管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析2分解課件

1、第一節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布討論：分析水力計(jì)算的作用管網(wǎng)系統(tǒng)使用的要求分析管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布的作用為什么要繪制管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力分布圖1.反映管網(wǎng)中流 體的流動(dòng)規(guī)律；2.判斷管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。直觀反映管網(wǎng)中各點(diǎn)的壓力狀況返回第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布管網(wǎng)系統(tǒng)使用的要求：流量、壓力動(dòng)畫(huà)返回第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布 一.管流能量方程及壓頭表達(dá)式 以00為基準(zhǔn)線,列管段11斷面和22斷面的能量方程： 或 斷面總水頭：斷面壓力水頭： 1、2兩斷面之間的阻力： 水頭損失：返回二、管網(wǎng)的壓力分布圖1.液體管網(wǎng)壓力分布圖水壓圖 定義： 將各點(diǎn)測(cè)壓管水頭高度HPi 順次連接,形成水壓曲線 作用：直觀地表達(dá)管路中液體壓力

2、的分布狀況 確定管道中任何一點(diǎn)的壓力值:(HpiZi); 表示出各管段的壓力損失值； 當(dāng)液體管路中各處的速度差別不大,動(dòng)壓差與管段 12的水頭損失H12相比可忽略,則 由水壓曲線坡度,確定管段單位管長(zhǎng)平均壓降的大小; 液體管網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)水力連通器，通過(guò)管路上任意 一點(diǎn)的壓力，確定其他各點(diǎn)的壓力.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布近似簡(jiǎn)化返回 管流的水頭損失和水壓圖水壓曲線 返回?zé)崴芫W(wǎng)水壓圖水壓曲線第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回結(jié)論膨脹水箱安裝高度超過(guò)用戶(hù)系統(tǒng)的充水高度，而膨脹水箱的膨脹管又連接在靠近循環(huán)水泵進(jìn)口側(cè)時(shí)，就可以保證整個(gè)系統(tǒng)無(wú)論在運(yùn)行還是停止時(shí)，各點(diǎn)壓力都超過(guò)大氣壓力。 系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，避

3、免了液體汽化或吸入空氣膨脹水箱作用：容納系統(tǒng)水膨脹體積 穩(wěn)壓 分析熱水供暖系統(tǒng)水壓曲線的位置，取決于定壓裝置對(duì)系統(tǒng)施加壓力的大小和定壓點(diǎn)的位置。采用膨脹水箱定壓的系統(tǒng)各點(diǎn)壓力，取決于膨脹水箱安裝高度和膨脹管系統(tǒng)的連接位置。運(yùn)行時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力都降低了；供暖系統(tǒng)的干管過(guò)長(zhǎng)，阻力損失較大，則有可能在干管上出現(xiàn)負(fù)壓； FR段供水干管的壓力低于大氣壓力，就會(huì)吸入空氣或發(fā)生水的汽化，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行 機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中，應(yīng)將膨脹水箱的膨脹管連接在循環(huán)水泵吸入側(cè)的回水感管上；自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)中，循環(huán)作用壓頭小，水平供水干管的壓力損失只占一部分，膨脹水箱連接在供水干管上。二.管網(wǎng)的壓力分布圖

4、2. 氣體管網(wǎng)壓力分布圖氣體管路，忽略位置壓差，能量方程為：同一斷面靜壓與動(dòng)壓之和為全壓： 原理：qj qd ， qj qd 能量的轉(zhuǎn)換原理第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布繪制壓力分布圖返回二.管網(wǎng)的壓力分布圖第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布通風(fēng)管路的壓力分布圖返回2.氣體管網(wǎng)壓力分布圖通風(fēng)系統(tǒng)的壓力分布圖的繪制方法和步驟 以大氣壓力為基準(zhǔn)線00 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的全壓值、動(dòng)壓值和靜壓值 將各點(diǎn)的全壓在縱軸上以同比例標(biāo)在圖上，00線以下為負(fù)值,連接各個(gè)全壓點(diǎn)可得到全壓分布曲線. 將各點(diǎn)的全壓減去該點(diǎn)的動(dòng)壓,同時(shí)可繪出靜壓分布曲線.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回三、吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性分析 1.氣體吸入式管網(wǎng)特性

