熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算原理講稿

本講主要內(nèi)容水力計(jì)算基本公式當(dāng)量局部阻力法和當(dāng)量長(zhǎng)度法塑料管材的水力計(jì)算

水力計(jì)算的任務(wù)和方法

一、水力計(jì)算基本公式設(shè)計(jì)熱水供暖系統(tǒng)，為了使系統(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，就要進(jìn)行管路的水力計(jì)算。

當(dāng)流體沿管道流動(dòng)時(shí)，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦，就要損失能量；而當(dāng)流體流過管道的一些附件(如閥門、彎頭、三通、散熱器等)時(shí)，由于流動(dòng)方向或速度的改變，產(chǎn)生局部旋渦和撞擊，也要損失能量。前者稱為沿程損失，后者稱為局部損失。

熱水供暖系統(tǒng)中計(jì)算管段的壓力損失，可用下式表示：

ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi

Pa式中ΔP——計(jì)算管段的壓力損失，Pa；ΔPy——計(jì)算管段的沿程損失，Pa；ΔPi——計(jì)算管段的局部損失，Pa；

R——每米管長(zhǎng)的沿程損失，Pa／m；

l——管段長(zhǎng)度，m。1、沿程損失在管路的水力計(jì)算中，通常把管路中水流量和管徑都沒有改變的一段管子稱為一個(gè)計(jì)算管段。任何一個(gè)熱水供暖系統(tǒng)的管路都是由許多串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算管段組成的。每米管長(zhǎng)的沿程損失(比摩阻)，可用流體力學(xué)的達(dá)西．維斯巴赫公式進(jìn)行計(jì)算。

熱媒在管內(nèi)流動(dòng)的摩擦阻力系數(shù)值取決于管內(nèi)熱媒的流動(dòng)狀態(tài)和管壁的粗糙程度，即：

摩擦阻力系數(shù)值是用實(shí)驗(yàn)的方法確定的。

層流流動(dòng)（Re）當(dāng)Re＜2320時(shí)，流動(dòng)為層流狀態(tài)。紊流過渡區(qū)流動(dòng)(Re,)過渡區(qū)的摩擦阻力系數(shù)值，可用洛巴耶夫公式來(lái)計(jì)算，即過渡區(qū)的范圍，大致可用下式確定：Re1=11或＝11m/sRe2=445或=445m/s粗糙管區(qū)（阻力平方區(qū)）()粗糙管區(qū)的摩擦阻力系數(shù)值，可用尼古拉茲公式計(jì)算:對(duì)于管徑等于或大于40mm的管子，用希弗林松推薦的、更為簡(jiǎn)單的計(jì)算公式也可得出很接近的數(shù)值：

管壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度K值與管子的使用情況（流體對(duì)管壁腐蝕和沉積水垢等狀況）和管子的使用時(shí)間等因素有關(guān)。對(duì)于熱水供暖系統(tǒng)，根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐積累的資料，推薦采用下列數(shù)值：對(duì)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管路K=0.2mm對(duì)室外熱水管網(wǎng)K=0.5mm根據(jù)過渡區(qū)范圍的判別式和推薦使用的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度K值,列出下表：

室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水流量G，通常以kg／h表示。熱媒流速與流量的關(guān)系式為：將上式代入達(dá)西公式可得到更方便的計(jì)算公式：在給定某一水溫和流動(dòng)狀態(tài)下，上式的和值是已知值，管路水力計(jì)算基本公式可以表示為的函數(shù)式。只要已知R、G、d中任意兩數(shù)，就可確定第三個(gè)數(shù)值。附錄4-1給出室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路水力計(jì)算表。

2、局部損失管段的局部損失，可按下式計(jì)算：水流過熱水供暖系統(tǒng)管路的附件的局部阻力系數(shù)值，可查附錄4-2。附錄4-3給出熱水供暖系統(tǒng)局部阻力系數(shù)時(shí)的局部損失值。即，表示時(shí)的局部壓力損失，又叫動(dòng)壓頭。3、總壓損失總損失為各管段沿程損失和局部損失之和，即二、當(dāng)量局部阻力法和當(dāng)量長(zhǎng)度法在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，也有采用所謂“當(dāng)量局部阻力法”或“當(dāng)量長(zhǎng)度法”進(jìn)行管路的水力計(jì)算。當(dāng)量局部阻力法的基本原理是將管段的沿程損失轉(zhuǎn)變?yōu)榫植繐p失來(lái)計(jì)算。設(shè)管段的沿程損失相當(dāng)于某一局部損失，則1、當(dāng)量局部阻力法計(jì)算管段的總壓可寫為：

