热水网路水力计算讲稿

热水网路水力计算与水压图第九章热水网路的水力计算和水压图热水网路水力计算的主要任务是：1.按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径；2.按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失；3.按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的流量。根据热水网路水力计算成果，不仅能确定网路各管段的管径，而且还可确定网路循环水泵的流量和扬程。

第一节热水网路水力计算的基本公式

（9-1）

式中—每米管长沿程损失（比摩阻），

；

第九章热水网路的水力计算和水压图热水网路的水流量通常以吨/小时（t/h）表示。表达每米管长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关系式，可改写为—管段的水流量，

—水的密度，

。；—管子的内直径，

；—管道内壁的摩擦阻力系数；

（9-2）（9-3）

（9-4）其中。第九章热水网路的水力计算和水压图当计算时可采用附录9-1，若条件不同时，则有：（1）值不同的修正（9-5）（2）不同的修正（

）

（9-6）（9-7）第九章热水网路的水力计算和水压图,此时：

（9-8）（3）

,当量长度（9-9）当值不同时，的修正。（9-10）第九章热水网路的水力计算和水压图此时，可按管道实际长度

（9-11）在进行估算时，局部阻力的当量长度的百分数来计算。（9-12）第九章热水网路的水力计算和水压图第二节热水网络水力计算方法和例题热水网络水力计算所需资料：1.网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附件和配件）；2.热用户热负荷的大小；3.热源的位置以及热媒的计算温度。热水网路的水力计算方法及步骤：1、确定热水网路中各个管段的计算流量

管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。第九章热水网路的水力计算和水压图1)对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量可用下式确定：

