室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算

室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算的基本原理重力循環(huán)雙管系統(tǒng)水力計(jì)算方法與例題機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算方法與例題分戶(hù)式熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算原則與方法第一節(jié)熱水供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算的基本原理一.水力計(jì)算的目的：

選擇適當(dāng)?shù)墓軓?，使系統(tǒng)中各管段的水流量符合設(shè)計(jì)要求，以保證流進(jìn)各散熱器的水流量符合要求。進(jìn)而確定出各管路系統(tǒng)的阻力損失。二、熱水供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算的基本公式

供暖系統(tǒng)中計(jì)算管段的壓力損失，可用下式表示：Pa式中——計(jì)算管段的壓力損失，Pa；

——計(jì)算管段的沿程損失，Pa；

——計(jì)算管段的局部損失，Pa；

——每米管長(zhǎng)的沿程損失，Pa/m；

——管段長(zhǎng)度，m。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算（一）沿程損失

在管路的水力計(jì)算中，把管路中水流量和管徑都沒(méi)有改變的一段管子，稱(chēng)為一個(gè)計(jì)算管段．任何一個(gè)熱水供暖系統(tǒng)都是由許多串聯(lián)與并聯(lián)的計(jì)算管段組成．每米管長(zhǎng)的沿程損失(也稱(chēng)為比摩阻，比壓降)。其值可用流體力學(xué)中的達(dá)西·維斯巴赫公式進(jìn)行計(jì)算

式中——管段的摩擦阻力系數(shù)；

——管道內(nèi)徑，m；

——熱媒在管道內(nèi)的流速，m/s；

——熱媒的密度，kg／m3。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算1.λ值的確定：摩擦阻力系數(shù)，取決于熱媒在管道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)和管壁的粗糙程度，即

，ε=K／dRe——雷諾數(shù)，流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)則數(shù)，當(dāng)Re<2320時(shí)，流動(dòng)為層流流動(dòng)，當(dāng)Re＞2320時(shí)，流動(dòng)為紊流流動(dòng)；ν——熱媒的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，㎡/s；K——管壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度；ε——管壁的相對(duì)粗糙度；其它同前．Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算管壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度K與管子的使用情況(流體對(duì)管壁的腐蝕和沉積水垢等)，和管子使用時(shí)間等因素有關(guān)。對(duì)于熱水供暖統(tǒng)，推薦采用下列數(shù)值：室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管道K=0.2mm室外熱水管網(wǎng)管道K=0.5mm摩擦阻力系數(shù)λ值是用實(shí)驗(yàn)方法確定的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理的曲線，按照流體的不同流動(dòng)狀態(tài)，可整理出計(jì)算λ值的公式。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算a.層流流動(dòng)當(dāng)Re<2320時(shí)，流動(dòng)為層流流動(dòng)狀態(tài)，λ值僅取決于Re值。

在自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的個(gè)別水流量很小、管徑很小的管段內(nèi)，可出現(xiàn)層流的流動(dòng)b.紊流流動(dòng)當(dāng)Re＞2320時(shí)，流動(dòng)為紊流流動(dòng)。在該區(qū)內(nèi)，又分為水力光滑管區(qū)、過(guò)渡區(qū)及粗糙管區(qū)（阻力平方區(qū)）。1)水力光滑管區(qū)λ值僅取決于Re值，可用布拉修斯公式計(jì)算2)過(guò)渡區(qū)流動(dòng)狀態(tài)從水力光滑管區(qū)過(guò)渡到粗糙管區(qū)（阻力平方區(qū)）的一個(gè)區(qū)域，稱(chēng)為過(guò)渡區(qū)．該區(qū)的摩擦阻力系數(shù)值，取決于Re和ε，可用洛巴耶夫公式計(jì)算過(guò)渡區(qū)的范圍，可用下式確定：Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算3)粗糙管區(qū)(阻力平方區(qū))該區(qū)的摩擦阻力系λ值僅取決于管壁的相對(duì)粗糙度，用尼古拉茲公式計(jì)算對(duì)于管徑DN≥40㎜可用更簡(jiǎn)單的希弗林松公式：對(duì)整個(gè)湍流區(qū)的摩擦阻力系數(shù)λ值也可采用統(tǒng)一公式計(jì)算。常用的有柯列勃洛克公式和阿里特蘇里公式。

Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算根據(jù)過(guò)渡區(qū)范圍的判別式和推薦使用的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度K值，下表列出了水溫60℃、90℃時(shí)，相應(yīng)于K＝0.2mm和K=0.5mm時(shí)的過(guò)渡區(qū)臨界速度v1和v2值。設(shè)計(jì)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)時(shí)，管中流速一般在v1和v2值之間。因此，熱水在室內(nèi)供暖系統(tǒng)管路內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，幾乎都處在過(guò)渡區(qū)內(nèi)。室外熱水供熱管網(wǎng)(K=0.5mm)，設(shè)計(jì)都采用較高的流速(通常大于0.5m／s)，因此，水在室外熱水管網(wǎng)中的流動(dòng)狀態(tài)，大多處于阻力平方區(qū)內(nèi)。流速υ(m/s)水溫t=60°C水溫t=90°CK

=0.2mmK

=0.5mmK

=0.2mmK

=0.5mmυ１υ20.0261.0660.010.4260.0180.7250.0070.290Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算2.

水力計(jì)算表：管道內(nèi)的流速、流量和管徑的關(guān)系表達(dá)式為：

式中

G——管段中的水流量，kg／h；其它符號(hào)同前。將流速v代入比摩阻計(jì)算公式4-3，可整理成更方便的計(jì)算公式Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算在給定熱媒狀態(tài)參數(shù)及其流動(dòng)狀態(tài)的條件下，ρ為已知，管路水力計(jì)算基本公式可表示為R＝?(d，G)的函數(shù)式。只要已知R、G、d中任意兩個(gè)數(shù)，就可確定第三個(gè)數(shù)值。根據(jù)這種關(guān)系利用公式（4—14）而編制出室內(nèi)熱水供暖管道水力計(jì)算表。附錄4-1給出了室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路水力計(jì)算表。

Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算（二）局部阻力損失計(jì)算公式：-計(jì)算管段中局部阻力系數(shù)之和，由實(shí)驗(yàn)確定熱水及蒸汽供暖系統(tǒng)各種管道附件局部阻力系數(shù)可查附錄4-2（三）當(dāng)量局部阻力系數(shù)法和當(dāng)量長(zhǎng)度法1.當(dāng)量局部阻力系數(shù)法（動(dòng)壓頭法）：將沿管道長(zhǎng)度的摩擦阻力損失折算成與之相當(dāng)?shù)木植孔枇?/p>

Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算2.當(dāng)量長(zhǎng)度法：將管段的局部阻力損失折合為沿程阻力損失

