第四章 室内热水供暖系统的水力计算.ppt

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1、第四章室内热水供暖系统的水力计算第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式：1.水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的称为一个计算管段。任何一个系统都是由许多串连或并联的管段组成。2.热水供暖系统中的计算管段的压力损失组成∆P＝∆Py+∆Pjpa（4-1）3.每米管长的沿程损失（比摩阻），可用达西公式进行计算pa/m(4-2)4.达西公式中的管段摩擦阻力系数λ影响的因素λ＝f(Re,ε)Re～雷诺系数，vd/r,Re<2320时，呈层流态Re>2320时，呈紊

2、流态ε～管段相对粗造度，k/d5.由各种试验测量回归出的计算λ的公式介绍：①层流流动：（4-4）②紊流流动：在水力光滑区时:（4-5）在过渡区时：（4－6）在阻力平方区：或当d>40mm时,λ=0.11(k/d)0.256.热水供暖系统的沿程阻力计算1).由上所述的λ的计算主要要知道管内流态Re和管壁粗糙度一般室内热水供暖系统管路k＝0.2mm。室外热水网路系统管路k＝0.5mm，而根据这两个管壁粗糙度计算出来的（依据公式4-7和4-8）水温在60℃和90℃下的过渡区临界速度V1和V2见第66页上的表4-

3、1，由此可看出两点：①热水在室内系统的流动状态，几乎都是处在过渡区内（紊流）。②热水在室外网路的流动状态，几乎都是处在阻力平方区（紊流）。这样就可以确定依靠公式（4-6）和（4-9）就可以求出对应的λ（先求Re）。2).简化求每米管长的流动损失公式（沿程阻力）①以水流量求水流速：m/s(4-13)②将水流速带入（4-2）公式得：pa/m（4-14）➂已知水温和流动状态下，（4-14）式中得λ和ρ是已知的，管路水力计算就可以表示为R＝f（d，G）的表达式，只要已知R、G、d中的任意两个数，就可以确定第三个数

4、值。第321页上的附录4－1给出了室内热水供暖系统的管路水力计算表，利用计算表或算图进行水力计算，可以大大减轻计算工作量。3).局部阻力计算pa（4-15）是试验得出来的数值，在p321上的附录4-2中可查得。二、当量局部阻力法1.当量局部阻力法当量局部阻力法的基本原理是将管段沿程损失转变为局部损失计算基本公式是（4-17）（4-18）（4-19）计算可参考资料附录4-4和4-5（在p322上）以及4-6和4-7（p323上）用于室内系统计算比较方便。2.当量长度法当量长度法的基本原理是将管段的局部损失折

5、合为管段的沿程损失来计算。基本公式（4-20）和（4-21）当量长度法一般多用在室外热力网路得计算上。三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法：主要任务：1.按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各管段的管径（俗称设计计算）2.按已知系统各管段的管径和各管段允许压降，确定通过该管段的水流量（“不等温降”的设计计算或用作校验已定型各管段的热水流量）注意事项：1.供暖系统的水力计算一般从系统中最不利循环环路开始。2.完成最不利环路之后，可以开始其他分支循环环路的水力计算，但是它们之间计算的压

6、力损失相对差额（不包括各支路公用的管道）不应大于正负15％。3.为了平衡各并联环路的压力损失，可适当提高某些近处支路的比摩阻和流速。但是《暖通规范》规定：最大允许水流速不应大于下列数据：民用建筑：1.2m/s生产厂房的辅助建筑：2m/s生产厂房：3m/s4.整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10％的附加值，以此确定系统必须的循环作用力。第二节重力循环双管系统管路水力计算和例题重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压力计算公式为：pa（4-24）式中：∆P～重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的作

7、用压力。∆Pf～水在循环环路中冷却的附加作用压力，通过不同立管和楼层的循环环路的附加作用压力值是不相等的，应按p319上的附录3-2选定。例题【4-1】要求：确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径。计算歩骤：1.选定最不利的环路：为立管Ⅰ1的最底层散热器的环路。2.计算通过最不利环路散热器Ⅰ1的作用压力∆P`Ⅰ1根据公式（4-24），可查p319上附录3-2，得到:根据已知的供、回水温度t’g＝95℃，t`h=70℃查p319上附录3-1得到水的密度ρh=977.81kg/m3,ρg=961.92kg/m

8、3将上述已知数字带入（4-24）式得：∆P`Ⅰ1＝9.81×3（977.81－961.92）＋350＝818pa3.确定最不利环路各管段的管径d：（1）求单位长度平均比摩阻：根据公式Rpj＝α∆P`Ⅰ1/∑lⅠ1式中∑lⅠ管段号为①～⑭的长度之和∑lⅠ1＝106.5mα～是沿程损失的总压力损失的估计百分数（经验数据）查p325上附录4-8，的α＝50％。将各数据带入上式：Rpj＝3.84pa/m(2)根据各管段的热负荷，求出各