（9-13）2)对具有多种热源用户的并联闭式热水供热系统，采用按供暖热负荷进行集中质调节时，网路计算管道的设计流量应按下式计算：

(9-14)t/h第九章热水网路的水力计算和水压图2、确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平均比摩阻最小的一条管线称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的管线是主干线。在一般情况下，热水网路主干线的设计平均比摩阻可取30～70Pa/m。3、根据网路主干线各段的计算流量和初步选用的平均比摩阻R值，利用附录9-1的水力计算表，确定主干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。第九章热水网路的水力计算和水压图4、根据选选用的标准准管径和管管段中局部部阻力的形形式，查附附录9-2，确定各各管段局部部阻力的当当量长度的的总和，以以及管段的的折算长度度。5、根据管管段的折算算长度以及及由附录9-1查到到的比摩阻阻，利用式式（9-11），计计算主干线线各管段的的总压降。。6、进行热热水网路支支干线、支支线等水力力计算。第三节水水压图的的基本概念念水力计算只只能确定热热水管道中各管管段的压力力损失（压差）值值，但不能能确定热水管道上上各点的压压力（压头）值值。通过绘绘制水压图的方法法，可以清清晰地表示出热水水管路中各各点的压力。总水水头线与测测压管水头线：图图9-3第九章热热水网路的的水力计算算和水压图图在利用水压压图分析热热水供热系系统中管路路的水力工工况时，应应注意以下下几点：1.利用水水压曲线，，可以确定定管道中任任何一点的的压力（压压头）值。。管道中任任意点的压压头就是等等于该点测测压管水头头高度和该该点所处的的位置标高高之间的高高差（mH2O）。如1点的水头头就等于mH2O。2.利用水水压曲线，，可表示出出各管段的的压力损失失值。由于于热水网路路管道中各各处的流速速差别不大大，因而可可以认为：：管道中任任意两点的的测压管水水头高度之之差就等于于水流过该该两点之间间的管道压压力损失值值。第九章热水网网路的水力计算算和水压图3.根据水压曲曲线的坡度，可可以确定管段的的单位管长的平平均压降的大小小。水压曲线越越陡，管段的单单位管长的平均均压降就越大。。4.由于热水管管路系统是一个个水力连通器，，因此，只要已已知或固定管路路上任意一点的的压力，则管路路中其它各点的的压力也就已知知或固定了。从图分析可见，，当膨胀水箱的的安装高度超过过用户系统的充充水高度，而膨膨胀水箱的膨胀胀管又连接在靠靠近循环水泵进进口侧时，就可可以保证整个系系统，无论在运运行或停运时，，各点的压力都都超过大气压力力。这样系统中中不会出现负压压，以致引起热热水汽化或吸入入空气等，从而而保证系统可靠靠地运行。在机械循环热水水供暖系统中，，膨胀水箱不仅仅起着容纳系统统水膨胀体积之之用，还起着对对系统定压作用用。注意：热水供热热系统水压曲线线的位置，取决决于定压装置对对系统施加压力力的大小和定压压点的位置。采采用膨胀水箱定定压的系统各点点压力，取决于于膨胀水箱安装装高度和膨胀管管与系统的连接接位置。第九章热水网网路的水力计算算和水压图如供暖系统水平平供水干管过长长，阻力损失较较大，则有可能能在干管上出现现负压。在机械循环热水水供暖系统中，，应将膨胀水箱箱的膨胀管连接接在循环水泵吸吸入口侧的回水水干管上。第九章热水网网路的水力计算算和水压图第四节热水水网路的水压图图通过绘制热水网网路的水压图，，用以全面地反反映热网和个热热用户的压力状状况，并确保使使它实现的技术术措施。水压图图是热水网路设设计和运行的重重要工具。一、热水网路压压力状况的基本本技术要求1、在与热水网网路直接连接的的用户系统内，，压力不应超过过该用户系统用用热设备及其管管道构件的承压压能力。2、在高温水网网路和用户系统统内，水温超过过100℃的地地点，热媒压力力应不低于该水水温下的汽化压压力（下限要求求）。第九章热水网网路的水力计算算和水压图从运行安全角度度考虑，《热网网规范》规定，，除上述要求外外还应留有30-50kPa的富裕压力。。3、与热水网路路直接连接的用用户系统，无论论在网路循环水水泵运转或停止止工作时，其用用户系统会水管管出口处压力，，必须高于用户户系统地充水高高度，以防止系系统倒空吸入空空气，破坏正常常运行和腐蚀管管道（下限要求求）。4、网路回水管管内任何一点的的压力，都应比比大气压力至少少高出5mH2O,一面吸入入空气（下限要要求）。5、在热水网路路的热力站或用用户引入口处，，供、回水管的的资用压差，应应满足热力站或或用户所需的作作用压头（供回回水压差要求））。第九章热水网网路的水力计算算和水压图二、绘制热水网网路水压图的步步骤和方法1、以往路循环环水泵的中心线线的高度（或其其他方便的高度度）为基准面，，在纵坐标上上按一定比例尺尺作出标高的刻刻度（如图9-6上的o-y）。沿基准面面在横坐标上按按一定比例的比比例尺作出距离离的刻度（如图图9-6上的o-x）。