——管段中局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度

——管段的折算長(zhǎng)度Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算串聯(lián)管路并聯(lián)管路室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管路的阻力數(shù)基爾霍夫流量定律：連續(xù)性規(guī)律基爾霍夫壓降定律：并聯(lián)環(huán)路壓力損失相等定律Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算水力計(jì)算的任務(wù)和方法一、水力計(jì)算的主要任務(wù)：R＝?(d，G)1.已知系統(tǒng)各管段的流量和系統(tǒng)的作用壓頭，確定各管段的管徑；△P(R)，Gd；2.已知系統(tǒng)各管段的流量和各管段的管徑，確定系統(tǒng)所需的作用壓頭；G，d△P；3.已知系統(tǒng)各管段的管徑和允許阻力損失，確定各管段的流量；d，△PG，不等溫降法的水力計(jì)算，就是按這種方法進(jìn)行的。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算二、水力計(jì)算的方法1.等溫降水力計(jì)算方法（阻力平衡法）：預(yù)先規(guī)定各立管或散熱器的水溫降，系統(tǒng)中各立管溫度降相同簡(jiǎn)便、常用。易出現(xiàn)并聯(lián)環(huán)路間阻力不平衡的現(xiàn)象最不利環(huán)路：允許平均比摩阻最小的環(huán)路最不利環(huán)路經(jīng)濟(jì)比摩阻：60～120Pa沿程阻力占總阻力損失的百分比：附錄4-82.不等溫降水力計(jì)算方法（流量分配法）：在各立管溫降不相等的前提下計(jì)算計(jì)算方法：最適用于異程式垂直單管系統(tǒng)。更符合實(shí)際運(yùn)行過(guò)程假設(shè)最遠(yuǎn)立管溫降，根據(jù)允許壓損或經(jīng)濟(jì)比摩阻，確定最遠(yuǎn)立管環(huán)路管徑及壓損，對(duì)其他并聯(lián)環(huán)路，根據(jù)壓力平衡原則，在確定管徑條件下計(jì)算實(shí)際流量及溫度降Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算三、水力計(jì)算的一般要求1.各種水力計(jì)算都是先計(jì)算最不利環(huán)路（一般情況下是從熱源到最遠(yuǎn)立管所在的環(huán)路為最不利環(huán)路），然后再進(jìn)行其它分支環(huán)路的水力計(jì)算，最后計(jì)算的結(jié)果，最不利環(huán)路與并聯(lián)環(huán)路之間的計(jì)算壓力損失相對(duì)差額不應(yīng)大于15%?；虬凑针p管異程系統(tǒng)相對(duì)差額不大于±25%；同程系統(tǒng)不大于±15%；單管異程系統(tǒng)不大于±15%；單管同程系統(tǒng):不大于±10%。2.總壓力損失附加值：整個(gè)熱水供暖系統(tǒng)總的計(jì)算壓力損失，宜增加10%的附加值，以此確定系統(tǒng)必需的循環(huán)作用壓力。3.室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)水的允許限定流速（表4-3）：在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失，往往需要提高近循環(huán)環(huán)路分支管段的比摩阻和流速，但流速過(guò)大會(huì)使管道產(chǎn)生噪聲。所以近環(huán)環(huán)路的立、支管內(nèi)的水流速也不應(yīng)大于下列數(shù)值：民用建筑1.5m/s；生產(chǎn)廠房的輔助建筑物2m/s；生產(chǎn)廠房3m/s4.室內(nèi)熱水采暖系統(tǒng)阻力損失確定原則：

根據(jù)經(jīng)濟(jì)比摩阻（資用壓頭）和室內(nèi)外管網(wǎng)平衡要求確定。系統(tǒng)損失參考值：簡(jiǎn)單直連1～2mH2O；混合連接1.5～2mH2O；間接連接2～5mH2OChap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算5.機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)需計(jì)入散熱器水冷卻產(chǎn)生的自然循環(huán)壓力，自然循環(huán)壓力宜按設(shè)計(jì)供回水溫度條件下自然循環(huán)壓力的2/3計(jì)算6.熱水采暖系統(tǒng)供回水干管末端和回水干管始端的管徑不宜小于DN207.采暖系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路應(yīng)設(shè)置關(guān)閉和調(diào)節(jié)裝置；多層和高層建筑的熱水采暖系統(tǒng)中，每根立管和分支管道的始末段均應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)、檢修和泄水用閥門(mén)Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算第二節(jié)

重力(自然)循環(huán)雙管系統(tǒng)水力計(jì)算【例題4-1】確定重力循環(huán)雙管熱水供暖系統(tǒng)管路的管徑（見(jiàn)圖4-7）。熱媒參數(shù)：供水溫度95℃，回水溫度70℃。鍋爐中心距底層散熱器中心距離為3m，層高為3m。每組散熱器的供水支管上有一截止閥。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算計(jì)算步驟：1.在軸測(cè)圖上，管段編號(hào)，立管編號(hào)，并注明各管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)。2.確定最不利環(huán)路。重力循環(huán)異程式雙管系統(tǒng)的最不利循環(huán)環(huán)路是通過(guò)最遠(yuǎn)立管底層散熱器的循環(huán)環(huán)路，由圖4-7可見(jiàn)，最不利環(huán)路是通過(guò)立管Ⅰ的最底層散熱器

(1500W)的環(huán)路，該環(huán)路為管段1—8。3.計(jì)算最不利環(huán)路散熱器的作用壓力

⊿P'Ⅰ1

=gH(ρh

-ρg

)+⊿Pf=818Pa4.確定最不利環(huán)路各管段的管徑1）計(jì)算單位長(zhǎng)度平均比摩阻Rpj

根據(jù)公式R

pj

=α⊿P'Ⅰ1/∑LⅠ1=3.84Pa/m2）根據(jù)各管段的熱負(fù)荷計(jì)算各管段流量Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算3）根據(jù)G、Rpj，查附錄4-1，選擇最近接Rpj的管徑。將結(jié)果列在計(jì)算表中5.確定沿程阻力損失6.計(jì)算局部阻力損失

