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1、第四章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計算第一節(jié)熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算的基本原理一、目的確定各管段的管徑管段：流量、管徑都不變的一段管子節(jié)點：進出口流量之和為0的分支點二、熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算的基本公式沿程損失：當流體沿管道流動時，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦，損失的能量。局部損失：當流體流過管道的一些附件(如閥門、彎頭、三通、散熱器等)時，由于流動方向或速度的改變，產(chǎn)生局部旋渦和撞擊，也要損失能量ΔP＝ΔPy+ΔPj＝Rl+ΔpjΔP——計算管段的壓力損失ΔPy——計算管段的沿程損失ΔPj——計算管段的局部損失R——每米管長的沿程損失l——管段長度每米
2、管長的沿程損失(比摩阻)，可用流體力學(xué)的達西．維斯巴赫公式進行計算比摩阻注：熱水供暖系統(tǒng)中很少遇到層流狀態(tài)，僅在自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的個別水流量極小、管徑很小的管段內(nèi)，才會遇到層流的流動狀態(tài)。Re＜2320時，可按下式計算:層流流動當Re＞2320時，流動呈紊流狀態(tài)。在整個紊流區(qū)中，還可以分為三個區(qū)域：1、水力光滑管區(qū)摩擦阻力系數(shù)值可用布拉修斯公式計算，即紊流流動2、過渡區(qū)流動狀態(tài)從水力光滑管區(qū)過渡到粗糙區(qū)(阻力平方區(qū))的一個區(qū)域稱為過渡區(qū)。過渡區(qū)的摩擦阻力系數(shù)值，可用洛巴耶夫公式來計算，即3.粗糙區(qū)在此區(qū)域內(nèi)，摩擦阻力系數(shù)值僅取決于管壁的相對粗糙度。粗
3、糙管區(qū)的摩擦阻力系數(shù)值，可用尼古拉茲公式計算對于管徑等于或大于40mm的管子，用希弗林松推薦的、更為簡單的計算公式也可得出很接近的數(shù)值：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)系式管段的局部損失，可按下式計算：三、當量局部阻力法和當量長度法當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失來計算當量長度法當量長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計算。四、水力計算的主要任務(wù)△p=f(G,d)1、已知各管段的流量和系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力，確定各管段的管徑2、已知流量和管徑，確定系統(tǒng)所必須的循環(huán)作用壓力3、已知管
4、徑和作用壓力，確定各管段的流量五、一些說明1、最不利環(huán)路：允許比摩阻最小的環(huán)路2、流速的限制：民用建筑小于1.2m/s;生產(chǎn)廠房小于3m/s3、局部損失的計算位置：應(yīng)列在流量較小的管段上。第二節(jié)計算方法和計算例題一、重力循環(huán)雙管系統(tǒng)管路水力計算方法和例題[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—1)。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。1．選擇最不利環(huán)路重力循環(huán)異程式雙管系統(tǒng)的最不利循環(huán)環(huán)路是通過最遠立管底層散熱器的循環(huán)環(huán)路，計算應(yīng)由此開始。2
5、．計算通過最不利環(huán)路散熱器的作用壓力計算步驟：3．確定最不利環(huán)路各管段的管徑d（1）、求單位長度平均比摩阻(2)求各管段的流量（3）根據(jù)平均比摩阻、流量查管徑4．確定沿程損失5．確定局部阻力損失6．求各管段的壓力損失7．求環(huán)路總壓力損失8．計算富裕壓力值?？紤]到施工的具體情況，可能增加一些在設(shè)計中未計入的壓力損失，因此要求留有10％的富裕度9．確定通過立管Ⅰ第二層散熱器環(huán)路中各管段的管徑。計算步驟：10．確定通過立管I第三層散熱器環(huán)路上各管段的管徑11．確定通過立管Ⅱ各層環(huán)路各管段的管徑通過計算結(jié)果可知，第三層管段雖然采用了最小管徑，但它的壓降不平衡率仍
6、大于15％，這說明對于三層以上建筑物，如采用上供下回式的雙管系統(tǒng)，垂直失調(diào)狀況難以避免。二、機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題[例題4—2]確定圖4—2機械循環(huán)垂直單管順流式熱水供暖系統(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—2表示出系統(tǒng)兩個支路中的一個支路。散熱器內(nèi)的數(shù)字表示散熱器的熱負荷。樓層高為3m。1．在軸測圖上，進行管段編號、立管編號并注明各管段的熱負荷和管長。2．確定最不利環(huán)路和最不利環(huán)路的平均比摩阻如果系統(tǒng)入口處作用壓力較高，必然要求環(huán)路的總壓力損失也
7、較高，這會使系統(tǒng)的比摩阻、流速相應(yīng)提高。對于異程式系統(tǒng)，如果最不利環(huán)路各管段比摩阻定的過大，其他并聯(lián)環(huán)路的阻力損失將難以平衡。而且設(shè)計中還需考慮管路和散熱器的承壓能力問題。3．計算最不利環(huán)路各管段的管徑4．確定立管Ⅳ的管徑5．確定立管Ⅲ的管徑6．確定立管Ⅱ的管徑7．確定立管I的管徑計算步驟：分析機械循環(huán)異程式熱水供暖系統(tǒng)的水力計算結(jié)果，可以看出：（1）、自然循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)雖然系統(tǒng)熱負荷、立管數(shù)、熱媒參數(shù)、供熱半徑都相同但由于機械循環(huán)系統(tǒng)比摩阻、循環(huán)作用壓力比自然循環(huán)系統(tǒng)大很多，所以機械循環(huán)系統(tǒng)的管徑比自然循環(huán)系統(tǒng)小很多。（2）、有時機械循環(huán)異程式
8、系統(tǒng)的最近立管已選擇了最小管徑15mm，可仍無法與最不利環(huán)路平衡，仍有過多的剩余