按照网路上的各各点和各用户从从热源出口起沿沿管路计算的距距离，在o-x轴上相应点标标出网路相对于于基准面的标高高和房屋高度。。各点网路高度度的连接线就是是图9-6上带带有阴影的线，，表示沿管线的的纵剖面。第九章热水网网路的水力计算算和水压图2、选定静水压压曲线的位置。。静水压曲线是是网路循环水泵泵停止工作时，，网路上各点的的测压水头的连连接线。它是一一条水平的直线线。静水压曲线线的高度必须满满足下列条件。。1）与热水网路路直接连接的供供暖用户系统内内，底层散热器器所承受的静水水压力应不超过过散热器的承压压能力。2）热水网路及及与它直接连接接的用户系统内内，不出现汽化化或倒空（下限限要求）。3、选定回水管管的动水压曲线线的位置。在网网路循环水泵运运转时，网路回回水管各点的测测压管水头的连连接线，称为回回水管动水压曲曲线。回水管的动压线线的位置，应满满足下列要求。。1）回水管动水水压曲线应保证证所有直接连接接的用户系统不不倒空和网路上上任何一点的压压力不应低于5mH2O的要求。2）控制回水管管动压曲线最高高位置的要求。。第九章热水网网路的水力计算算和水压图4、选定供水管管动水压曲线的的位置。在网路路循环水泵运转转时，网路供水水管各点的测压压管水头的连接接线，称为供水水管动水压曲线线。同理，供水水管动水压曲线线沿着水流方向向逐渐下降，它它在每米管长上上降低的高度反反映了供水管的的比压降值。供水管的动压线线的位置，应满满足下列要求。。1）网路供水干干管以及与网路路直接连接的用用户系统的供水水水管中，任何何一点都不应出出现汽化。2）在网路上任任何一处用户引引入口或热力站站的供、回水管管之间的资用压压差，应满足用用户引入口或热热力站所要求的的循环压力。第九章热水网网路的水力计算算和水压图四、循环水泵性性能参数的确定定网路循环水泵是是驱动热水在热热水供热系统中中循环流动的机机械设备。在完完成热水系统管管网的水力计算算后，便可以确确定网路循环水水泵的流量和扬扬程。网路循环水泵流流量的确定。对对具有多种热用用户的闭式热水水系统，原则上上应首先绘制供供水综合调节曲曲线，将各种热热负荷的网路总总水流量曲线相相叠加，得出相相应某一室外温温度tw下的网路最大设设计流量值，作作为选择的依据据。循环水泵的扬程程，应不小于设设计流量条件下下热源、热网和和最不利用户环环路的压力损失失之和。H=Hr+Hw+HyPa(或mH2O)（（9－19）设计参考数据：：对于网路直接连连接的供暖系统统，约为（1－－2）mH2O；对于网路直接连连接的暖风机供供暖系统或大型型的散热器供暖暖系统，约为（（3－5）mH2O；对于采用水喷射射器的供暖系统统，约为（8－－12）mH2O；对于水－水换热热器间接连接的的用户系统，约约为（10－15）mH2O。第九章热水网网路的水力计算算和水压图选择循环水泵时时，应注意：1、循环水泵的的流量—扬程特特性曲线（G－－H线），在水水泵工作点附近近应比较平缓，，以便当网路水水力工况发生变变化时，循环水水泵的扬程变化化较小。一般单单级水泵特性曲曲线比较平缓，，以选用单级水水泵作为循环水水泵。2、循环水泵的的承压、耐温能能力应与热网的的设计参数相适适应。循环水泵泵多安装在热网网回水管上。循循环水泵允许的的工作温度，一一般不应低于80℃。3、循环水泵的的工作点应在水水泵高效工作范范围内。4、循环水泵台台数的确定，与与热水供热系统统所采用的供热热调节方式有关关。循环水泵的的台数不得少于于两台，其中一一台备用。5、当多台水泵泵并联运行时，，应绘制水泵和和热网水利特性性曲线，确定其其工作点，进形形水泵选择。第九章热水网网路的水力计算算和水压图第五节补给给水泵定压方式式为使热网按水压压图给定的压力力状况运行，要要靠所采用的定定压方式，定压压点的位置和控控制好定压点说说要求的压力。。补给水泵定压的的三种主要形式式1、补给水泵连连续补水定压方方式；2、补给水泵间间歇补水定压方方式；3、补给水泵补补水定压点设在在旁通管处的定定压方式。第九章热水网网路的水力计算算和水压图.第九章热水网网路的水力计算算和水压图第六节其它它定压方式（氮氮气罐、空气囊囊定压；蒸汽定定压）气体定压主要分分氮气、空气和和蒸汽定压。。1.氮气定压恒压式氮气定压压系统,工作作原理如下:热热水膨胀时,从从恒压膨胀罐所所排出的氮气进进入低压氮气贮贮气罐中,再由由压缩机压入高高压氮气罐。在在热水收缩时,氮气供给控控制阀开启,由由高压氮气贮气气罐向恒压膨胀胀罐送入氮气,氮气不足时时由氮气瓶供给给.这样可使恒恒压膨胀罐内的的压力始终保持持一致。第九章热水网网路的水力计算算和水压图变压式氮气定压压系统,工作作原理如下:水水受热膨胀时,罐内氮气被压压缩,管路的压压力增加.水收收缩时,罐内压压力降低,使氮氮气量保持一定定而允许罐内压压力变化.压力力变动虽是允许许的,但罐内压压力始终不能低低于高温水的饱饱和压力。氮气定压压的热水水系统运运行安全全可靠,能够较较好地防防止系统统出现汽汽化及水水击现象象,但需需消耗氮氮气,设设备较复复杂,设设计计算算工作量量较大。。因此,这种定定压方式式多用在在供水温温度较高高的供热热系统中中。第九章热热水网网路的水水力计算算和水压压图2.空气气定压方方式