流体输配管网课件

流體輸配管網

第1章流體輸配管網形式

公用設備工程，如通風空調、採暖供熱、燃氣供應、建築給水排水等，需要將流體輸送並分配到各相關設備，或且從各接受點將流體收集起來輸送到指定點。承擔這一切功能的管網系統稱為流體輸配管網，它包括管道系統、動力系統、調節裝置、末端裝置及保證正常工作的其他附屬裝置。1.1氣體輸配管網形式與裝置1.1.1通風空調工程風管形式與裝置No021.1.1.1通風空調工程的

空氣輸配管網形式

1)

通風工程主要任務:是控制室內空氣污染物，保證良好的室內空氣品質，並保護大氣環境。通風工程通過室內外空氣交換，排除室內的污染空氣，將清潔的空氣送入室內，使室內空氣污染物濃度符合衛生標準，滿足生產工藝和人員生活要求。室內外空氣交換主要由空氣輸配管網---風管系統承擔。風管系統分類：排風系統和送風系統。No03

排風系統:

基本功能排除室內的污染空氣。

如圖1-1-1，在風機4的動力作用下，排風罩（或排風口）1將室內污染空氣吸入，經管道2送入淨化設備3，經淨化處理達到規定的排放標準後，通過風帽5排到室外大氣中。4風機3淨化設備1排風罩5風帽1排風罩圖1-1-1排風系統2風管室內空氣室外大氣No04送風系統的基本功能是將清潔空氣送入室內。如圖1-1-2，在風機3的動力作用下，室外空氣進入新風口1，經進氣處理設備2處理後達到衛生標準或工藝要求後，由風管4輸送並分配到各送風口5

，由風口送入室內。圖1-1-2送風系統3風機1新風口室外大氣2進氣處理設備4風管5送風口室內No05主要任務:通風與控熱控熱是指維持室內熱環境的舒適性，或使室內熱環境滿足生產工藝的要求.所以空調具有兩個基本功能，控制室內空氣污染物濃度和熱環境品質。技術上可由两个系统分别承担：一个是新風系統：控制室內污染物濃度的（即通風工程中的送風系統）

；另一是控制室內熱環境的系統，例如降溫採暖的冷熱水系統。2)空調工程:No06

通常控熱送風量

控汙所要求的通風換氣量。而在室外氣象條件惡劣時，如冬、夏季節，通風換氣要消耗大量能源。為了節能，可將一部分室內空氣送回到空氣處理設備，與新風混合，並經處理後送入房間，從而減少新風量。這部分重複使用的室內空氣稱為回風。空調工程的空氣輸配管網組成：送風管道、回風管道、新風管道和排風管道。如圖1-1-3稱為一次回風系統（見下屏）。技術上也可由送風系統同時承擔控汙和控熱兩個任務。No07回風口6當室內正壓造成圍護結構縫隙滲漏風量達到排風量時，可以省去排風管道。圖1-1-3空調送回風系統7回風管4送風管3風機2空調機1新風口8回風管送風口59排風管10排風口No08常用的空調系統形式還有二次回風系統、雙風道系統、變風量系統等。二次回風系統中，回風分為兩部分。新風先與一部分回風混合，經熱濕處理後，再與另一部回風混合。回風分兩處混合，比一次混合節能，但必須按需要分配好兩次回風的風量。雙風道系統採用兩根送風道，一根送冷風，一根送熱風。各房間設混合箱與冷、熱風管相連。按房間設計要求控制進入各混合箱的冷熱風量比例，使混合後送入房間的空氣狀態符合滿足各房間的不同要求。輸配管網不但要保證各房間要求的送風量，還需保證各房間不同的冷、熱風混合比例。No09實際使用中，由於室外氣象條件變化或室內情況變化，維持室內熱環境要求的冷熱量隨之變化。空調系統適應變化的兩種基本方法：1）定送風量、變送風狀態參數；2）是定送風狀態參數，變數送風。前者稱為定風量系統，後者稱為變風量系統。變風量通過送風系統的變風量末端來實現。變風量末端裝置有節流型、旁通型和誘導形等。No101.1.1.2通風空調工程空氣輸配管網的裝置與管件：有風機、風閥、風口、三通、彎頭、變徑管等,另外空氣處理設備等與管網性能有關。風機:是空氣輸配管網的動力裝置。第5章將詳細研究風機的基本理論。第6、7、8各章全面分析管網的水力工況和泵與風機的匹配及選用方法。風閥:是空氣輸配管網的控制、調節機構，基本功能是截斷或開通空氣流通的管路，調節或分配管路流量。具有控制、調節兩種功能的風閥有：No11同時具有控制、調節兩種功能的風閥有：（1）蝶式調節閥；（2）菱形單葉調節閥；（3）插板閥；（4）平行式多葉調節閥；（5）對開式多葉調節閥；（6）菱形多葉調節閥；（7）複式多葉調節閥；（8）三通調節閥等。

