流体输配管网(第7章)

1、1第第7章章 枝状管网水力工况分析与调节枝状管网水力工况分析与调节管网的水力工况管网的水力工况指管网的流量和压力分布状况。指管网的流量和压力分布状况。在管网中，在管网中，P、Q之间有紧密的联系：之间有紧密的联系：Q影响管段压力损失影响管段压力损失P影响管网影响管网P的分布状况。的分布状况。管网管网P的分布反映流体的流动规律的分布反映流体的流动规律决定管网中决定管网中Q的分的分配。配。在管网运行时，除了对流量分配有定量的要求，在管网运行时，除了对流量分配有定量的要求，还要求流体的压力在合适的范围内。还要求流体的压力在合适的范围内。在设计和运行时，对管网的水力工况进行分析具在设计和运行时，对管网的

2、水力工况进行分析具有重要的意义。有重要的意义。本章讲述本章讲述枝状管网枝状管网水力工况水力工况分析分析的原理和的原理和调节调节方方法法27.1 管网系统压力分布管网系统压力分布分析管网系统压力分布的作用分析管网系统压力分布的作用反映管网中流体的流动规律；反映管网中流体的流动规律；判断管网系统的运行情况。判断管网系统的运行情况。为什么要绘制管网系统的为什么要绘制管网系统的压力分布图压力分布图直观反映管网中各点的压力状况。直观反映管网中各点的压力状况。37.1.1 7.1.1 管流能量方程及压头表达式管流能量方程及压头表达式v液体液体管流能量方程及压头表达式管流能量方程及压头表达式在在1 1、2

3、2断面之间列能量方程：断面之间列能量方程：212222121122HgvgPZgvgPZ位置位置水头水头压强压强水头水头流速流速水头水头总水头总水头gPZH P测测压压管管水水头头水头损失水头损失4当当1 1、2 2断面之间没有动力装置时，两断面的水头损失等于断面之间没有动力装置时，两断面的水头损失等于总水头之差：总水头之差：)2()2(2222211121gvgPZgvgPZH5v气体气体管流能量方程及压头表达式管流能量方程及压头表达式能量方程：能量方程：忽略位压（重力）时：忽略位压（重力）时：21222122112)(2PvPZZgvPjaj2122221122PvPvPjj静压静压动压动

4、压全压全压Pq压力损失压力损失动静压转换原理：动静压转换原理：P Pq q一定时，一定时，P Pj j增加增加P Pd d减小或者相反。减小或者相反。 67.1.2 管网压力分布图管网压力分布图v液体管网压力分布图液体管网压力分布图水压图水压图 在液体管路中，将各点的在液体管路中，将各点的测压管水头测压管水头高度顺次连接起来高度顺次连接起来形成的线，称为形成的线，称为水压曲线水压曲线，它可直观地表达管路中液体静压，它可直观地表达管路中液体静压的分布状况，也称其为的分布状况，也称其为水压图水压图。作用：作用：（1 1）确定管道中任何一点的静压值）确定管道中任何一点的静压值：（HpHpZ Z）（2

5、 2）表示出各管段的压力损失值）表示出各管段的压力损失值 一般动压相差不大或差值与一般动压相差不大或差值与H12相比可以忽略不计，所以：相比可以忽略不计，所以：)ZgP()ZgP(HHH2211P2P121表明：任意两点测压管水头高度之差，等于流体流过该两点之间的管道表明：任意两点测压管水头高度之差，等于流体流过该两点之间的管道 压力损失值。压力损失值。78机械循环室内热水采暖管网的水压图（机械循环室内热水采暖管网的水压图（1 1）9机械循环室内热水采暖管网的水压图（机械循环室内热水采暖管网的水压图（2 2）101112以以为基准线为基准线0 00 0。各节点的各节点的值、值、值和值和值。值。

