重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題

1、第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,重力循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)通過散熱器環(huán)路的循環(huán)作用壓力的計(jì)算公式為：,Pa （4-36）,式中,重力循環(huán)系統(tǒng)中，水在散熱器內(nèi)冷卻所產(chǎn)生的 作用壓力,H所計(jì)算的散熱器中心與鍋爐中心的高差,供水和回水密度,水在循環(huán)環(huán)路中冷卻的附加作用壓力,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,【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。,第四章 室內(nèi)

2、熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,解： 圖上小圓圈內(nèi)的數(shù)字表示管段號(hào)。圓圈旁的數(shù)字：上行表示管段熱負(fù)荷（W），下行表示管段長(zhǎng)度（m）。散熱器內(nèi)的數(shù)字表示其熱負(fù)荷（W）。羅馬數(shù)字表示立管編號(hào)。,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,計(jì)算步驟：,1.選擇最不利環(huán)路 由圖可知，最不利環(huán)路是通過立管的最底層散熱器1(1500W)的環(huán)路。,2.計(jì)算通過最不利環(huán)路散熱器1的作用壓力,根據(jù)式（4-36）,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方

3、法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,查附錄3-2，得Pf350Pa。根據(jù)供回水溫度，查附錄3-1，得,將已知數(shù)字帶入上式，得,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,根據(jù)式（4-35）,式中 最不利環(huán)路的總長(zhǎng)度，m,a-沿程損失占總壓力損失的估計(jì)百分?jǐn)?shù),查附錄4-8，得a=50%。,3.確定最不利環(huán)路各管段的管徑d,（1）求單位長(zhǎng)度平均比摩阻,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,將各數(shù)字帶入上式，得,（2）根據(jù)各管段的熱負(fù)荷，求出各管段的流量，計(jì)算公式如下：,式

4、中 Q管段的熱負(fù)荷,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)回水溫度,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,（3）根據(jù)G、Rpj，查附錄表4-1，選擇最接近Rpj的管徑。將查出的d、R、v和G值列入表4-2的第5、6、7欄和第3欄中。,4.確定沿程壓力損失Py=Rl 將每一管段R與l相乘，列入水力計(jì)算表4-2的第8欄中。,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,5.確定局部阻力損失Z,(1)確定局部阻力系數(shù),第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)

5、熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,（2）利用附錄表4-3，根據(jù)管段流速v，可查出動(dòng)壓頭Pd值，列入表4-2的第10欄中。根據(jù) ，將求出的Pj值列入表4-2的第11欄中。,6.求各管段的壓力損失,7.求環(huán)路總壓力損失,將表4-2中第8欄與第11欄相加，列入表4-2第12欄中。,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,8.計(jì)算富裕壓力值,考慮由于施工的具體情況，可能增加一些在設(shè)計(jì)計(jì)算中未計(jì)入的壓力損失。因此，要求系統(tǒng)應(yīng)有10%以上的富裕度。,式中 系

6、統(tǒng)作用壓力的富裕率；,通過最不利環(huán)路的作用壓力；,通過最不利環(huán)路的壓力損失。,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,9.確定通過立管第二層 散熱器環(huán)路中各管段的管徑,（1）計(jì)算通過立管第二層散熱器環(huán)路的作用壓力,1285Pa,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,(2)確定通過立管第二層散熱器環(huán)路中各管段的管徑,1）求平均比摩阻Rpj,根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)平衡原理，通過第二層管段15、16的資用壓力為,1285818+32 499 Pa,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系

7、統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,平均比摩阻為：,2）根據(jù)同樣方法，按15和16管段的流量G及Rpj，確定管段的d，將相應(yīng)的R、v值列入表4-2中。,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,5%,此相對(duì)差額在允許15%范圍內(nèi)。,10.確定通過立管第三層散熱器環(huán)路上各管段的管徑，計(jì)算方法與前相同。計(jì)算結(jié)果如下：,（3）求通過底層與第二層并聯(lián)環(huán)路的壓降不平衡率,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,（1）通過立管第三層散熱器環(huán)路的作用壓力,9.819

8、(977.81-961.92)+350 1753Pa,（2）管段15、17、18與管段13、14、1為并聯(lián)管路，通過管段15、17、18的資用壓力為,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,1753818+41,976Pa,（3）管段15、17、18的實(shí)際壓力損失為 459+159.1+119.7738Pa,（4）不平衡率,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,11.確定通過立管各層環(huán)路各管段的管徑,（1）確定通過立管底層散熱器環(huán)路的作用壓力,9.813(977.81-96