(1)~(3)主要用於小斷面風管；（4）~（6）種風閥主要用於大斷面風管；（7）、（8）兩種風閥用於管網分流或合流或旁通處的各支路風量調節。這類風閥的主要性能是流量特性，全開時的阻力性能用阻力係數表示；全關時的漏風性能用漏風係數表示。No12只具有控制功能的風閥有:

止回閥，防火閥，排煙閥等。止回閥:控制氣流的流動方向，只允許氣流按規定方向流動，阻止氣流逆向流動。它的主要性能有兩個：氣流正向流動時的阻力性能和逆向流動時的漏風性能。防火閥:

平常全開，火災時關閉並切斷氣流，防止火災通過風管蔓延；排煙閥:平時關閉，排煙時全開，排除室內煙氣，主要性能是全開時的阻力性能和關閉時的漏風性能。No13風口的基本功能是將氣體吸入或排出管網，按具體的功能可分為新風口、排風口、送風口、回風口等。新風口將室外清潔空氣吸入管網內；排風口將室內空氣排到室外；回風口將室內空氣吸入管網內；送風口將管網內的空氣送入室內。控制污染氣流的局部排風罩，從空氣輸配管網角度也可視為類風口，它將污染氣流和室內空氣吸入排風系統管道，通過排風管道排到室外。新風口、回風口構造比較簡單，常用格柵、百葉等形式。排風口為了防止室外No14風對排風效果的影響，往往要加裝避風風帽。送風口形式根據室內氣流組織的要求選用。常用的有格柵、百葉、條縫、孔板、散熱器、噴口等。從空氣輸配管網角度，風口的主要特性是風量特性和阻力特性.三通、四通用在管路中分流或匯流以便分配或彙集氣流；變徑、變形管段在管路中設置是為了連接管道和設備，或由於空間的限制等；彎頭的設置是為了改變管流方向。這些管件都會在所在位置產生局部阻力。它們的阻力特性在《流體力學》已作了分析研究。No15空氣處理設備的基本功能是對空氣進行淨化處理和熱濕處理，處理的同時，對空氣的流動也造成阻礙。常見的有空氣篩檢程式、表面式換熱器、噴水室、淨化塔等。空氣處理設備可集中設置，也可分散設置，不管集中還是分散，它都在所在位置處形成管網的局部阻力。1.1.2燃氣輸配管網形式與設施

燃氣是現代城市生活和生產的一種主要能源。燃氣輸配管網是城市燃氣工程的主要組成部分。No161.1.2.1燃氣輸配管網形式燃氣輸配管網組成：由分配管道、用戶引入管和室內管道三部分。分配管道包括街區和庭院分配管道，其功能是在供區域內將燃氣分配給各部門用戶。用戶引入管將燃氣從分配管引到入口處的總閥門。室內燃氣管道由總閥門處將燃氣引向並分配到各燃氣用具。No17燃氣管道分級：漏氣可能導致火災、爆炸、中毒等事故，所以燃氣管道的氣密性特別嚴格。管道中壓力越高，管道接頭脫開或管道本身裂縫的可能性和危險性也越大。因此，燃氣管道需按輸氣壓力分級。各級對管道材質、安裝品質、檢測標準和運行管理的要求不同。我國城市燃氣管道按《城鎮燃氣設計規範》（GB50028-93）規定的壓力分級如下：1.高壓管道：壓力為0.3~0.8MPa（3.0~8.0kgf/cm2）2.次高壓管道：壓力為0.15~0.3MPa（1.5~3.0kgf/cm2）No183.中壓管道：為5kPa~0.15MPa（0.05~1.5kgf/cm2）