6、将各点的将各点的在纵轴上以同比例在纵轴上以同比例，0 00 0线以下为线以下为, ,可得到可得到；将各点的将各点的该点的该点的, ,即为该点的静压，同样可绘出即为该点的静压，同样可绘出137.1.3 吸入式管网的压力分布特性分析吸入式管网的压力分布特性分析v气体吸入式管网特性气体吸入式管网特性能量转换关系能量转换关系1Z1q0qPPP而而：。故故，因因 PP 0Pz1q10q2vP22121dz1212-d1q1j1P2vPPP2 2表明：表明：点点1的全压和静压均比大气压低。静压一部分转化的全压和静压均比大气压低。静压一部分转化 为动压为动压Pd1-2，另一部分克服入口的局部阻力。，另一部分

7、克服入口的局部阻力。14气体吸入式管网特性气体吸入式管网特性15v液体吸入式管网的压力分布特性液体吸入式管网的压力分布特性16S21SS1ahg2vHPPg2wg2vC)hg2vH(PP202120s21SSKa泵外压力降泵外压力降Hv，与进口管路有关与进口管路有关泵内部压头下降值，与泵内部压头下降值，与泵的构造和工况相关，泵的构造和工况相关，变化很大。变化很大。 上式左端表示吸入段中的能量富裕值，用于克服右端上式左端表示吸入段中的能量富裕值，用于克服右端泵内、外的压力下降值。泵内、外的压力下降值。式中符号的意义见式中符号的意义见P228P228。17187.1.4 水压图在液体管网设计中的重

8、要作用水压图在液体管网设计中的重要作用v水压图的作用水压图的作用管网的自动调节装置设计：管网的自动调节装置设计：要根据网路的要根据网路的压力分布压力分布或其或其波动波动情况来情况来选定选定； 需要通过水压图的分析需要通过水压图的分析, ,作为作为决策的依据决策的依据。管网的运行阶段：管网的运行阶段： 由管网的实际水压图，可全面了解系统在调节过程中或由管网的实际水压图，可全面了解系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，了解影响因素及应采取的技术措施。出现故障时的压力状况，了解影响因素及应采取的技术措施。学习的目的：学习的目的： 掌握绘制水压图的基本要求、步骤、方法，会利用水压掌握绘制水压图的基本

9、要求、步骤、方法，会利用水压图分析系统压力状况。图分析系统压力状况。以室外供热管网为例以室外供热管网为例19v热水网路压力状况的基本技术要求热水网路压力状况的基本技术要求 （1 1）不超压）不超压 与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过用户系统用热设与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。备及其管道构件的承压能力。20（2 2）不汽化）不汽化 在高温水网路和用户系统内，水温超过在高温水网路和用户系统内，水温超过100100的地点，热媒的压力的地点，热媒的压力应不低于该水温下的汽化压力。还应有应不低于该水温下的汽化压力。还应有3 35m5m的富裕

10、压力。的富裕压力。 （3 3）不倒空）不倒空 与热水网路直接连接的用户系统，在网路循环水泵运转或停止工作与热水网路直接连接的用户系统，在网路循环水泵运转或停止工作时，用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以时，用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。（4 4）不吸气）不吸气 网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出50kPa50kPa（5mH5mH2 2O O），以免吸入空气。），以免吸入空气。此外：考虑采暖

11、用户的连接要求。此外：考虑采暖用户的连接要求。21v绘制热水网路水压图的步骤和方法（绘制热水网路水压图的步骤和方法（P230）以网路循环水泵的中心线的高度为以网路循环水泵的中心线的高度为基准面基准面，在纵坐标上作，在纵坐标上作出标高的刻度，在横坐标上作出距离的刻度。出标高的刻度，在横坐标上作出距离的刻度。选定静水压线的位置选定静水压线的位置。静水压线的高度必须满足的技术要。静水压线的高度必须满足的技术要求：停止运行时，不汽化，底层散热器能承受其压力求：停止运行时，不汽化，底层散热器能承受其压力选定回水管动水压线的位置选定回水管动水压线的位置。要求网路任意点。要求网路任意点P50kPaP50kP

12、a( (表表压压) )；回水管出口处的压力；回水管出口处的压力 系统的充水高度。系统的充水高度。 选定供水管动水压线的位置。选定供水管动水压线的位置。限制供水管动水压线的最低限制供水管动水压线的最低位置，满足：任何一点都不应出现汽化；资用压力满足所要位置，满足：任何一点都不应出现汽化；资用压力满足所要求的循环压力。求的循环压力。22例题分析例题分析23用户用户1 1：采用如图：采用如图7-1-77-1-7（a a）的水喷射器连接方式；）的水喷射器连接方式；用户用户2 2：采用如图：采用如图7-1-77-1-7（c c）的间接连接方式；）的间接连接方式；用户用户3 3：采用如图：采用如图7-1-