注：在統(tǒng)計(jì)局部阻力時(shí)，對(duì)于三通和四通管件的局部阻力系數(shù)，應(yīng)列在流量較小的管段上7.求各管段的阻力損失8.求環(huán)路總阻力損失9.計(jì)算富裕壓力值

考慮由于施工的具體情況，可能存在設(shè)計(jì)中未計(jì)入的阻力損失，因此，要求系統(tǒng)應(yīng)有10%以上的富裕度。10.確定通過(guò)立管Ⅰ第二層散熱器環(huán)路中各管段的管徑1）計(jì)算通過(guò)第二層散熱器環(huán)路的作用壓力Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算2）確定通過(guò)第二層散熱器環(huán)路中各管段的管徑求平均比摩阻。根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)平衡原理，通過(guò)第二層16、15管段的作用壓力為按前述同樣方法，根據(jù)16、15管段的流量及平均比摩阻，確定管段的管徑及相應(yīng)的實(shí)際比摩阻、流速等，并求出阻力損失524Pa3）求通過(guò)底層與第二層并聯(lián)環(huán)路的壓降不平衡率

此相對(duì)差額在±15%的允許范圍，若超出則14、1可選用較小管徑，或剩余壓力用設(shè)在第二層散熱器支管上的閥門(mén)消除11.確定通過(guò)立管Ⅱ各層環(huán)路各管段的管徑計(jì)算方法與前相同，根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)平衡原理確定各作用壓力161514第三節(jié)機(jī)械循環(huán)單管順流系統(tǒng)水力計(jì)算

與重力循環(huán)系統(tǒng)相比，機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)的作用半徑大，傳統(tǒng)的室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的總壓力損失一般約為10~20kPa；對(duì)于分戶(hù)采暖等水平式或大型的系統(tǒng)可達(dá)20~50kPa。傳統(tǒng)的采暖系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，機(jī)械循環(huán)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)多根據(jù)入口處的資用循環(huán)壓力，按最不利循環(huán)環(huán)路的平均比摩阻Rpj來(lái)選用該環(huán)路各管段的管徑。當(dāng)入口處資用壓力較高時(shí)，管道流速和系統(tǒng)實(shí)際總壓力損失可相應(yīng)提高。但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，最不利循環(huán)環(huán)路的各管段水流速過(guò)高，各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失難以平衡，所以常用控制Rpj值的方法，按經(jīng)濟(jì)比摩阻Rpj=60~120Pa/m選取管徑。剩余的資用循環(huán)壓力，由入口處的調(diào)壓裝置節(jié)流。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算【例題4-2】確定圖4-9機(jī)械循環(huán)垂直單管順流異程式熱水供暖系統(tǒng)管路的管徑。熱媒參數(shù)：供水溫度95℃，回水溫度70℃。系統(tǒng)與外網(wǎng)連接。在引入口處外網(wǎng)的供回水壓差為30kPa。圖4-9表示出系統(tǒng)兩個(gè)支路中的一個(gè)支路。散熱器內(nèi)的數(shù)字表示散熱器的熱負(fù)荷。樓層高為3m。

Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算計(jì)算步驟：1.在軸測(cè)圖上，進(jìn)行管段編號(hào)，立管編號(hào)，并注明各管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)。2.確定最不利環(huán)路。該環(huán)路為管段1—12。3.計(jì)算最不利環(huán)路1）計(jì)算Rpj由于引入口處外網(wǎng)的供回水壓差較大。考慮系統(tǒng)中各環(huán)路的壓力損失易于平衡，用推薦的平均比摩阻來(lái)確定最不利環(huán)路各管段的管徑。2）根據(jù)公式計(jì)算流量，并填入水力計(jì)算表中。Rpj=60-120Pa/m，Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算3）根據(jù)G、Rpj，查水力計(jì)算表，選擇接近Rpj的管徑，查出d、R、v列入表中。例如管段1，Q=74800W，則根據(jù)G=2573kg/h，查表，d=40mm，用插入法計(jì)算出R=116.41Pa/m，v=0.552m/sChap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算4）計(jì)算沿程阻力5）計(jì)算局部阻力根據(jù)系統(tǒng)中實(shí)際局部管件的情況，列出各管段局部管件名稱(chēng)，由附錄表4-2查得各管段的局部阻力系數(shù)值，列入表中。注意三通、四通局部阻力系數(shù)應(yīng)列在流量較小的管段上。根據(jù)流速v由附錄表4-3查得動(dòng)壓頭△Pd=v2/2值,根據(jù)上式計(jì)算局部阻力，列入計(jì)算表中。6）求各管的阻力△P7）