4.低壓管道：小於5kPa（500mmH2O）

居民和小型公共建築用戶一般直接由低壓管道供氣。

中壓和次高壓管道必須通過區域調壓室或用戶專用調壓室才能給城市分配管網中的低壓和中壓管道供氣，或給工廠、大型公共建築用戶及鍋爐房供氣。一般由城市高壓管道構成大城市燃氣輸配管網的外環環網。高壓燃氣必須通過調壓後才能送入次高壓或中壓管道，送入高壓貯氣罐以及工藝需要高壓燃氣的大型工廠。No19各級壓力管網的幹管，特別是中壓以上管道，應連成環狀管網。分期建設的，初建時也可以是半環形或枝狀管網，但應逐步構成環狀管網。城市燃氣輸配管網根據所採用的壓力級制不同，可分為：1.一級系統，僅由低壓或中壓或次高壓一個等級的管網。2.二級系統，由低、中壓兩級或低、次高壓兩級管網組成。3.三級系統，由低、中（次高）、高三級壓力管網組成。4.多級系統，由低、中、次高和高壓，甚至更高壓力的多級壓力管網組成。No20低壓一級管網系統氣源送出的燃氣先進入儲氣罐，然後經穩壓器進入低壓管網（圖1-1-14）。適用於氣量較小，供氣範圍為2~3km的城鎮和地區。1432圖1-1-4低壓一級管網系統1氣源廠2低壓儲氣罐3穩壓器4低壓管網No21中壓或次高壓一級管網系統如圖1-1-51氣源廠2345圖1-1-5中壓或次高壓一級管網系統2儲配站3中壓或次高壓輸氣管網4中壓或次高壓配氣管網5箱式調壓裝置1No22燃氣自氣源廠（或天燃氣長輸管線）送入城市燃氣儲配站（或天燃氣門站、配氣象站），經加壓（或調壓）送入中壓或次高壓輸氣幹管，再由輸氣幹管送入配氣管，最後經箱式調壓器調至低壓後送入用戶內管道。由於中壓或次高壓一級系統的供氣安全性較二級或三級系統差，對於街道狹窄、房屋密度大的老城區和安全距離不足的地區不宜採用。新城區和安全距離可以保證的地區應優先採用。No23二級管網系統二級管網系統一般均有一級是低壓管網，另一級是管網可以是中壓、次高壓或高壓。人工煤氣中、低壓二級管網系統如圖1-1-6所示。12354圖1-1-6人工煤氣中、低壓二級管網系統1氣源廠2儲配站3中壓管網4低壓管網5調壓站從氣源廠

儲配站的低壓儲氣罐

壓縮機加壓

中壓管網

調壓器將壓力降至低壓

低壓管網。（見上屏圖）天燃氣中（次高）、低壓二級管網系統如圖1-1-7所示。12354圖1-1-7天然氣中(次高)、低壓二級管網系統1長輸管線2門站或配氣站3中壓管網4中（次高）低壓調壓站5低壓管網長輸氣管線

入門站或配氣站

調壓、計量

城市中壓管網

中、低調壓站調壓後

低壓管網。（見上屏圖）三級系統通常含有中、低壓兩級管網，另外一級是次高壓管網或高壓管網，通常稱高、中、低壓三級管網系統。（見下屏圖）No26高、中、低壓三級管網系統如圖1-1-8所示。`12364圖1-1-8高、中、低壓三級管網系統1長輸管線2門站或配氣站4高、中壓調壓站3高壓管網5中壓管網576中、低壓調壓站7低壓管網No27自長輸氣管線來的天然氣(或加壓氣化煤氣）先進入門站或配氣站，經调压、计量後進入城市高壓（或次高壓）管網，然後經高、中壓調壓站調壓後送入中壓管網，最後經中、低調壓站調壓後送入低壓管網。三級管網投資大，通常只在特大城市，並要求供氣有充分保證時才考慮選用。No281.1.2.2燃氣輸配管網設施1.儲配站

儲配站是城市燃氣輸配管網的一個重要設施。儲配站具有三個功能：1.儲存必要的燃氣量用以調峰；2.使多種燃氣進行混合；3.將燃氣加壓以保證每個燃氣用具前具有足夠的壓力。低壓儲存、中壓輸送儲配站工藝流程見圖1-1-9。圖1-1-9低壓儲存中壓輸送工藝流程2水封閥門1低儲3壓4止回閥5流量計23壓中壓低壓城市中壓管網送入儲配站的燃氣

低壓儲氣罐

壓縮機加壓至中壓

流量計

城市中壓管網。2.調壓站調壓站是城市的燃氣輸配管網的另一個重要設施。調壓站有兩個功能：1）將輸氣管網的壓力調節到下一級管網或用戶需要的壓力；2）保持調節後的壓力穩定。No30調壓站按用途分為三種：1）區域調壓站---用於區域性用氣調壓；2）專用調壓站---工業、公用事業用戶專用調壓；3）箱式調壓裝置---少量居民用戶，小型工業、公用事業用戶調壓（樓棟調壓）。調壓站組成：調壓器、閥門、篩檢程式、安全裝置、旁通管及測量儀錶等。詳P6~P9課外自學1.調壓器燃氣輸配管網的壓力工況是利用調壓器來控制的。所有調壓器均是將較高的壓力降至較低壓力。調壓器是一個降壓穩壓裝置，是調No31（P6~P9,No31~No36課外自學，不講）是調壓站的核心設備。若調壓器後的燃氣壓力為被調參數，則這種調壓器為後壓調壓器。若調壓器前的壓力為被調參數，則這種調壓器為前壓調壓器。城市燃氣輸配管網通常多用後壓調壓器調節燃氣壓力。（2）閥門調壓室進口及出口處設置的閥門，主要作用是當調壓器、篩檢程式檢修或發生事故時切斷燃氣。在調壓室之外的進出口管道上也應設置切斷閥門，此閥門是常開的（但要求它必須隨時可以關斷），並和調壓室相隔一定的距離，以便當調壓室發生事故時，不必靠近調壓室即可關閉閥門，避免事故蕞延和擴大。（3）篩檢程式在燃氣中含有固體懸浮物很容易存在調壓器和安全閥內，破壞調壓器和安全閥的正常工作。因此，有必要在調壓器入口如處安裝篩檢程式，以清除燃氣中的固體懸浮物。篩檢程式前後應設置壓差器，根據測得的壓降可以判斷過濾的工作情況，在正常工作情況下，燃氣通過篩檢程式的壓降不得超過10kPa，壓降過大時應清洗。（4）安全裝置