13、77-1-7（d d）的回水泵加压连接方式；）的回水泵加压连接方式；用户用户4 4：采用如图：采用如图7-1-77-1-7（f f）供水节流的直接连接方式。）供水节流的直接连接方式。 详细阅读详细阅读P229P229235235，了解水压图作用及其对用户连，了解水压图作用及其对用户连接方式的影响。接方式的影响。57571515232349mH49mH2 2O O假定的热源内部压力损失假定的热源内部压力损失247.1.5 管网系统的定压管网系统的定压v定压的作用定压的作用闭式循环液体管网中，定压点位置及其压力，决定了整个闭式循环液体管网中，定压点位置及其压力，决定了整个管网系统的静压高度和动压线

14、的相对位置及高度。管网系统的静压高度和动压线的相对位置及高度。定压方式决定了管网系统的静水压线，对系统的压力工况定压方式决定了管网系统的静水压线，对系统的压力工况有决定性的影响。有决定性的影响。要使管网按水压图给定的压力状况运行，就要使管网按水压图给定的压力状况运行，就要合理确要合理确定定定定压方式、定压点的位置和控制好定压点所要求的压力。压方式、定压点的位置和控制好定压点所要求的压力。25v常用的几种定压方式常用的几种定压方式 高位水箱定压方式：高位水箱定压方式： 常用于给水管网系统、消防管网系统和热水管网系统中。在热水管常用于给水管网系统、消防管网系统和热水管网系统中。在热水管网系统中，也

15、称为网系统中，也称为膨胀水箱膨胀水箱。26补给水泵定压方式：补给水泵定压方式：补给水泵连续补水定压方式补给水泵连续补水定压方式 补给水泵间歇补水定压方式补给水泵间歇补水定压方式27气体定压方式：气体定压方式： 利用密闭压力缸内气体的可压缩性进行定压；定压点的压力是靠气利用密闭压力缸内气体的可压缩性进行定压；定压点的压力是靠气压缸中的气体压力维持；气压缸的位置不受高度限制。压缸中的气体压力维持；气压缸的位置不受高度限制。蒸汽定压方式：蒸汽定压方式：与气体定压类似。与气体定压类似。287.2 调节阀的节流原理与流量特性调节阀的节流原理与流量特性调节阀的作用调节阀的作用管网系统中各支路的压力和流量调

16、节管网系统中各支路的压力和流量调节自动控制系统，依靠调节阀的动作来实现自动控制系统，依靠调节阀的动作来实现 。调节阀是管网系统的重要装置调节阀是管网系统的重要装置297.2.1 调节阀的节流原理调节阀的节流原理 调节阀是局部阻力可以变化的节流元件。对不可压调节阀是局部阻力可以变化的节流元件。对不可压缩流体，调节阀前后的压差为：缩流体，调节阀前后的压差为：式中式中C称为调节阀的称为调节阀的流通能力流通能力。C与阻抗与阻抗S的关系：的关系：221Zv21PPP因为因为Q=Fv得到：得到：2121PPQC 2FC )PP(2FQ，即，即令令2CSv307.2.2 调节阀的理想流量特性调节阀的理想流量

17、特性流量特性的定义流量特性的定义指流体介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度指流体介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的特定关系：之间的特定关系：可调比可调比调节阀所调节阀所能控制能控制的最大流量与最小流量比。的最大流量与最小流量比。maxmaxllfQQminmaxQQR注意：注意：Qmin是可调流量的下限值，并非全关时的泄漏量。是可调流量的下限值，并非全关时的泄漏量。 一般一般1/R24，而泄漏量小于最大流量的，而泄漏量小于最大流量的0.1。31流量特性的流量特性的2个概念：个概念：因此：因此：（1）假定阀前、后的压差为一定值）假定阀前、后的压差为一定值 理想流量特性理想流量