9、1.22)+350 818 Pa,(2)確定通過立管底層散熱器環(huán)路各管段管徑d,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,管段1923的資用壓力,132（818818） 132Pa,（3）管段1923的水力計(jì)算同前，結(jié)果列入表4-2中,總阻力損失為,第二節(jié) 重力 (自然) 循環(huán)雙管供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,（4）與立管并聯(lián)環(huán)路相比的不平衡率則剛好為零,【例題4-2】確定圖4-9機(jī)械循環(huán)垂直單管順流

10、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。,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,一、機(jī)械循環(huán)單管順流異程式熱水供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,解：計(jì)算步驟如下：,1.在軸測(cè)圖上，與例題4

11、-1相同，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)，如圖所示。,2.確定最不利環(huán)路 本系統(tǒng)為異程式單管系統(tǒng)，一般取最遠(yuǎn)立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。如圖所示，最不利環(huán)路是從入口到立管。這個(gè)環(huán)路包括管段1到管段12。,3.計(jì)算最不利環(huán)路各管段的管徑,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,本例題采用推薦的平均比摩阻Rpj大致為60120Pa/m來確定最不利環(huán)路各管段的管徑。,水力計(jì)算方法與例題4-1相同。首先根據(jù)式（4-37）確定各管段的流量。根據(jù)G和選用的Rpj值，查附錄表4-1，將查出的各管段d、R、v值列入表4-4的水力計(jì)算表中。,

12、第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,4.確定立管的管徑,根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力平衡原理，立管的資用壓力可由下式確定,式中,水在立管的散熱器中冷卻時(shí)產(chǎn)生的重力循環(huán)作用壓力,水在立管的散熱器中冷卻時(shí)產(chǎn)生的重力循環(huán)作用壓力,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,由于兩根立管各層熱負(fù)荷的分配比例大致相等，因此,所以,立管的平均比摩阻為,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖

13、系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,5.確定立管的管徑,資用壓力,立管的總壓力損失為2941Pa,不平衡百分率,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,6.確定立管的管徑,資用壓力,立管總壓力損失為2941Pa,不平衡百分率,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,7.確定立管的管徑,資用壓力,立管總壓力損失為3517Pa,不平衡百分率,二、散熱器的進(jìn)流系數(shù),流進(jìn)散熱器的水流量與通過該立管水流量的比值，稱作散熱器的進(jìn)流系數(shù)，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)，=1.0；

14、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)，=0.5。,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力平衡原理，可列出下式,或,又知,（4-39）,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,如直管d1=d2，并假設(shè)兩側(cè)水的流動(dòng)狀況相同，摩擦阻力系數(shù)值近似相等。,式（4-39）可改寫為,式中 l1、l2通向散熱器、的支管長(zhǎng)度 ld1、ld2通向散熱器、的支管的局部阻力當(dāng)量

15、長(zhǎng)度 GI、GII流進(jìn)散熱器、的水流量 Gl立管的水流量,（4-40）,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,將式（4-40）變換，得,式中 aI散熱器的進(jìn)流系數(shù),流入散熱器和的水流量分別為,（4- 41）,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,在通常管道布置情況下，順流式系統(tǒng)兩側(cè)連接散熱器支管管徑、長(zhǎng)度及其局部阻力都相等時(shí)，根據(jù)式（4-41）可見,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,對(duì)于跨越式系統(tǒng)，通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)的方法確定進(jìn)流

16、系數(shù)。圖4-11為各種組合管徑情況下的進(jìn)流系數(shù)曲線圖。,三、機(jī)械循環(huán)單管順流同程式熱水供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算例題 【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)圖見圖4-12。,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,同程式系統(tǒng)管路系統(tǒng)圖,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,解：計(jì)算方法和步驟：,1.首先計(jì)算通過最遠(yuǎn)立管的環(huán)路,確定出供水干管各個(gè)管段、立管和回水總干管的管徑及其壓力損失。計(jì)算方法與例題4-2相同，見水力計(jì)算表4-6。,2.用同樣的方法，計(jì)算通過最近立管的環(huán)路，從而確定出立管、回水干管各管段的管徑及其壓力損失。,第四章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算,第三節(jié) 機(jī)械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題,3.求并聯(lián)環(huán)路立管和立管的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在5%以內(nèi)。,4.根據(jù)