當負荷為零而調器閥口關閉不嚴，以及調壓器中薄膜破裂或調壓器系統失靈時，調壓站壓力會突然升高，它會危及設備的正常工作，甚至會對公共安全造成危害。因此調壓器必須設安全裝置。防止出口壓力過高的安全裝置有安全閥、監視器裝置和調壓器並聯裝置。（5）旁通管為了保證在調壓站維修時不間斷供氣，故在調室內旁通管。燃氣通過旁通管供給用戶時，管網的壓力和流量由調節旁通止的閥門來實現。對於高壓調壓裝置，為便於調節，通常在旁通管上設置兩個閥門。選擇旁通管的管徑時，要根據燃氣最低壓力和需要的出口壓力以及管網最大負荷進行計算。旁通管的管徑通常比調壓器的出口管的管徑小2~3號。（6）測量儀錶通常調壓器的入口安裝指示式壓力計，出口安裝自記式壓力計，自動記錄調壓器出口暫態壓力，以便監視調壓器的工作狀況。用戶調壓室及專用調壓室通常還安裝流量計。此外，為了改善管網水力工況，隨著燃氣管網用氣量改變應使調壓室出口壓力相應變化，可在調壓室內設置孔板或凸輪裝置。當調壓室產生較大的雜訊時，必須有消聲裝置。燃氣輸配管網常用的閥門有閘閥、旋塞、截止閥、球閥、蝶閥等。1.1.3其他氣體輸配管網形式專裝置（略，P7~P9，可自閱）No361.2液體輸配管網形式與裝置1.2.1供暖空調冷熱水管網形式與裝置1.2.1.1供暖空調冷熱水管網形式供暖空調工程常用冷熱水作介質，從冷、熱源向換熱器、空氣處理設備提供冷、熱量。冷熱水輸配管網系統的形式：（1）按迴圈動力分：重力（自然）循環系統，靠水的密度差進行迴圈，裝置簡單，運行時無雜訊，不消耗電能。但其迴圈動力小，管徑大，作用範圍受限，通常只在單幢建築採用。No37機械循環系統，靠機械（水泵）進行迴圈。機械迴圈要消耗電能、水泵運行有雜訊，但迴圈動力大。大而複雜的管網，多採用機械迴圈。（2）按水流路徑可分為同程式系統：除了供回水管路以外，還有一根同程管。由於各並聯環路的管路長度基本相等，各用戶的水阻力大致相等，流量分配滿足要求。高層建築的垂直立管常採用同程式，水準管路系統範圍大時亦應儘量採用同程式。圖1-2-1（下屏）是垂直同程和水準同程的佈置。No38圖1-2-1同程式水系統（P10）`垂直同程水準同程No39管路簡單，不需採用同程管，系統投資較少，但水分配、調節較難。如果系統較小，適當減小公共管路的阻力，增加並聯支管阻力，並在所有的連接末端設備的支管上安裝流量調節閥門平衡阻力，則亦可用異程佈置。（3）按流量變化可分為定流量和變流量系統定流量水系統中迴圈水量保持定值，負荷變化時，可通過改變供回水溫度進行調節，例如用供回水支管上三通調節閥，調節供回水量比，從而調節供水溫度。其優點是系統簡單、操作方便，不需要複雜的自控設備，異程式系統：No40缺點是流量不變，輸送能耗始終為設計最大值。