18、特性（2）真实情况下）真实情况下 工作流量特性工作流量特性调节阀阀芯调节阀阀芯行程改变行程改变节流面积节流面积F改变改变 调节流量调节流量Q同时，同时，F改变改变 PPZ Z变化变化 Q变化变化32理想流量特性理想流量特性 指指Pz=constPz=const时得到的流量特性，又叫固有流量特性。时得到的流量特性，又叫固有流量特性。典型的理想流量特性有典型的理想流量特性有4 4类：类：（1 1）直线直线流量特性流量特性（2 2）等百分比等百分比流量特性流量特性（3 3）快开快开流量特性流量特性（4 4）抛物线抛物线流量特性流量特性调节阀的理想流量特性取决于调节阀的理想流量特性取决于阀芯的形状，阀

19、芯的形状，4 4种理想流量特性种理想流量特性数学表达式和计算公式见数学表达式和计算公式见P240P240的表的表7-2-17-2-1。表。表7-2-27-2-2给出给出R R3030时的例子。时的例子。33三通调节阀的理想流量特性三通调节阀的理想流量特性 三通调节阀用于调节三三通调节阀用于调节三通流量分配比例。其每一分通流量分配比例。其每一分支的流量特性和数学表达式支的流量特性和数学表达式均符合上述直通阀理想流量均符合上述直通阀理想流量特性的规律。总流量的变化特性的规律。总流量的变化不一样：不一样：直线直线流量不变流量不变抛物线、等百分比抛物线、等百分比总流量变化，总流量变化，在在5050开度

20、时最小。开度时最小。 347.2.3 调节阀的工作流量特性调节阀的工作流量特性 实际工作时调节阀的实际工作时调节阀的Pz是随流量是随流量Q变化的，因此工变化的，因此工作流量特性与理想情况不同。作流量特性与理想情况不同。 调节阀与管道的连接有串联和并联两种方式，下面分调节阀与管道的连接有串联和并联两种方式，下面分别分析这两种情况下调节阀的工作流量特性。别分析这两种情况下调节阀的工作流量特性。35有串联管道时的工作流量特性有串联管道时的工作流量特性由于由于P2Q2 2，当，当P一定时，一定时，Q，P2 P1。因此，。因此，工作流量特性是由工作流量特性是由串联管道的阻力特性串联管道的阻力特性和和调节

21、阀固有特性调节阀固有特性共同决定的。共同决定的。 36有串联管道时的工作流量特性数学表达式有串联管道时的工作流量特性数学表达式 如如Sqk为阀全开的阻抗，为阀全开的阻抗，Sgu为串联管道的阻抗，定义为串联管道的阻抗，定义阀权度阀权度Sv（阀门能力）（阀门能力）为：为：PPSSSSm1guqkqkvP1m是调节阀全开时阀前后压差，是调节阀全开时阀前后压差，P是系统总压差是系统总压差 。v2maxvmax1m1max1002maxvmax1maxmaxSllfS11llfPPllfQQ1llf1S11llfPPllfQQQmax表示管道阻力为表示管道阻力为0时调节阀全开流量，时调节阀全开流量，Q1

22、00是存在管道阻力时调是存在管道阻力时调节阀全开流量。节阀全开流量。373839阀权度对调节阀工作特性的影响分析阀权度对调节阀工作特性的影响分析（1）如果管道阻力为）如果管道阻力为0，则，则Sv1，调节阀的工作流量特性转化为理，调节阀的工作流量特性转化为理想流量特性；想流量特性；（2）随着）随着Sv，P2P1，使调节阀全开时的流量减少；，使调节阀全开时的流量减少；（3）随着）随着Sv，流量特性发生很大的畸变：，流量特性发生很大的畸变：理想直线理想直线快开快开理想等百分比理想等百分比直线直线 因而，因而，Sv太小将严重影响自动调节系统的调节质量。实际使用中，太小将严重影响自动调节系统的调节质量。