求最不利環(huán)路的總壓力損失（總阻力）入口處的剩余循環(huán)作用壓力用調(diào)節(jié)閥門(mén)節(jié)流消耗掉。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算4.確定其它立管的管徑。立管Ⅳ:1）求立管Ⅳ的資用壓力它與立管Ⅴ為并聯(lián)環(huán)路，即與管段6、7為并聯(lián)環(huán)路。根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力平衡原理，△P’Ⅳ=（△Py+△Pj)6、7-（△P’Ⅴ-△P’Ⅳ）=（△Py+△Pj)6、7Pa2)求Rpj3）選擇管徑，計(jì)算阻力損失、不平衡率根據(jù)G和Rpj，選立管Ⅳ的立支管的管徑，取DN1515。計(jì)算出立管Ⅳ的總壓力損失為2941Pa。與立管Ⅴ進(jìn)行平衡，不平衡率為-8.2%。在15%以?xún)?nèi)，符合要求。

5.立管Ⅲ立管Ⅲ與5—8管段并聯(lián)。同理其資用壓力△P’Ⅲ=（△Py+△Pj)5-8=3524Pa，立管管徑選用DN1515。計(jì)算結(jié)果立管Ⅲ的總壓力損失為2941Pa，不平衡率為16.5%。6.立管Ⅱ立管Ⅱ與4—9管段并聯(lián)。計(jì)算同理。不平衡率超出允許值，因已選用最小管徑，不可能再用調(diào)整管徑的辦法來(lái)消耗多余壓力。故而采用立管上的閥門(mén)節(jié)流消耗掉，達(dá)到阻力平衡的目的。7.立管Ⅰ立管Ⅰ與3—10管段并聯(lián)。計(jì)算同理。為使各并聯(lián)環(huán)路間的不平衡率在允許范圍內(nèi)，可先計(jì)算最近立管，其它并聯(lián)環(huán)路在不平衡率允許范圍內(nèi)確定阻力損失，選取合適管徑Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算解決水平失調(diào)的辦法：1.閥門(mén)調(diào)節(jié)剩余壓力：最好是調(diào)節(jié)閥，或孔板；散熱器溫控閥與調(diào)節(jié)閥配合使用。2.供回水干管采用同程式布置。3.仍采用異程式系統(tǒng)，采用“不等溫降”方法進(jìn)行水力計(jì)算。4.仍采用異程式系統(tǒng)，采用首先計(jì)算最近立管環(huán)路的方法。該方法是首先計(jì)算通過(guò)最近立管環(huán)路上各管段的管徑。然后以最近立管的總壓力損失為基準(zhǔn)，在允許的不平衡率范圍內(nèi)（增加15%），確定最近立管后面的供回水干管和其它立管的管徑。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算散熱器的進(jìn)流系數(shù)α