變流量水系統供回水溫度保持定值，負荷改變時，通過改變供水量來調節。優點是輸送能隨負荷減少而降低，水泵容量和電耗少;缺點是系統需配備一定的自控裝置。（4）按水泵設置可分為單式泵和複式泵系統單式泵水系統的冷、熱水源和負荷側只用一組迴圈水泵，這種水系統不能調節水泵流量，不能節省水泵輸送能量。複式泵水系統的冷、熱水源和負荷側分別設置迴圈水泵，可以實現負荷側水泵變流量運行，能節省輸送能耗，並能適應供水分區No41不同壓降的需要，系統總壓低。圖1-2-2所示為單式泵定流量系統和變流量系統。定流量系統的用戶盤管可以用三通閥調節水量以適應室內冷熱負荷變化，而又不改變整個系統流量。變流量系統的用戶盤管用三通閥調節水流量，同時改變系統流量。P.CRRRRR圖1-2-2單式泵定流量和變流量系統（P11）定流量變流量開關。（用來檢查水流方向和控制冷源、水泵的啟停）和流量計（檢查管內流量）。控制原理是：當負荷減小時，負荷側二通閥關小，流量減小，水流經旁通從A向B流動（稱“盈”），當旁通管內通過水流量達到設定值時，流量開關動作，通過程式控制制器，關掉一臺冷（熱）水機組和水泵。圖1-2-3所示為複式泵系統，在旁通管上設流量RR程式控制器43圖1-2-3複式泵系統1一次泵

2二次泵

3、4流量開關ABNo43反之，當負荷增加時，旁通管中水從B流向A（稱“虧”），當流量達到設定值時，旁通管上流量開關動作，通過程式控制制器，啟動一臺冷（熱）水機組和水泵。(5)按與大氣接觸情況可分為開式和閉式系統閉式水系統不與大氣相接觸，僅在系統最高點設置膨脹水箱。水泵不需克服系統靜水壓頭，耗電較小。因此，採暖空調冷熱水管網普遍採用閉式系統。No441.2.1.2供暖空調冷熱水管網裝置（1）膨脹水箱膨脹水箱的作用來貯存冷熱水系統水溫上升時的膨脹水量。在重力迴圈上供下回式系統中，它還起著排氣作用。膨脹水箱的另一個作用是恒定系統的壓力。膨脹水箱的膨脹管與水系統管路的連接，在重力循環系統中，應接在供水總管的頂端；在機械循環系統中，一般接至迴圈水泵吸入口前。連接點處的壓力，無論在系統不工作或運行時，都是恒定的。此點因而也稱定壓點。No45膨脹水箱的迴圈管應接到系統定壓點前的水準回水幹管上（見圖1-2-4）。該點與定壓點之間應保持1.5~3m的距離。這樣可讓少量熱水能緩慢地通過迴圈管和膨脹管流過水箱，以防止箱裏的水凍結；同時，冬季運行的膨脹水箱圖1-2-4膨脹水箱與機械循環系統的連接方式12341膨脹管2迴圈管3冷熱水機組4迴圈水泵1.5~3m定壓點No46應考慮保溫。在膨脹管、迴圈管上，嚴禁安裝閥門，以防止系統超壓，水箱水凍結。膨脹水箱的容積，可按下式計算確定：式中Vp

膨脹水箱的有效容積，即由信號管到溢管之間的容積，L；

水的體積膨脹係數，=0.0006L/OC;VC系統內的水容量，L；

tmax考慮系統內水受熱和冷卻時水溫的最大波動值，OC，一般以20OC水溫算起。(1-2-1)No47（2）排氣裝置系統的水被加熱時，會分離出空氣。在氣壓力下，1kg水在5OC時，水中的含氣量超過30mg,而加到95OC時，水中的含氣量只有約3mg,此外，有系統停止運行時，通過不嚴密處也會滲入空氣。充水後，也會有些空氣殘留在系統內。系統中如積存空氣，就會形成氣塞，影響水的正常迴圈。因此必須設置排除空氣的設備。排氣裝置可以是手動的，也可以是自動的。常見的主要有集氣罐、自動排氣閥和冷風閥No48等幾種。排氣裝置應設在系統各環路的供水管末端的最高處（見圖1-2-5）在系統運行時，定期開閉閥門將水中分離來的空氣排除。圖1-2-5集氣罐安裝位置示意圖(p12)1342341臥式集氣罐2立式集氣罐3末端管4放氣管i=0.003i=0.003No49（3）散熱器溫控閥散熱器溫控閥是一種自動控制散熱器散熱量的設備，當室內溫度高於給定的溫度值時，感溫元件受熱，將閥門關小，進入散熱器的水量減小，散熱器散熱量減小，室溫下降。當室溫降到低於設定值時，感溫元件開始收縮，閥孔開大，水流量增大，散熱器散熱量增加，室內溫度開始升高，從而保證室溫處在設定的溫度值上。溫控閥控溫範圍在13~28oc之間，控溫誤差為