23、实际使用中，Sv0.3（即（即Sqk 0.43Sgu）。）。 40直通调节阀有并联管道时的工作流量特性直通调节阀有并联管道时的工作流量特性 详见详见P244245 流量特性不变，可调比流量特性不变，可调比R随随x大大下降大大下降41调节阀的实际可调比调节阀的实际可调比 调节阀有调节阀有串联管道串联管道时的实际可调比为时的实际可调比为（P245）：由于全关时阀上压差近似于总压差，由于全关时阀上压差近似于总压差， P1maxP，故有：，故有：1maxmin1minmaxsPPRQQR调节阀调节阀全开全开的压差的压差调节阀调节阀全关全关的压差的压差vsv1m1maxmin1SRR SPPPP即即 因

24、此，因此，Sv越小，实际可调比越小，实际可调比Rs就越小。实际使用中应保持一定就越小。实际使用中应保持一定的阀权度（阀具有相当的阻抗），才能保证调节阀有一定的可调比。的阀权度（阀具有相当的阻抗），才能保证调节阀有一定的可调比。P246图图7-2-10和图和图7-2-11分别给出串联和并联管道时的实际可调比。分别给出串联和并联管道时的实际可调比。427.3 调节阀的选择调节阀的选择本节内容：本节内容：调节阀流量特性的选择调节阀流量特性的选择调节阀口径选择计算调节阀口径选择计算调节阀开度和可调比验算调节阀开度和可调比验算437.3.1 调节阀流量特性的选择调节阀流量特性的选择 选择调节阀的流量特性

25、时，不能只考虑调节阀本身，还选择调节阀的流量特性时，不能只考虑调节阀本身，还要考虑调节阀所在的管路系统条件，通常有以下因素：要考虑调节阀所在的管路系统条件，通常有以下因素：调节系统的特性调节系统的特性 调节阀用于调节流量。很多情况下最终目的是控制热交调节阀用于调节流量。很多情况下最终目的是控制热交换器的换热量。选择调节阀的流量特性时，必须结合热交换换器的换热量。选择调节阀的流量特性时，必须结合热交换器的器的qL变化特性（变化特性（热交换器的静特性热交换器的静特性）一起考虑。）一起考虑。热交换器的静特性热交换器的静特性44特性曲线的综合特性曲线的综合a直通调节阀的工作流量特性；直通调节阀的工作流

26、量特性；b热交换器的静特性；热交换器的静特性；c曲线曲线a和和b的综合。的综合。 qLql/lmaxLl/lmaxLL曲线曲线c是怎么得到的？是怎么得到的？见见P24845阀权度的确定阀权度的确定 由于由于Sv值不同，工作流量特性也不同，所以选择调节值不同，工作流量特性也不同，所以选择调节阀特性时必须结合调节阀与管网的连接情况来考虑。一般阀特性时必须结合调节阀与管网的连接情况来考虑。一般不希望不希望Sv0.5。477.3.2 调节阀口径选择计算调节阀口径选择计算 调节阀的大小，可以用口径（调节阀的公称直径）表示。调节阀的大小，可以用口径（调节阀的公称直径）表示。而口径是根据要求的流通能力而口径

27、是根据要求的流通能力C确定的，确定的，C是选用调节阀的是选用调节阀的主要参数。主要参数。流通能力计算流通能力计算 计算计算C值的基本公式：值的基本公式：PQ316CQ Q全开流量；全开流量；PP阀上压差；阀上压差；316316单位换算系数。单位换算系数。注意：工程上区分流体的种类，采用了不同的计算公式。注意：工程上区分流体的种类，采用了不同的计算公式。 见见P250253的例子。的例子。48选择口径的方法选择口径的方法 根据流过调节阀的设计流量根据流过调节阀的设计流量Q和两端的压差和两端的压差P（由管路的总压差和（由管路的总压差和Sv确定）确定）计算要求的调节阀的计算要求的调节阀的C值值选择调

28、节阀的口径（阀门的选择调节阀的口径（阀门的C值值要求的要求的C值）。值）。注意：注意：如如C C选得过大，阀门工作在小开度位置，调节质量差，不经济；选得过大，阀门工作在小开度位置，调节质量差，不经济；如如C C过小，即使阀全开也不能适应最大流量要求，使调节系统失调。过小，即使阀全开也不能适应最大流量要求，使调节系统失调。497.3.3 调节阀开度和可调比验算调节阀开度和可调比验算调节阀工作时，一般希望：调节阀工作时，一般希望：最大开度在最大开度在9090左右对应最大流量左右对应最大流量最小开度最小开度1010 对应最小流量对应最小流量因此需要验算不同流量下阀门的开度，见式（因此需要验算不同流量

