第二节 重力循环双管系统管路水力计算方法和... - 世

1、第二节 重力循环双管系统管路水力计算方法和例题 如前所述，重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压力的计算公式为 Pa (4 24) 式中 重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的作用压力， Pa ； g 重力加速度， g 9.81m /s 2 ； H 所计算的散热器中心与锅炉中心的高差， m ； 、 一供水和回水密度， kg m 3 ； 一水外循环环路中冷却的附加作用压力， Pa 。 应注意：通过不同立管和楼层的循环环路的附加作用压力 值是不同的，应按附录 3-2 选定。 重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管底层散热器的循环环路，计算应由此开始。 例题 4-1 确定重力循环

2、双管热水供暖系统管路的管径 ( 见图 4 1) 。热媒参数：供水温度 = 95 ，回水温度 70 。锅炉中心距底层散热器中心距离为 3m ，层高为 3m 。 每组散热器的供水支管上有一截止阀。 解 图 4 1 为该系统两个支路中的一个支路。图上小圆圈内的数字表示管段号。圆圈旁的数字：上行表示管段热负荷 (W) ，下行表示管段长度 (m) 。散热器内的数字表示其热负荷 (W) 。罗马字表示立管编号。 计算步骤： 1 选择最不利环路 由图 4 1 可见，最不利环路是通过立管 I 的最底层散热器 I l (1500W) 的环路。这个环路从散热器 I l 顺序地经过管段、 、 、，进入锅炉，再经管段

3、、 、 、 11 12 13 14 15 16 进入散热器 1 。 2 计算通过最不利环路散热器 I l 的作用压力 ，根据式 (4 24) Pa 根据图中已知条件：立管 I 距锅炉的水平距离在 30 一 50m 范围内，下层散热器中心距锅炉中心的垂直高度小于 15m 。因此，查附录 3 2 ，得 350Pa 。根据供回水温度，查附录 3-1 ，得 =977.81kg/m 3 , =961.92 kg/m 3 , 将已知数字代入上式，得 3 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 根据式 (4 23) 式中 最不利环路的总长度， m ； =2+8.5+8+8+8+8+

4、15+8+8+8+8+11+3+3= 106.5m 一沿程损失占总压力损失的估计百分数；查附录 4 6 ，得 =50% 将各数字代入上式，得 Pa/m (2) 根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下： kg/h 式中 Q 管段的热负荷， W ； 系统的设计供水温度， 系统的设计回水温度， (3) 根据 G 、 R pj ， 查附录表 4 1 ，选择最接近 R pj 的管径。将查出的 d 、 R 、 和 G 值列入表 4 2 的第 5 、 6 、 7 栏和第 3 栏中。 例如，对管段， Q 7900W ，当 25 时， G 0.86 × 7900 (95 70) 272kg

5、 h 查附录表 4 1 ，选择接近的管径。如取 DN32 ，用补插法计算，可求出； =0.08m s ， R=3.39Pa m 。将这些数值分别列入表 4 2 中。 4 确定长度压力损失 。将每一管段 R 与 l 相乘，列入表 4 2 的第 8 栏中。 5 确定局部阻力损失 z (1) 确定局部阻力系数 根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称 ( 见表 4 3) 。利用附录表 4 2 ，将其阻力系数值记于表 4 3 中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表 4 2 的第 9 栏。 应注意：存统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，应列在流量较小的管段上。 (2) 利用附

6、录表 4 3 ，根据管段流速 ，可查出动压头 值，列入表 4 2 的第 10 栏中。根据 ，将求出的 值列入表 4 2 的第 11 栏中。 6 求各管段的压力损失 。将表 4-2 种第 8 栏与第 11 栏相加，列入表 4-2 第 12 栏中。 7 求环路总压力损失，即 712pa 。 8 计算富裕压力值。 考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力损失。因此，要求系统应有 10 以上的富裕度。 式中 一一系统作用压力的富裕率； 通过最不利环路的作用压力， Pa ； 通过最不利环踏的压力损失， Pa 。 9 确定通过立管第二层散热器环路中各管段的管径。 (1) 计算通过立管

7、I 第二层散热器环路的作用压力 9 81 × 6(977 81 961 92) 十 350 1285Pa (2) 确定通过立管 I 第二层散热器环路中各管段的管径。 1) 求平均比摩阻 根据并联环路节点平衡原理 ( 管段 15 、 16 与管段 1 、 14 为并联管路 ) ，通过第二层管段 15 、 16 的资用压力为 l 285 818 十 32 499Pa 管段 15 、 16 的总长度为 5m ，平均比摩阻为 0.5 × 499 5 49.9Pa m 2) 根据同样方法，按 15 和 16 管段的流量 G 及 ，确定管段的 d ，将相应的 R 、 值列入表 4-2

8、中。 (3) 求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。 此相对差额在允许 ±15 范围内。 10 确定通过立管 I 第三层散热器环路上各管段的管径，计算方法与前相同。计算结果如下： （ 1 ）通过立管 I 第三层散热器环路的作用压力 9 81 × 9(977 81 961 92) 十 350 1753Pa （ 2 ）管段 15 、 17 、 18 与管段 13 、 14 、 l 为并联管路。通过管段 15 、 17 、 18 的资用压力为 1753 818+41 976Pa （ 3 ）管段 15 、 17 、 18 的实际压力损失为 459+159 1 十 119 7 7

9、38Pa 。 （ 4 ）不平衡率 x 13 (976 738) 976 24 4 15 因 17 、 18 管段已选用最小管径，剩余压力只能用第三层散热器支管上的阀门消除。 11 确定通过立管各层环路各管段的管径。 作为异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管 I 底层散热器的环路。对与它并联的其它立管的管径计算同样应根据节点压力平衡原理与该环路进行压力平衡计算确定。 （ 1 ）确定通过立管底层散热器环路的作用压力 。 9 8l × 3(977 81 961 22)+350 8l 8Pa (2) 确定通过立管底层散热器环路各管段管径 d 。 管段 19 23 与管段 1 、 2 、 12 、 13 、 14 为并联环路，对立管与立管 I 可列出下式，从而求出管段 19 23 的资用压力 132 (818 8l 8) 132Pa (3) 管段 19 23 的水力计算同前，结果列入表 4 2 中，其总阻力损失 (4) 与立管 I 并联环路相比的不平衡率刚好为零。 通过立管的第二、三层各环路的管径确定方法与立管 I 中的第二、三层环路计算相同，不再赘述。其计算结果列人表 4 2 中