1oc。散熱器溫控閥的阻力較大（閥門全開時，阻力係數

達18.0左右）。No50（4）分水器、集水器分水器、集水器一般是為了便於連接通向各個環路的許多並聯管道而設置的，也能起到一定程度的均壓作用，有利於流量分配調節、維修和操作。分水器、集水器管徑可按並聯接管的總流量通過時的斷面流速為1.0~1.5m/s確定。流量特大時，允許增大，但不宜超過4m/s。（5）篩檢程式篩檢程式設在水系統中的水泵、換熱器、孔板等設備的入口管道上，以防止雜質進入，污染或堵塞這些設備。但另一方面，篩檢程式又增大了管路阻力，隨著使用時間的增長，阻力會增大，需及時檢查清洗。（6）閥門供暖、空調冷熱水管用的閥門與熱流水供熱管網種類相同。在熱水供熱管網仲介紹。（7）換熱裝置換熱器基本功能是從冷、熱水中獲得冷熱量，但它們同時也是管網系統的阻力部件。No521.2.2熱水集中供熱管網形式與裝置（P12）1.2.2.1熱水集中供熱管網形式目前國內以區域鍋爐房為熱源的熱水供熱系統，其供暖建築面積一般為數萬至數十萬平方米，個別系統甚至超過百萬平方米。以熱電廠為熱源或具有幾個熱源的大型熱水供熱系統，其供暖建築面積可高達數百平方米。No53圖1-2-6是一個供熱範圍較小的熱網系統圖管網採用枝狀連接，熱網供水從熱源主幹線2，支幹線3

，用戶支線4送到各熱用戶的引入口處，網路回水從各用戶沿相同線路返回熱源。圖1-2-6枝狀管網（P13）143251熱源2主幹線3支幹線4用戶支線No54枝狀管網簡單，供熱管道的直徑距熱源越遠而逐漸減小，基建投資小，運行管理簡便。但枝狀管網不具後備供熱的性能。當供熱管網某處發生故障時，在故障點以後的熱用戶都將停止供熱。為了縮小事故的影響範圍和迅速消除故障，在與幹管相連接的管路分支處，及在與分支管路相連接的較長的用戶支管處，均應設閥門。近年來出現的多熱源聯合供熱系統，主要有兩種熱源組合方式：No551）熱電廠與區域鍋爐房聯合供熱；2）幾個熱電廠聯合供熱。圖1-2-7是由幾個熱電廠和一些區域鍋爐房組成的多熱源系統示意圖。圖1-2-7多熱源供熱系統的環狀管網示意圖41215631熱電廠2區域鍋爐房3環狀管網4支幹線5分支幹線6熱力站No56熱網系統圖的特點是網路的輸配幹線呈環狀，支幹線4從環狀網3分出，再到各熱力站6。環狀管網的最大優點是具有很高的後備能力。當輸配幹線某處出現事故時，可以切除故障段後，通過環狀管網由另一方向保證供熱。環狀管網與枝狀管網相比，投資增大，運行管理更為複雜，要求較高的自動控制措施。No571.2.2.2熱水集中供熱管網用戶

連接方式與裝置熱水供熱系統有兩種形式：閉式系統和開路系統。閉路系統：熱網的迴圈水僅作為熱媒，供給用戶熱量而不從熱網中取出使用。開式系統：熱網的迴圈水部分地或全部地從熱網取出，直接用於熱用戶。這裏重點介紹閉式系統與用戶的連接方式。圖1-2-8（P14或No60）所示為雙管制的閉合式熱水供熱系統示意圖。熱水沿熱網供水管輸送到各個熱用戶，在熱用戶系統的用熱設備內放出熱量後，沿熱網回水管返回熱源。雙管閉式熱水供熱系統是我國目前最廣泛應用的熱水供熱系統。No58下麵分別介紹閉式熱水供熱系統熱網與供暖、通風、熱水供應等熱用戶的連接方式。（1）供暖系統熱用戶與熱水網路的連接方式可分為直接連接和間接連接兩種方式:直接連接:用戶系統直接連接於熱水網路上。熱水網路的水力工況（壓力和流量狀況）和熱力工況與供暖用戶有著密切的聯繫。間接連接:在供暖系統熱用戶設置表面式水-水換熱器（或在熱力站處設置擔負該區供暖熱負荷的表面式水-水換熱器），用戶系統與熱水網路被表面式水-水換熱器隔離，形成兩个No59獨立的系統。用戶與網路之間的水力工況互不影響。

圖1-2-8雙管閉式熱水供熱系統示意圖AB10膨脹水箱15散熱器3補給水泵4補給水壓力調節器2網路迴圈水泵6水射器7混合水泵8面水-水熱器9用戶泵加熱裝置(a)無混合直接連接(b)水射器直接連接©混合水泵直接連接(d)熱用戶與熱網間接連接續圖1-2-8雙管閉式熱水供熱系統示意圖供暖系統熱用戶與熱水網路的連接方式，常見的有以下幾種方式。AB11空氣加熱器××××13水-水換熱器××14儲水箱××××××15容積式換熱器上水12溫調器上水上水(e)通風熱用戶與熱網連接(f)無儲水箱的連接(g)裝上部水箱連接(h)裝容積換熱器連接回水管供水管`AB16下部儲水箱××××××××××××18熱水供應系統的迴圈管路續圖1-2-8雙管閉式熱水供熱系統示意圖17熱水供應系統的迴圈水泵i裝設下部水箱的的連接方式集氣罐回水管供水管13水-水換熱器1）無混合裝置的直接連接（圖1-2-8a）熱水由熱網供水管直接進入供暖用戶，在散熱器內放熱後，返回熱網回水管去。這種直接連接方式最簡單，造價低。但這種無混合裝置的直接連接方式只能在網路的設計供水溫度不超過供暖系統的最高熱媒溫度時方可採用，且用戶引入口處熱網的供回水管的資用壓差大於供暖系統用戶的壓力損失時才能應用。絕大多數低溫熱水系統是採用無混合裝置的直接連接方式。