29、下阀门的开度，见式（7-3-19、20）。）。一般要求设计可调比一般要求设计可调比R Rs s 3.0 因为：因为：vsSRR R R一般为一般为1010左右，如果左右，如果Sv0.3Sv0.3，则，则Rs5.53.0Rs5.53.0所以，一般当所以，一般当Sv0.3Sv0.3时，可以不验算。时，可以不验算。507.4 管网系统水力工况分析管网系统水力工况分析管网的水力工况管网的水力工况管网的阻力特征、流量和压力分布状况。管网的阻力特征、流量和压力分布状况。517.4.1 管网水力失调与水力稳定性管网水力失调与水力稳定性水力失调的概念水力失调的概念水力失调水力失调由于多种原因，管网中某些管段的

30、流量分配与由于多种原因，管网中某些管段的流量分配与 设计流量不一致，称为水力失调。设计流量不一致，称为水力失调。水力失调的程度用水力失调的程度用水力失调度水力失调度来表示：来表示： 水力失调状况水力失调状况如果所有的如果所有的x xi i11或或1dmd）之间的流量比）之间的流量比, , 仅取仅取决于用户决于用户d d和用户和用户d d以后（按水流动方向）各管段和用户的以后（按水流动方向）各管段和用户的阻抗，阻抗， 而与用户而与用户d d以前各管段和用户的阻抗无关。以前各管段和用户的阻抗无关。假设设假设设d = 4d = 4，m =7m =7，得到：，得到：7nVIInVInV4n7n6n54

31、7dmSSSSSSSSQQQQ58以几种常见的水力工况变化为例，根据上述基本原理，利以几种常见的水力工况变化为例，根据上述基本原理，利用水压图，定性地分析水力失调的规律性：用水压图，定性地分析水力失调的规律性： 一个带有一个带有5 5个热用户的供热管网，假定各热用户的流量已调整到规个热用户的供热管网，假定各热用户的流量已调整到规定的数值。如果改变阀门定的数值。如果改变阀门A A、B B、C C的开启度，管网中各热用户将产生水的开启度，管网中各热用户将产生水力失调。同时，水压图也将发生变化。图中实线表示初始状态，虚线力失调。同时，水压图也将发生变化。图中实线表示初始状态，虚线表示调节后的状态。表

32、示调节后的状态。59（1 1）阀门）阀门A A节流时的水力工况节流时的水力工况 管网的管网的S Szhzh、Q Qzhzh,循环水泵的扬程略有增加。管网循环水泵的扬程略有增加。管网产生一致的等比失调。产生一致的等比失调。见图（见图（b b）。（2 2）阀门）阀门B B节流时的水力工况节流时的水力工况 管网的管网的S Szhzh、 Q Qzhzh,B,B后用户产生一致的等比失调，后用户产生一致的等比失调，B B前用户产生不等比的一致失调。前用户产生不等比的一致失调。见图（见图（c c）。（3 3）阀门）阀门C C关闭时的水力工况关闭时的水力工况 管网的管网的S Szhzh、Q Qzhzh, ,

33、用户用户3 3后面的用户后面的用户4 4、5 5将产生一将产生一致的等比失调，用户致的等比失调，用户3 3前面用户前面用户1 1、2 2将产生不等比的一致失将产生不等比的一致失调。调。见图（见图（d d）。（4 4）热水网路未进行初调节的水力工况）热水网路未进行初调节的水力工况 管网前端用户实际流量比规定流量大得多，干管前部管网前端用户实际流量比规定流量大得多，干管前部的水压曲线较陡，而后部的水压曲线平缓。的水压曲线较陡，而后部的水压曲线平缓。见图（见图（e e）。60 在管网使用过程中，有可能需要增加一些用户或增加在管网使用过程中，有可能需要增加一些用户或增加某些管段的流量或压头，有时无法完