在單管熱水供暖系統(tǒng)中，立管的水流量全部或部分地流進(jìn)散熱器。流進(jìn)散熱器的水流量與通過(guò)該立管水流量的比值，稱(chēng)作散熱器的進(jìn)流系數(shù)α，可用下式表示在垂直式順流熱水供暖系統(tǒng)中，散熱器單側(cè)連接時(shí)，α=1.0；散熱器雙側(cè)連接，通常兩側(cè)散熱器的支管管徑及其長(zhǎng)度都相等時(shí)，α=0.5。當(dāng)兩側(cè)散熱器的支管管徑及其長(zhǎng)度不相等時(shí)，兩側(cè)的散熱器進(jìn)流系數(shù)α就不相等了。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算1.定義2.影響兩側(cè)散熱器間流量分配的因素主要有：1）因散熱器負(fù)荷不同致使散熱器平均水溫不同而產(chǎn)生的重力循環(huán)附加作用壓力不同（一般可忽略）2）并聯(lián)環(huán)路在節(jié)點(diǎn)壓力平衡狀態(tài)下的水流量分配規(guī)律順流式系統(tǒng)中散熱器節(jié)點(diǎn)Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力平衡原理，可列出下式如兩側(cè)支管的管徑相等，并假設(shè)兩側(cè)的流動(dòng)狀況相同，摩擦阻力系數(shù)值近似相等，則根據(jù)式(4-15),R與水流量G的平方成正比，上式可改寫(xiě)為L(zhǎng)d1、Ld2——通向散熱器支管的局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度，m將式變換，得流入散熱器Ⅰ和Ⅱ的水流量分別為3.散熱器進(jìn)流系數(shù)的計(jì)算Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算通過(guò)實(shí)驗(yàn)或用上述方法計(jì)算，當(dāng)

1<(L1

+Ld.1

)

1-Ⅰ-2/(L2

+Ld.2

)1-Ⅱ-2

<1.4時(shí)，散熱器Ⅰ的進(jìn)流系數(shù)0.5>α>0.46。在工程計(jì)算中，可粗略按α=0.5計(jì)算。當(dāng)兩側(cè)散熱器的折算長(zhǎng)度相差太大時(shí)，應(yīng)計(jì)算確定散熱器進(jìn)流系數(shù)。對(duì)于跨越式系統(tǒng)，立管中部分水量流過(guò)跨越管段，只有部分水量進(jìn)入一側(cè)或兩側(cè)散熱器。通過(guò)跨越管段的水沒(méi)有被冷卻，它與散熱器平均水溫不同而引起重力循環(huán)附加作用壓力，其影響要比順流式系統(tǒng)大一些。因此，通常是根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法確定進(jìn)流系數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明

：跨越式系統(tǒng)散熱器的進(jìn)流系數(shù)與散熱器支管立管和跨越管的管徑組合情況以及立管中的流量或流速有關(guān)。若已知管徑組合和立管流速，即可查進(jìn)流系數(shù)曲線圖4-11得對(duì)應(yīng)進(jìn)流系數(shù)，進(jìn)流系數(shù)曲線參見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)。由于跨越管的進(jìn)流系數(shù)比順流式的小，因而在相同散熱器負(fù)荷條件下，流出跨越式系統(tǒng)散熱器的出水溫度低于順流式系統(tǒng)。散熱器平均水溫也低，因而所需的散熱器的面積要比順流式的大一些。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算同程式系統(tǒng)的特點(diǎn)是通過(guò)各個(gè)并聯(lián)環(huán)路的總長(zhǎng)度都相等。在供暖半徑較大（一般超過(guò)50m以上）的室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)中，同程式系統(tǒng)得到較普遍地應(yīng)用。

Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算【例題4-3】將例題4-2的異程式系統(tǒng)改為同程式系統(tǒng)。已知條件與例題4-2相同。管路系統(tǒng)圖見(jiàn)圖4-3。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算計(jì)算步驟：1.計(jì)算通過(guò)最遠(yuǎn)立管Ⅴ的環(huán)路，從而確定出供水干管各管段、立管Ⅴ和回水總干管的管徑及其壓力損失。2.用同樣方法通過(guò)最近立管Ⅰ的環(huán)路，從而確定出立管Ⅰ和回水干管的管徑及其壓力損失。3.求并聯(lián)環(huán)路立管Ⅰ和立管Ⅴ的壓力損失不平衡率。使其限制在5%內(nèi)。計(jì)算系統(tǒng)的總壓力損失。

