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1、空調(diào)水泵選型設(shè)計(jì)方法及案例一,水泵選型原則及注意事項(xiàng)(1)首先要滿足最大運(yùn)行工況的流量和揚(yáng)程,并使水泵的工作狀態(tài)點(diǎn)處于高效率范圍;(2)水泵的流量和揚(yáng)程應(yīng)有10%-20%的富裕量;(3)當(dāng)流量較大時(shí),宜考慮多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行,并聯(lián)臺(tái)數(shù)不宜超過(guò)三臺(tái);(4)多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí),應(yīng)盡可能選擇同型號(hào)水泵;(5)選泵時(shí)必須考慮系統(tǒng)壓力對(duì)泵體的作用,注意水泵殼體和填料的承壓能力以及軸向推力對(duì)密封環(huán)和軸封的影響;特別對(duì)于閉式循環(huán)系統(tǒng),在選擇水泵時(shí)應(yīng)確保水泵所能承受的靜壓值滿足要求;(6)開式系統(tǒng)總揚(yáng)程和閉式系統(tǒng)不同,開式系統(tǒng)總揚(yáng)程包括管道損失揚(yáng)程和設(shè)備損失揚(yáng)程;閉式系統(tǒng)除管道損失揚(yáng)程和設(shè)備損失揚(yáng)程外,還包括系統(tǒng)的實(shí)
2、際揚(yáng)程(水泵吸入揚(yáng)程和輸出揚(yáng)程)。1.17.1.3水泵選型步驟(1)水泵流量的確定水泵的流量一般應(yīng)為系統(tǒng)最大循環(huán)水流量,并取一定的富余量——單臺(tái)一般取10%,兩臺(tái)及以上并聯(lián)取20%。對(duì)于冷熱水系統(tǒng)水流量,水泵流量應(yīng)按最大負(fù)荷計(jì)算:式中W——冷熱水總水量(m3/s);Q——各房間設(shè)計(jì)工況時(shí)的負(fù)荷總和(kW)c——水的比熱容,取4.187kJ/(kg·k);ρ——水的密度,取1000kg/m3;th——回水的平均溫度,℃;tj——供水溫度,℃;ψ——富裕系數(shù),單臺(tái)水泵一般取10%,兩臺(tái)及以上并聯(lián)取20%。(2)水系統(tǒng)水管管徑的選型計(jì)算對(duì)于冷熱水系統(tǒng)水管,目前管徑的尺寸規(guī)格有:DN15、DN20、D
3、N25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600(DN表示工稱直徑,單位mm)。對(duì)于家用熱水系統(tǒng),還常用到聚丙烯管(PPH、PPB和PPR管),目前管徑的尺寸規(guī)格有:dn16、dn20、dn25、dn32、dn40、dn50、dn63、dn75、dn90、dn110(dn表示工稱外徑,單位mm)。水管的水流速主要考慮經(jīng)濟(jì)和噪聲兩個(gè)因素。管內(nèi)的水流速過(guò)大,管路阻力過(guò)大,噪聲增大、水泵耗工增加;管內(nèi)流速過(guò)低,則管徑選擇太大,不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),大管(總管)流速可
4、以取的大一些,小管(分支管)的流速可以小一點(diǎn)。下表為熱水系統(tǒng)管路允許最大經(jīng)濟(jì)流速(m/s)。表1冷熱水系統(tǒng)管路允許最大經(jīng)濟(jì)流速(m/s)普通管公稱直徑DN(mm)<3232~7070~100125~250250~400>400聚丙烯管公稱外徑dn(mm)<3232~6370~9090~110>110——流速(m/s)0.5~1.00.8~1.51.0~1.81.2~2.51.5~3.02.5~4.5《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)》中推薦的管段流速如下表所示。表2冷熱水管最大流速(m/s)公稱直徑(mm)152025324050>50一般管網(wǎng)0.81.01.21.41.72.03.0有特安靜要求的
5、室內(nèi)管網(wǎng)0.50.650.81.01.21.31.5初步確定水流速,根據(jù)機(jī)組水流量,采用下述公式計(jì)算出管徑,再對(duì)照上表進(jìn)行驗(yàn)證,直到符合要求為止。式中d——計(jì)算管內(nèi)徑(mm);G——通過(guò)該段管的水流量(m3/s)u——通過(guò)該段管的水流速(m/s)注意:一般選擇水泵時(shí),水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)比水泵所在管段的管徑小一個(gè)型號(hào)。例如:水泵所在管段的管徑為DN40,那么所選水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)為DN32。1.17.1.4水泵揚(yáng)程的確定水系統(tǒng)中水流經(jīng)管子、管件表面時(shí)會(huì)有一定的摩擦力損失,此損失即是水泵的損失揚(yáng)程,損失揚(yáng)程主要跟流速、管徑、水管內(nèi)表面粗糙度、水管長(zhǎng)度、管件、管路配件等有關(guān)。水系統(tǒng)中的阻力損失主要有
6、沿程阻力損失和局部阻力損失兩部分組成,沿程阻力和局部阻力之和,即為水系統(tǒng)的總阻力損失,也即水泵所需提供的總揚(yáng)程。水在管道內(nèi)流動(dòng)的沿程阻力損失:式中u——水流速,m/s;——管段的長(zhǎng)度,m;λ——摩擦阻力系數(shù),無(wú)因次量,其值與管內(nèi)流體所處的流態(tài)有關(guān)水在管道內(nèi)流動(dòng)的局部阻力損失:水流動(dòng)時(shí)遇到彎頭、三通及其他配件時(shí),因摩擦及渦流而產(chǎn)生的局部阻力計(jì)算公式為:式中ζ——局部阻力系數(shù);u——水流速,m/sg——重力加速度。計(jì)算中,熱水系統(tǒng)局部阻力系數(shù)ζ可參考下表。表3熱水及蒸汽供暖系統(tǒng)局部阻力系數(shù)ζ值具體的計(jì)算步驟如下:①找出水系統(tǒng)的最不利環(huán)路,一般取供水最遠(yuǎn)端所在環(huán)路為最不利環(huán)路;②根據(jù)管徑或流速不同將
7、最不利環(huán)路分為幾個(gè)管段,計(jì)算每一段的沿程損失和局部損失;③匯總整個(gè)最不利環(huán)路的總阻力損失,即為所需水泵的揚(yáng)程。特別地,工程上對(duì)于水系統(tǒng)有較簡(jiǎn)便的估算公式:Hmax=ΔP1+ΔP2+0.05L(1+K)式中ΔP1——最不利環(huán)路中機(jī)組換熱器水壓降;ΔP2——最不利環(huán)路中末端水壓損失最大一臺(tái)的壓損;0.05——在最不利環(huán)路中,大致取每100m管長(zhǎng)沿程損失為5mH2O;L——最不利環(huán)路的總水管長(zhǎng)度;K——