34、全依靠调节装置来完某些管段的流量或压头，有时无法完全依靠调节装置来完成，可相应地增设动力装置。成，可相应地增设动力装置。P261P261给出两个例子。给出两个例子。61 例例7-97-9 管网在正常工况时的水压图和各热用户的流量如管网在正常工况时的水压图和各热用户的流量如图所示。如关闭热用户图所示。如关闭热用户3 3，试求其它各热用户的流量及其水，试求其它各热用户的流量及其水力失调程度。其中，管网图中的数字表示流量（力失调程度。其中，管网图中的数字表示流量（m m3 3/h/h），），水压图里的数字表示压差（水压图里的数字表示压差（kPakPa）。其中，循环水泵的性能）。其中，循环水泵的性能参

35、数如下表。参数如下表。求解过程见求解过程见P262264。只要阻抗已知，可以通过计只要阻抗已知，可以通过计算方法确定水力工况，但过算方法确定水力工况，但过程繁琐。对复杂管网，采用程繁琐。对复杂管网，采用计算机分析。计算机分析。62计算结果见下表：计算结果见下表：关闭用户关闭用户3 3后，它原来的流量到哪里去了？后，它原来的流量到哪里去了？如果减小一个用户的阻力（或增加动力），流量会怎样变如果减小一个用户的阻力（或增加动力），流量会怎样变化？化？637.4.3 提高管网水力稳定性的途经与方法提高管网水力稳定性的途经与方法影响水力失调程度的因素影响水力失调程度的因素管网系统中，某管段或用户的规定流

36、量管网系统中，某管段或用户的规定流量Qg的的计算式：计算式：一个用户可能的最大流量一个用户可能的最大流量Q Qmaxmax出现在其他用户全部关断时：出现在其他用户全部关断时：yygSPQ用户在正常工况下的作用压差用户在正常工况下的作用压差用户系统及用户支管的总阻抗用户系统及用户支管的总阻抗yrmaxSPQ管网的作用压差管网的作用压差 PrPr近似地认为等于正常工况下网路干管的压力损失近似地认为等于正常工况下网路干管的压力损失PwPw和这个和这个用户在正常工况下的压力损失用户在正常工况下的压力损失PyPy之和，即：之和，即：yWrPPP64于是，该用户的水力稳定性为：于是，该用户的水力稳定性为：

37、y y的极限值是的极限值是0 0和和1 1：P Pw w0 0时，时，y y1 1（x xmaxmax1 1），工况变化均不会使它水力失调），工况变化均不会使它水力失调, ,水力水力稳定性最好。稳定性最好。P Py y0 0或或P Pw w时时,y,y0 0（x xmaxmax）, ,水力稳定性最差，任意其水力稳定性最差，任意其他用户的流量改变将全部转移到这个用户。他用户的流量改变将全部转移到这个用户。实际上管径不可能无限小或无限大，实际上管径不可能无限小或无限大，y y在在0 01 1之间。用户流量改变时，之间。用户流量改变时，它的一部分流量转移到其他用户，另一部分体现在系统总流量的变化。它

38、的一部分流量转移到其他用户，另一部分体现在系统总流量的变化。yyWmaxSPPQ所以：所以：yWyWymaxgPP11PPPQQy65提高水力稳定性的主要方法提高水力稳定性的主要方法相对的减少网路干管压降相对的减少网路干管压降：网路水力计算，网路水力计算，RmRm值的选取可值的选取可尽量小。尽量小。相对的增大用户系统的压降相对的增大用户系统的压降：采用喷水器、调压板、安装采用喷水器、调压板、安装高阻力小管径阀门。高阻力小管径阀门。运行时合理地进行网路的初调节和运行调节运行时合理地进行网路的初调节和运行调节, ,网路上的所网路上的所有阀门尽可能开大有阀门尽可能开大, ,把剩余的作用压差消耗在用户