若已知管段的水流量G時(shí)，該管段的總壓力損失可改寫為：附錄4-4列出當(dāng)水的平均溫度為60℃，相應(yīng)水的密度時(shí)，各種不同管徑的A值和值（摩擦阻力系數(shù)取一平均值計(jì)算）。附錄4-5給出按式編制的水力計(jì)算表。在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)常用的垂直單管順流式系統(tǒng)，由于整根立管與干管、支管以及支管與散熱器的連接方式，在施工規(guī)范中都規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的連接圖式；因此，為了簡(jiǎn)化立管的水力計(jì)算，也可以將由許多管段組成的立管視為一根管段，根據(jù)不同情況，給出整根立管的值。其編制方法和數(shù)值可見附錄4-6。2、當(dāng)量長(zhǎng)度法當(dāng)量長(zhǎng)度法的基本原理是將管段的局部損失折合為管段的沿程損失來(lái)計(jì)算。如某一管段的總局部阻力系數(shù)為，設(shè)它的壓力損失相當(dāng)于流經(jīng)管段ld米長(zhǎng)度的沿程損失，則水力計(jì)算扣基本公式貪，可表示垂為：式中l(wèi)zh——管糊段的折活算長(zhǎng)度咽，m。當(dāng)量長(zhǎng)度納法一般多掏用在室外歪熱力網(wǎng)路拆的水力計(jì)木算上。1、水鞠力計(jì)算番的任務(wù)：按已知系糖統(tǒng)各管段時(shí)的流量和怪循環(huán)作用起壓力，確厭定各管段廳的管徑。霞常用于工統(tǒng)程設(shè)計(jì)。按已知禍系統(tǒng)各荒管段的昌流量和雙管徑，哀確定系舊統(tǒng)所需似的循環(huán)煩作用壓甩力，常刷用于校鞭核計(jì)算跪。按已知系憶統(tǒng)各管段依的管徑和都該管段的臟允許壓力鬼降，確定在該管段的寇水流量。盈校核計(jì)算階，不等溫綠降。四、水墊力計(jì)算五的任務(wù)江和方法第二種氣情況的并水力計(jì)據(jù)算，常霞用于校居核計(jì)算曠。根據(jù)繞最不利都循環(huán)環(huán)泊路各管千段改變瞇后的流矛量和已竄知各管質(zhì)段的管咳徑，利慣用水力旋計(jì)算圖胞表，確朗定該循家環(huán)環(huán)路內(nèi)個(gè)管段頃的壓力晴損失以憶及系統(tǒng)難必需的衛(wèi)循環(huán)作怒用壓力搬，并檢部查循環(huán)熊水泵的依揚(yáng)程是效否滿足改要求。第三種吧情況下垮的水力著計(jì)算，層是根據(jù)股管段的予管徑d和該管段挑的允許壓?jiǎn)×?，?lái)勒確定通過冒該管段的捐流量。對(duì)啟已有的熱茫水供暖系仗統(tǒng)，在管校段已知作熔用壓頭下諷，校核各奪管段通過冠的水流量帳的能力，戚以及熱水林供暖系統(tǒng)弊采用的所奇謂“不等背溫降”水腿力計(jì)算方例法，就是帽按此方法熄進(jìn)行計(jì)算分的。2、等溫旁降水力計(jì)濃算的方法平均比摩派阻Rpj法法推薦的打平均比跌摩阻Rpj法（60～濱120P喘a/m隱）實(shí)際設(shè)計(jì)子過程中，岸為了平衡拒各并聯(lián)環(huán)位路的壓力蚊損失，往林往需要提挑高循環(huán)環(huán)幸路各分支突管段的比止摩阻和流偵速，但流再速過大會(huì)鍬使管道產(chǎn)矛生噪聲，虧所以規(guī)范叉規(guī)定：最口大允許的姨水流流速旋不應(yīng)大