā)生了變化，當(dāng)局部管路和設(shè)備于管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力分布也發(fā)生了變化，當(dāng)局部管路和設(shè)備內(nèi)的內(nèi)的壓力壓力超過一定的限值時，還可能使超過一定的限值時，還可能使系統(tǒng)和設(shè)備破壞系統(tǒng)和設(shè)備破壞

30、。系統(tǒng)水力失調(diào)的幾種情況系統(tǒng)水力失調(diào)的幾種情況: 當(dāng)所有用戶的當(dāng)所有用戶的x值都大于值都大于1 或都小于或都小于1 時，稱管網(wǎng)發(fā)生的時，稱管網(wǎng)發(fā)生的是是一致失調(diào)一致失調(diào)；反之，則稱為；反之，則稱為不一致失調(diào)不一致失調(diào)。 在一致失調(diào)中，當(dāng)所有用戶的在一致失調(diào)中，當(dāng)所有用戶的x值都相等時，稱管網(wǎng)發(fā)值都相等時，稱管網(wǎng)發(fā)生的是生的是等比失調(diào)等比失調(diào)；反之，則稱為；反之，則稱為非等比失調(diào)非等比失調(diào)。2022-7-4322、管網(wǎng)水力穩(wěn)定性、管網(wǎng)水力穩(wěn)定性 在管網(wǎng)中各個用戶在其它用戶流量改變時，保持本身流在管網(wǎng)中各個用戶在其它用戶流量改變時，保持本身流量不變的能力，稱其為管網(wǎng)的量不變的能力，稱其為管網(wǎng)的水力

31、穩(wěn)定性水力穩(wěn)定性。水力穩(wěn)定性系數(shù)（水力穩(wěn)定性系數(shù)（y）：）： maxmaxvgvx1qqy qv g用戶的規(guī)定流量；用戶的規(guī)定流量；qv max用戶的最大流量；用戶的最大流量；x max工況變動后，用戶可能出現(xiàn)的最大水力失調(diào)度。工況變動后，用戶可能出現(xiàn)的最大水力失調(diào)度。2022-7-433二、管網(wǎng)水力工況分析二、管網(wǎng)水力工況分析 網(wǎng)路上任意管段的阻抗發(fā)生變化（如調(diào)整用戶閥門，接網(wǎng)路上任意管段的阻抗發(fā)生變化（如調(diào)整用戶閥門，接入新用戶等等入新用戶等等)，網(wǎng)路的總阻力，網(wǎng)路的總阻力Szh值發(fā)生改變，管路系統(tǒng)的值發(fā)生改變，管路系統(tǒng)的特性曲線將發(fā)生變化，工作點特性曲線將發(fā)生變化，工作點A的位置隨之改變

32、的位置隨之改變，網(wǎng)路的水，網(wǎng)路的水力工況也就改變了。力工況也就改變了。 不僅網(wǎng)路總流量和總壓降變化，而且若分支管段的阻抗不僅網(wǎng)路總流量和總壓降變化，而且若分支管段的阻抗變化，也要引起各并聯(lián)管路流量分配的變化。變化，也要引起各并聯(lián)管路流量分配的變化。2022-7-434例：例： 如圖所示為一個帶有如圖所示為一個帶有4個用戶的網(wǎng)路。假定各用戶的流個用戶的網(wǎng)路。假定各用戶的流量已調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。如改變閥門量已調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。如改變閥門A、B、C的開啟度，的開啟度，網(wǎng)路中各用戶的流量將如何變化，網(wǎng)路的水力失調(diào)狀況如網(wǎng)路中各用戶的流量將如何變化，網(wǎng)路的水力失調(diào)狀況如何。何。閥門閥門A關(guān)小，關(guān)小，閥門

33、閥門B關(guān)小，關(guān)小，閥門閥門C關(guān)閉關(guān)閉3 3ABC1 12 24 42022-7-435 閥門閥門A A關(guān)小關(guān)小閥門閥門A A關(guān)小，網(wǎng)路的關(guān)小，網(wǎng)路的SP，總流量，總流量qv。由于用戶分支管段。由于用戶分支管段及其干線的及其干線的SP未變，各用戶的流量分配比例將不變，即各未變，各用戶的流量分配比例將不變，即各用戶流量將按同一比例減少，各用戶作用壓差也將按同一用戶流量將按同一比例減少，各用戶作用壓差也將按同一比例減少，網(wǎng)路產(chǎn)生等比的一致失調(diào)。比例減少，網(wǎng)路產(chǎn)生等比的一致失調(diào)。壓力分布壓力分布 m n d g f e 3 3ABC1 12 24 4q qv vmn g def2022-7-436閥門