39、系统上。把剩余的作用压差消耗在用户系统上。对于运行质量要求较高的系统对于运行质量要求较高的系统, ,可在各用户进入口处安置可在各用户进入口处安置必要的自动调节装置必要的自动调节装置, ,保证各用户的流量恒定。保证各用户的流量恒定。667.5 管网系统水力平衡调节管网系统水力平衡调节管网系统的水力平衡？管网系统的水力平衡？ 各个用户的实际流量与需求流量相同的状态。也就是各个用户的实际流量与需求流量相同的状态。也就是无水力失调。无水力失调。如何实现水力平衡？如何实现水力平衡？设计过程中，通过合理选择设计过程中，通过合理选择d di i等措施，尽可能达到设计工等措施，尽可能达到设计工况下的水力平衡。

40、况下的水力平衡。由于由于d di i规格的限制，设计时不能完全实现设计工况的水力规格的限制，设计时不能完全实现设计工况的水力平衡，必须在系统建成后进行调节，使其达到设计要求。平衡，必须在系统建成后进行调节，使其达到设计要求。运行过程中，用户的要求流量发生变化，也必须通过相应运行过程中，用户的要求流量发生变化，也必须通过相应的调节措施，适应用户的要求。的调节措施，适应用户的要求。水力平衡调节是使管网系统满足使用要求的重要技术措施水力平衡调节是使管网系统满足使用要求的重要技术措施67两种水力平衡调节两种水力平衡调节（1 1）初调节）初调节 在管网使用之初，通过调整预先安装的调节装置的开在管网使用之

41、初，通过调整预先安装的调节装置的开度，对各管段度，对各管段SiSi和和QiQi进行全面的调整，使其达到设计要求。进行全面的调整，使其达到设计要求。（2 2）运行调节）运行调节 运行过程中，为适应用户要求变化而进行的调节。运行过程中，为适应用户要求变化而进行的调节。为为了实现运行调节，设计中要设置调节装置。了实现运行调节，设计中要设置调节装置。687.5.1 初调节初调节初调节的方法初调节的方法为适应不同的管网，初调节有很多的方法，例如：为适应不同的管网，初调节有很多的方法，例如：比例调节法比例调节法补偿法补偿法阻力系数法、预定计划法、回水温度法、模拟分析法等阻力系数法、预定计划法、回水温度法、

42、模拟分析法等比例调节法比例调节法原理原理对上游管段进行调节时，被调节管段的下游用户之间的对上游管段进行调节时，被调节管段的下游用户之间的流量分配比例保持不变。流量分配比例保持不变。69 例如，对图例如，对图7-5-1的简单机械送风系统的简单机械送风系统A-CB-CBASSLLS SC-AC-AC-AC-A支路阻抗支路阻抗S SC-BC-BC-BC-B支路阻抗支路阻抗方法：方法：先调整三通调节阀使先调整三通调节阀使A、B支路的风量达到设计的比值，支路的风量达到设计的比值，再调节总风阀使总风量达到要求再调节总风阀使总风量达到要求（或（或A、B支路风量达到设计值），支路风量达到设计值），即达到设计要

43、求，完成即达到设计要求，完成初调节初调节。适用：中、小规模的枝状管网。适用：中、小规模的枝状管网。70例子例子1 1：通风管网：通风管网调节过程见调节过程见P26626771例子例子2 2：安装平衡阀的供热管网：安装平衡阀的供热管网平衡阀是一种具有压差和流量测量平衡阀是一种具有压差和流量测量功能的调节阀。功能的调节阀。分为分为静态平衡阀静态平衡阀和和动态平衡阀动态平衡阀两类，两类，动态平衡阀具有在一定条件下维持支动态平衡阀具有在一定条件下维持支路流量不变的特性。路流量不变的特性。详细步骤见详细步骤见P26726972补偿法补偿法 一种适合于安装平衡阀管网的水力平衡调节方法。一种适合于安装平衡阀管网的水力平衡调节方法。调节上游用户调节上游用户A时，下游用户时，下游用户B的的流量发生变化（一致性失调）。流量发生变化（一致性失调）。通过在通过在B中任一用户的平衡阀（中任一用户的平衡阀（参参照阀照阀）上可以检测到这种流量变化。）上可以检测到这种流量变化。通过调节支线通过调节支线B回水管上的平衡阀回水管上的平衡阀（称为（称为合作阀合作阀）对流量变化进行）对流量变化进行补补偿偿，使，使参照阀参照阀的流