5、靠近入口點(diǎn)處和入口斷面1的能量方程為： 因 管段12的動(dòng)壓： 又： 對(duì)于點(diǎn)2:第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回三、吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性分析 1.氣體吸入式管網(wǎng)特性由靠近入口點(diǎn)處和入口斷面1的能量方程分析得出：當(dāng)管道內(nèi)的流速不變時(shí)，風(fēng)管的阻力是由降低管內(nèi)的 靜壓來(lái)克服的.空氣吸氣管內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律：風(fēng)機(jī)吸入段的Pq和Pj均為負(fù)值,風(fēng)機(jī)入口處負(fù)壓最大吸入管段中靜壓絕對(duì)值為:Pq絕對(duì)值與Pd 值之和風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓P(全壓)等于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的全壓差 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓風(fēng)管阻力出口動(dòng)壓損失第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回三、吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性分析 2.液體吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性 吸入管中壓力的變化分析 泵運(yùn)行時(shí)，入口處

6、形成負(fù)壓，液體吸入并流入葉輪的進(jìn)口.被吸液體與大氣接觸的液面為大氣壓力，該液面與葉輪進(jìn)口的絕對(duì)壓力之差，轉(zhuǎn)換成位置水頭和流速水頭，并克服各項(xiàng)壓力損失.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布吸入管中壓力的變化分析返回2.液體吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性 吸入管中壓力的計(jì)算液體自由表面與11斷面的能量方程：液體自由表面與葉片入口稍前處00斷面的能量方程：00斷面中心點(diǎn)O與葉片背面靠近吸入口的斷面k點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能量方程：令第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布?xì)庋ㄏ禂?shù)泵殼內(nèi)最低壓頭K點(diǎn)壓力下降值Hv返回2.液體吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性 氣穴和氣蝕的產(chǎn)生 泵中最低壓力Pk如果降低到被吸液體工作溫度下的飽和

7、蒸汽壓力Pva時(shí),泵殼內(nèi)即發(fā)生氣穴和氣蝕現(xiàn)象. 什么是氣穴？ PkPva時(shí),液體就大量汽化,氣體逸出,形成汽泡； 進(jìn)入葉輪高壓區(qū)的汽泡,被四周水壓壓迫而破裂； 流體沖向破裂的汽泡中心,產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘現(xiàn)象； 瞬間的局部壓力達(dá)到1MPa以上,汽泡破裂時(shí)產(chǎn)生炸裂噪聲.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回2.液體吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性 什么是氣蝕： 局部水錘的高頻率作用下，泵的葉片進(jìn)口端產(chǎn)生氣蝕 氣蝕現(xiàn)象葉片出現(xiàn)裂縫和剝落,最后達(dá)到幾條裂縫互相貫穿的完全蝕壞程度氣蝕,使氣蝕區(qū)突然擴(kuò)大,泵的H、N、就將急劇下降,最終導(dǎo)致停止出水. 第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回氣蝕動(dòng)畫(huà)返回2.液體吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性

8、怎樣防止氣穴和氣蝕的產(chǎn)生 以水的飽和蒸汽壓力作為防止水汽化的最小壓力， 該值與水溫有關(guān). 氣蝕余量為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)該使泵內(nèi)液體的最低壓強(qiáng)Pmin液體在該溫度時(shí)的氣化壓強(qiáng)PV ， 即 PminPV ， Pmin=Pk . 氣蝕余量計(jì)算式：第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回2.液體吸入式管網(wǎng)的壓力分布特性綜述： 液體吸入式管路的壓力分布要求對(duì)泵吸入口能夠形成的真空度有嚴(yán)格的控制條件值； 若泵的真空值太小，無(wú)法提升液體； 若泵的真空值太大，會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象； 吸入管路正確的壓力分布：以運(yùn)行中不產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象為前題按泵的樣本中給定的允許吸上真空度 Hs 作為限值第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回四、水壓圖在液體