34、閥門B B關(guān)小，網(wǎng)路的關(guān)小，網(wǎng)路的S SP P，總流量，總流量qv。1 1、2 2用戶的作用壓用戶的作用壓差差，由于，由于1 1、2 2用戶的用戶的S SP P不變，不變， 故故1 1、2 2用戶的流量用戶的流量；閥；閥門門B B后的用戶，由于其分支管段及其干線的后的用戶，由于其分支管段及其干線的S SP P未變，所以未變，所以3 3、4 4用戶的流量分配比例將不變，即用戶的流量分配比例將不變，即3 3、4 4用戶流量將按同一比用戶流量將按同一比例減少。對于整個網(wǎng)路而言，將產(chǎn)生不一致失調(diào)。例減少。對于整個網(wǎng)路而言，將產(chǎn)生不一致失調(diào)。閥門閥門B B關(guān)小關(guān)小3 3ABC1 12 24 4q qv

35、vmn g def壓力分布壓力分布 m n d g f e 2022-7-437閥門閥門C C關(guān)閉關(guān)閉閥門閥門C C關(guān)閉，用戶關(guān)閉，用戶2 2停止工作，網(wǎng)路的停止工作，網(wǎng)路的S SP P ，總流量，總流量qv。用戶用戶2 2前的供、回水干管間的壓差前的供、回水干管間的壓差，用戶，用戶1 1的流量的流量；用戶；用戶3 3、4 4的情況與上述的情況與上述的情況相同，即的情況相同，即3 3、4 4用戶的流量將按同用戶的流量將按同一比例增加，對于整個網(wǎng)路而言，將產(chǎn)生一致失調(diào)。一比例增加，對于整個網(wǎng)路而言，將產(chǎn)生一致失調(diào)。3 3ABC1 12 24 4q qv vmn g def壓力分布壓力分布 m n

36、 d g f e 2022-7-438例例5：網(wǎng)路在正常工況時的壓力分布和各熱用戶的流量如圖所：網(wǎng)路在正常工況時的壓力分布和各熱用戶的流量如圖所示。如關(guān)閉熱用戶示。如關(guān)閉熱用戶3，試求其它各熱用戶的流量及其水力失調(diào)，試求其它各熱用戶的流量及其水力失調(diào)度。其中，管網(wǎng)圖中的數(shù)字表示流量度。其中，管網(wǎng)圖中的數(shù)字表示流量(m3/h)，壓力分布圖中的，壓力分布圖中的數(shù)字表示作用壓差（數(shù)字表示作用壓差（kPa）。）。2022-7-439解：解：1）根據(jù)正常工況下的流量和壓降，求網(wǎng)路干管）根據(jù)正常工況下的流量和壓降，求網(wǎng)路干管(包括供、回水管包括供、回水管)和和各熱用戶的阻抗各熱用戶的阻抗以用戶以用戶5為例

37、：已知其流量為例：已知其流量100m3/h，壓力損失為，壓力損失為100000Pa10qpS52v55 同樣可求得網(wǎng)路干管和各熱用戶的阻抗值，計算結(jié)果見表同樣可求得網(wǎng)路干管和各熱用戶的阻抗值，計算結(jié)果見表11-5。2022-7-4402）計算水力工況改變后網(wǎng)路總阻抗）計算水力工況改變后網(wǎng)路總阻抗S a）求用戶）求用戶3之后的網(wǎng)路總阻抗之后的網(wǎng)路總阻抗S-52324/h)Pa/(m20010205qp2v S-5 b）求熱用戶）求熱用戶2之后的網(wǎng)路總阻抗（熱用戶之后的網(wǎng)路總阻抗（熱用戶3關(guān)閉，下同）關(guān)閉，下同） S-5 = S-5 + S =5+0.56 =5.56 Pa/(m3/h)22022

38、-7-441c）求熱用戶）求熱用戶2分支點的網(wǎng)路總阻抗分支點的網(wǎng)路總阻抗S2-5熱用戶熱用戶2與熱用戶與熱用戶2之后的網(wǎng)路并聯(lián)，故可得總阻抗之后的網(wǎng)路并聯(lián)，故可得總阻抗S2-5為為25-5-2111SSS S2-5 = 2.57 Pa/(m3/h)2 d）求熱用戶）求熱用戶1之后的網(wǎng)路總阻抗之后的網(wǎng)路總阻抗S-5 S-5 = S2-5 +S=2.57+0.31= 2.88 Pa/(m3/h)22022-7-442 e）求熱用戶）求熱用戶1分支點的網(wǎng)路總阻抗分支點的網(wǎng)路總阻抗S1-515-5- 1111SSSS1-5 =1.68 Pa/(m3/h)2f）最后確定網(wǎng)路的總阻抗）最后確定網(wǎng)路的總阻抗S S =S1-5 +S=1.68+0.2=1.88 Pa/(m3/h)22022-7-4433）求網(wǎng)路工況變動后的總流量）求網(wǎng)路工況變動后的總流量q