13補給水泵2網路迴圈水泵加熱裝置(a)無混合直接連接5散熱器4補給水壓力調節器圖1-2-8a當集中供熱系統採用高溫水供熱，水溫超過2）裝水射器的直接連接（圖1-2-8b）熱網供水管的高溫水進入水射器6，在噴嘴處形成很高的流速，動壓升高，靜壓降低，抽吸回水管的低溫水，並與供水混合，使進入用戶供暖系統的供水溫度低於熱網供水溫度，符合用戶系統要求。3）裝混合水泵的直接連接（圖1-2-8c）當建築物用戶引入口處，熱水網路的供、回水壓差較小，不能滿足水射器正常工作所需的壓差，或設集中泵站將高溫水轉為低溫水，向多幢或街區建築物供暖時，可採用混合水泵的直接連接方式。7混合水泵©混合水泵直接連接來自熱網供水管的高溫水，在用戶入口或熱力站處，與混合水泵7抽引的用戶或街區網路回水混合，降低溫度後，再進入用戶供暖系統。為防止混合水泵揚程高於熱網供回水管的壓差，而將熱網回水抽入熱網供水管內，在熱網供水管入口處應裝止回閥，通過調節混合水泵的閥門和熱網供、回水管進出口處的閥門開啟度，可以在較大範圍內調節用戶供熱系統的供水溫度和流量。在熱力站處設置混合水泵的連接方式，可以適當地集中管理。但混合水泵連接方式的造價比採用水噴射器的方式高，運行中需要經常維護並消耗電能。4）間接連接（圖1-2-8d）間接連接系統的工作方式如下：熱網供水管的熱水進入設置在建築物用戶引入口或熱力站的表面式水-水換熱器8內，通過換熱器的表面將熱能傳遞給供暖系統的迴圈水，冷卻後的回水返回熱網回水管去。間接連接方式需要在建築物用戶入口處或熱力站內設置表面式水-水換熱器和供暖系統熱用戶的迴圈水泵等設備，造價比上述直接連接高得多。迴圈水泵需經常維護，並消耗電能，運行費用增加。我國城市集中供熱系統、供暖系統熱用戶與熱水網路的連接，多年來主要採用直接連接方式。只有在熱水網路與熱用戶的壓力狀況不適應時才採用間接連接方式。如熱網回水在用戶入口處的壓力超過該用戶散熱器的承受能力，或高層建築採用直接連接，影響到整個熱水網路壓力升高時就得採用間接連接方式。採用直接連接，由於熱用戶系統漏損水量大，造成熱源水處理量增大，影響供熱系統的供熱能力和經濟性。採用間接連接方式，雖造價增高，但熱源的補水率大大減小，同時熱熱網的壓力工況和流量工況不受用戶的影響，便於熱網運行管理。對於小型熱水供熱系統，特別是低溫水供熱系統，直接連接仍是最主要的形式。（2）通風系統熱用戶與熱水網路的連接

由於通風系統中加熱空氣的設備能承受較高壓力，並對熱媒參數無嚴格限制，因此通風用熱設備11（如空氣加熱器等）與熱網的連接，通常都採用最簡單的連接形式，如圖1-2-8e所示。11空氣加熱器(e)通風熱用戶與熱網連接回水管供水管（3）熱水供應用戶與熱網的連接方式在閉式熱水供熱系統中，熱網的迴圈水僅作熱媒，供給熱用戶熱水，而不從熱網中取出使用。因此，熱水供應熱用戶與熱網的連接必須通過表面式水-水換熱器。根據用戶熱水供應系統中是否設置儲水箱及其設置位置的不同，連接方式有如下幾種主要形式。1）無儲水箱的連接方式（圖1-2-8f）；2）裝設上部儲水箱的連接方式（圖1-2-8g）；3）裝設容積式換熱器的連接方式（圖1-2-8h）AB11空氣加熱器××××13水-水換熱器××14儲水箱××××××15容積式換熱器上水12溫調器上水上水(f)無儲水箱的連接(g)裝上部水箱連接(h)裝容積換熱器連接回水管供水管圖1-2-8（f）（g）（h）4）裝設下部儲水箱的連接方式（圖1-2-8i）。AB16下部儲水箱××××××××××××18熱水供應系統的迴圈管路續圖1-2-8i裝設下部水箱的的連接方式17熱水供應系統的迴圈水泵集氣罐回水管供水管13水-水換熱器（4）閉式雙級串聯和混聯連接的