9、管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的重要作用 水壓圖的作用 管網(wǎng)的設(shè)計(jì)階段：由于各用戶(hù)對(duì)流體的Q、P、T 的要求不同，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)管網(wǎng)的壓力狀況要有整體的考慮.水壓圖能全面反映管網(wǎng)和各用戶(hù)的壓力狀況，是保證管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施.各個(gè)用戶(hù)與管網(wǎng)的連接方式，要根據(jù)管網(wǎng)的壓力分布和壓力波動(dòng)情況來(lái)選定.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回四、水壓圖在液體管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的重要作用 水壓圖的作用 管網(wǎng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)：要根據(jù)網(wǎng)路的壓力分布或其波動(dòng)情況來(lái)選定需要通過(guò)水壓圖的分析,作為決策的依據(jù) 管網(wǎng)的運(yùn)行階段：由管網(wǎng)的實(shí)際水壓圖，可全面了解系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中或出現(xiàn)故障時(shí)的壓力狀況，了解影響因素及應(yīng)采取的技術(shù)措施. 學(xué)習(xí)的目的：掌握繪制水壓圖的基本要

10、求、步驟、方法、 會(huì)利用水壓圖分析系統(tǒng)壓力狀況。第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回 通過(guò)水壓圖的繪制及水壓分析滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 熱水管網(wǎng)壓力狀況的基本技術(shù)要求 與熱水管網(wǎng)直接連接的用戶(hù)系統(tǒng) 系統(tǒng)內(nèi)的壓力不應(yīng)超過(guò)用熱設(shè)備和管道構(gòu)件的承壓能力. 循環(huán)水泵運(yùn)行和停止時(shí)，系統(tǒng)回水管出口處的壓力 必須 大于用戶(hù)系統(tǒng)的充水高度，以防止系統(tǒng)倒空吸入空氣， 破壞系統(tǒng)正常運(yùn)行和腐蝕管道. 網(wǎng)路回水管內(nèi)任何一點(diǎn)的壓力應(yīng)0.05MPa,以免吸入空氣. 高溫水的管路和用戶(hù)系統(tǒng)內(nèi),t100的地點(diǎn),熱媒壓力應(yīng)不小于該水溫下的汽化壓力,并留有3050kPa的富裕壓力. 熱水網(wǎng)路的熱力站和熱力引入口處,供、回水管的資用壓差，應(yīng)滿(mǎn)足熱力

11、站或用戶(hù)所需的作用壓頭.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回 水壓圖的繪制及水壓分析的方法 繪制熱水網(wǎng)絡(luò)水壓圖的步驟和方法以網(wǎng)路循環(huán)水泵的中心線的高度為基準(zhǔn)面，在縱坐標(biāo)上作出標(biāo)高的刻度，在橫坐標(biāo)上作出距離的刻度.選定靜水壓線的位置：停止運(yùn)行時(shí)，不汽化，底層散熱器能承受其壓力選定回水管動(dòng)水壓線的位置：網(wǎng)路任意點(diǎn)P50KPa(表壓)；回水管出口處的壓力系統(tǒng)的充水高度.選定供水管動(dòng)水壓線的位置：限制供水管動(dòng)水壓線的最低位置:第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布任一點(diǎn)都不出現(xiàn)氣化 資用壓頭滿(mǎn)足循環(huán)壓頭 什么是靜水壓線？什么是回水管動(dòng)水壓線？什么是供水管動(dòng)水壓線？返回 例題分析 用戶(hù)系統(tǒng)1: 低溫系統(tǒng)、樓高17m 用戶(hù)系統(tǒng)