（△Py+△Pj)1、2、8、9、10—141.1=10226Pa4.繪制出管路壓力平衡分析圖。5.由壓力平衡分析圖求出各立管的供回水節(jié)點(diǎn)間的資用壓力值，求出Rpj,根據(jù)流量和比摩阻選擇管徑，計(jì)算壓力損失，并求出不平衡率，限制在10%內(nèi)。67676814Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算說(shuō)明：同程式系統(tǒng)的水平失調(diào)：當(dāng)個(gè)別立管供回水節(jié)點(diǎn)間的資用壓力過(guò)小或過(guò)大時(shí)，說(shuō)明設(shè)計(jì)不合理，應(yīng)調(diào)整1、2步驟的水力計(jì)算，適當(dāng)改變個(gè)別供回水干管的管段直徑，使各立管的資用壓力值不要變化太大，以便于選擇各立管的合理管徑。并滿足并聯(lián)環(huán)路不平衡率的要求。為此，在水力計(jì)算時(shí)，管路系統(tǒng)前半部供水干管的比摩阻R值，宜選用稍小于回水干管的R值；而管路系統(tǒng)后半部供水干管R值，宜選用稍大于回水干管的R值。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算不等溫降的水力計(jì)算原理和方法Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算一、不等溫降的水力計(jì)算原理在系統(tǒng)中立管的溫度降不相等的前提下計(jì)算,根據(jù)并聯(lián)環(huán)路平衡要求的壓力損失確定立管流量,由流量來(lái)計(jì)算立管的溫度降,最后確定散熱器面積。二、不等溫降的水力計(jì)算和步驟『例題4-4』將例題4-2的異程式系統(tǒng)采用不等溫降法計(jì)算，設(shè)計(jì)供回水溫度95/70℃，用戶(hù)入口處外網(wǎng)的作用壓力為10KPa計(jì)算步驟：1.求最不利環(huán)路的平均比摩阻Rp.j一般最遠(yuǎn)立管環(huán)路為最不利環(huán)路。根據(jù)下式

Rp.j=αΔP/Σl=0.5×10000/114.7=43.6Pa/mChap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算2.計(jì)算立管Ⅴ

1)設(shè)立管Ⅴ的溫降Δt=30

oC(比設(shè)計(jì)溫降大5oC)。

2)立管Ⅴ的流量Gv=0.86×7900/30kg/h=226kg/h。

3)根據(jù)流量Gv

,參照Rp.j值,選用立、支管管徑為20×15。

4)根據(jù)附錄4-7,得整根立管的折算阻力系數(shù)ζzh=(λ×l/d+∑ξ)=72.7

根據(jù)Gv

=226kg/h,d=20mm,查附錄4-3,當(dāng)ζzh=1.0時(shí),ΔP=15.93Pa；則：立管的壓力損失ΔPv=ζzh×ΔP=72.7×15.93Pa=1158Pa。3.計(jì)算供、回水干管6和6′的管徑該管段流量G6=G6′=Gv=226kg/h。選定管徑為20mm，λ/d值由表4-4查出為1.8,管段總長(zhǎng)度為8+8=16m.兩個(gè)直流三通,則：∑ζ=2×1.0=2.0,管段6和6′的ζzh為：ζzh=(λ/d)L+∑ξ=1.8×16+2=30.8.根據(jù)G及d值,查附錄4-3,當(dāng)ζzh=1.0時(shí),管段d=20通過(guò)流量為226kg/h的壓力損失為：P=15.93Pa,管段6和6′的壓力損失ΔP6.6′=30.8×15.93=491Pa.4.計(jì)算立管Ⅳ立管Ⅳ與環(huán)路6-Ⅴ-6′并聯(lián).因此,ΔPⅣ=ΔP6-Ⅴ-6′=1158+491=1649Pa立管選用管徑為20×15。查附錄4-7,立管的ζzh=72.7

當(dāng)ζzh=1.0時(shí),ΔP=ΔPⅣ/ζzh=1649/72.7=22.69Pa根據(jù)動(dòng)壓頭(ρν2)/2=22.69Pa和d=20mm,查附錄4-5,得GⅣ=270kg/h(根據(jù)ΔP=SG2

,用比例法求G值)在附錄4-5中,G=264kg/h時(shí),ΔP=21.68Pa可求得GⅣ=G(ΔPd/ΔP)0.5=264(22.69/21.68)0.5=270kg/h.立管Ⅳ的熱負(fù)荷QⅣ=7200W。由此可求出該立管的溫度降：Δt=0.86Q/G=0.86×7200/270=22.9oC.按照上述步驟,對(duì)其他水平供、回水干管和立管從遠(yuǎn)至近順次地進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于表中。最后得出圖4-2右側(cè)循環(huán)環(huán)路初步的計(jì)算流量ΔGj.1=1196kg/h,壓力損失ΔPj.1=4513Pa.

Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算5.按同樣方法計(jì)算圖4-2左側(cè)循環(huán)環(huán)路的管路(圖中未畫(huà)出)現(xiàn)假定同樣按不等溫降方法進(jìn)行計(jì)算后,得出左側(cè)循環(huán)環(huán)路的初步計(jì)算流量Gj.2=1180kg/h,初步計(jì)算壓力損失ΔPj.2=4100Pa,見(jiàn)下圖Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算6.校核流量右側(cè)環(huán)路阻力數(shù)：左側(cè)環(huán)路阻力數(shù)：將左環(huán)計(jì)算壓力損失按與右側(cè)相同考慮（左環(huán)路與右環(huán)路平衡時(shí)，左環(huán)路的壓力損失與右環(huán)路相等），此時(shí)左環(huán)路壓力損失為△Pj.2=4513Pa。通過(guò)左環(huán)的阻力數(shù)可計(jì)算出左環(huán)的流量，則左環(huán)流量變?yōu)?238kg/h，則系統(tǒng)初步計(jì)算的總流量為：

1238+1196=2434kg/h系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總流量為：

0.86∑Q/(tg

-th

)=0.86×74800/(95-70)=2573kg/h兩者不相等。因此，需要近一步調(diào)整各循環(huán)環(huán)路的流量、壓降和各立管的溫度降。Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算7.調(diào)整流量、壓損根據(jù)并聯(lián)環(huán)路流量分配和壓降變化的規(guī)律進(jìn)行調(diào)整。(1)計(jì)算各分支循環(huán)環(huán)路通導(dǎo)數(shù)α值。右側(cè)環(huán)路：α1=Gj.1/(⊿Pj.1)0.5=1196/45130.5=17.8左側(cè)環(huán)路:

α2=Gj.2/(⊿Pj.2)0.5=1180/41000.5=18.43(2)根據(jù)并聯(lián)管路流量分配的規(guī)律，確定在設(shè)計(jì)總流量條件下分配到各并聯(lián)循環(huán)環(huán)路的流量。右側(cè)環(huán)路Gt.1

=α1×Gzh/(α1+α2)=17.8×2573/(17.8+18.43)=1264kg/h左側(cè)環(huán)路Gt.2=α2×Gzh/(α1+α2)=18.43×2573/(17.8+18.43)=1309kg/h(3)確定各并聯(lián)循環(huán)環(huán)路的流量、溫降調(diào)整系數(shù)右側(cè)環(huán)路：流量調(diào)整系數(shù)：αG.1=Gt.1/Gj.1=1264/1196=1.057溫降調(diào)整系數(shù)：αt.1=Gj.1/Gt.1=1196/1264=0.946Chap4室內(nèi)熱水系統(tǒng)水力計(jì)算左側(cè)環(huán)路：流量調(diào)整系數(shù);

αG.2=Gt.2/Gj.2=1309/1180=1.109溫降調(diào)整系數(shù):

αt.2=Gj.2/Gt.2=1180/1309=0.901

根據(jù)右側(cè)和左側(cè)并聯(lián)環(huán)路的不同流量調(diào)整系數(shù)和溫降調(diào)整系數(shù)，乘以各側(cè)立管的第一次算出的流量和溫降，求得各立管的最終計(jì)算流量和溫降。(4)確定并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)的壓力損失值壓力損失調(diào)整系數(shù)：右側(cè):αp.1=(Gt.1/Gj.1)2

左側(cè):

αp.2=(Gt.2/Gj.2)2調(diào)整后左右側(cè)環(huán)路節(jié)點(diǎn)的壓力損失:ΔPt.=ΔPj.1×αp.1=ΔPj.2×αp.2右側(cè)：ΔPt.1)=4513(1264/1196)2=5041Pa左側(cè)：ΔPt.2=4100(1309/1180)2=5045Pa≠5041Pa(計(jì)算誤差)8.確定系統(tǒng)供、回水總管管徑及系統(tǒng)的總壓力損失并聯(lián)環(huán)路水力計(jì)算調(diào)整后，最后確