12、2:低溫系統(tǒng)、樓高30m 用戶(hù)系統(tǒng)3:高溫系統(tǒng)、樓高17m 用戶(hù)系統(tǒng)4:高溫系統(tǒng)、樓高17m第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布水壓圖的繪制及水壓分析的方法水泵揚(yáng)程是多少?返回水壓圖的繪制及水壓分析的方法供回水溫度110/70，供回水干管壓力降為12mH2O，每個(gè)用戶(hù)資用壓頭10mH2O，熱源壓力損失為15mH2O解答靜水壓線的確定： 如全部用戶(hù)均為直接連接，并保證用戶(hù)不汽化或倒空，靜水壓線高度需要定在不低于39mH2O（36+3）處；此時(shí)用戶(hù)1底層散熱器承受的壓力為：39-2=37mH2O；用戶(hù)2底層散熱器承受的壓力為：39-6=33mH2O；用戶(hù)3底層散熱器承受的壓力為：39+7=46mH2O；用戶(hù)4

13、底層散熱器承受的壓力為：39+2=41mH2O。用戶(hù)3、4底層散熱器承受的壓力均超過(guò)40mH2O，應(yīng)采用間接連接方式，投資成本大。解答重新確定靜水壓線：通過(guò)已知條件發(fā)現(xiàn)，只有用戶(hù)2采用直接連接時(shí)才造成靜水壓線過(guò)大，所以把用戶(hù)2采用間接連接，而其他用戶(hù)采用直接連接。用戶(hù)2采用間接連接后，系統(tǒng)高溫水可能達(dá)到的最高點(diǎn)是在用戶(hù)系統(tǒng)4的頂部。靜水壓線為：15+4.6+3=22.623mH2O。1、3、4用戶(hù)的底層散熱器承受的壓力分別為：21、30、25mH2O。解答繪制回水管動(dòng)水壓線 定壓點(diǎn)位置在循環(huán)水泵的吸入端，回水干管末端壓力為23mH2O，回水干管壓力損失為12mH2O，所以回水干管起點(diǎn)的壓力為：

14、23+12=35mH2O。繪制供水管動(dòng)水壓線用戶(hù)的資用壓頭為10mH2O，所以供水干管末端壓力：35+10=45mH2O，供水干管壓力損失為12mH2O，起點(diǎn)壓力為：45+12=57mH2O，熱源壓力損失為15mH2O，所以熱源出口壓力為：57+15=72mH2O。解答確定循環(huán)水泵的揚(yáng)程。72-23=49mH2O。支線的水壓曲線確定支線供水管水壓線，起點(diǎn)在供水主干線上，支線末端水壓線的標(biāo)高應(yīng)為起點(diǎn)標(biāo)高減去支線的壓力損失?；厮苤Ь€末端在回水主干線上，起點(diǎn)的標(biāo)高應(yīng)為末端壓力加上支線的壓力損失。解答用戶(hù)1入口供水壓力：45-2=43mH2O用戶(hù)1入口回水壓力：35-2=33mH2O主干線供水管平均比摩阻：1210000/2500（1+0.6）=30Pa/m水壓圖的繪制及水壓分析的方法 用戶(hù)系統(tǒng)的壓力狀況和與熱網(wǎng)連接方式的確定根據(jù)熱水網(wǎng)路水壓圖的水壓線位置，確定用戶(hù)系統(tǒng)與網(wǎng)路的連接方式及其壓力狀況第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布返回五、管網(wǎng)系統(tǒng)的定壓 閉式循環(huán)液體管網(wǎng)中，定壓點(diǎn)位置及其壓力，決定了整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的靜壓高度和動(dòng)壓線的相對(duì)位置及高度. 要使管網(wǎng)按水壓圖給定的壓力狀況運(yùn)行，就要正確確定定壓方式、定壓點(diǎn)的位置和控制好定壓點(diǎn)所要求的壓力.第二節(jié) 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布五、管網(wǎng)系統(tǒng)的定壓常用的幾種定壓方式高位水箱定壓方式常用于給水管網(wǎng)系統(tǒng)、消防管網(wǎng)系統(tǒng)熱水管網(wǎng)系統(tǒng)：水