熱水供熱系統在熱水供熱系統中，各種熱用戶（供暖、通風熱水供應）通常都是並聯連接在熱水網路上。熱水供熱系統中的網路迴圈水量應等於各用戶所需水量之和。熱水供熱用戶所需水量與網路的連接方式有關。為了減少熱水供應熱負荷所需的網路迴圈水量，可採用供暖系統與熱水供應串聯或混聯連接方式。（圖1-2-9）No73圖1-2-9（a）是一個閉式雙級串聯連接方式。`網路供水熱水供應回水1級熱水供應水加熱器4流量調節器水溫調節器3上水2級熱水供應水加熱器流量調節器5供暖通過第2級加熱器2，將水加熱到所需溫度。經過第2級加熱器放熱後的網路供水，再進入供暖系統中。為了穩定供暖系統的水力工況，在供水管上安裝流量調節器4，控制用戶系統的流量。熱水供應系統的用水首先由串聯在網路回水管上的水加熱器（1級加熱器）1加熱。如經過第1級加熱後，熱水供應水溫仍低於所要求的溫度，則通過水溫調節器3將閥門打開，進一步利用網路中的高溫水No74圖1-2-9（a）圖1-2-9（b）混聯連接方式No758流量調節6加熱器10供暖系統迴圈水泵11熱水供應系統迴圈水泵熱水供應網路回水水加熱器79供暖熱用戶系統上水12膨脹水箱網路供水

於圖-2-9(a).熱水供應交換器6的終熱段6b（相當於1-2-9[a]的II級加熱器）的熱網供水，並不進入供暖系統，而與熱水供暖系統的熱網回水相熱網供水分別進入熱水供應和供暖系統的熱交換器6和7中（通常採用板式熱交換器）。上水同樣採用兩級加熱，但加熱方法不同於圖1-2-9（b）是一個混聯連接的圖式。6a6b混合，進入熱水供應熱交換器的預熱段6a（相當於1-2-9（a）的I級加熱器），將上水預熱。上水最後通過熱交換器6的終熱段6b，被加熱到熱水供應所要求的水溫。根據熱水供應的供水溫度和供暖系統保證的室溫，調節各自熱交換器的熱網供水閥門的開啟度，控制進入熱交換器的網路水流量。No76由於採用了串聯或混連連接方式，利用了供暖系統回水的部分熱量預熱上水，可減少網路的總計算迴圈水量，適宜用在熱水供應負荷較大的城市供熱系統上。圖1-2-9（b）的圖式，除了採用混聯的連接方式外，供暖熱用戶與熱水網路採用了間接連接。這種全部熱用戶（供暖、熱水供應、通風空調等）與熱水網路均採用間接連接的方式，使用戶系統與熱水網路的水力工況完全隔開，便於管理。No77開式热水供热系统用戶的熱水供應用水直接取自熱水網路。供暖和通風熱用戶系統與熱水網路的連接方式，與閉式熱水供熱系統完全相同。開式熱水供熱系統的熱水供熱用戶與網路的連接，有下列幾種方式：

No78（1）無儲水箱的連接方式（圖1-2-10a）熱水直接從網路的、回水管取出，通過混合三通4後的水溫可由溫度調節器3來控制。為了防止網路供水管的熱水直接流入回水管，回水管上設止回閥6。由於直接取水，因此網路供、回水管的壓力都必須大於熱水供應用戶系統的水靜壓力、管路阻力以及取水栓5自由水頭的總和。No79××××3溫調器回水管供水管5取水栓4混合三通1進水閥26止回閥圖1-2-10開式熱水供熱系統（a）這種連接方式常用於浴室、洗衣房和用水量很大的工業廠房中。網路供水和回水先在混合三通中混合，然後送到上部儲水箱7，熱水再沿配水管送到各取水栓。（2）裝設上部水箱的連接方式No80××××5取水栓回水管供水管4混合三通1進水閥2圖1-2-10(b)開式熱水供熱系統（b）3溫調器（3）與上水混合的連接方式（圖1-2-10c）。熱水供應用戶的用水量很大，建築物中（如浴室、洗衣房等）來自供暖通風用戶系統的回水量不足與供水管中的熱水混合時，則可採用這種連接方式。混合水的溫度同樣可用溫度調節器控制。為了便於調節水溫，網路供水管的壓力應高於上水管壓力。在上水管上要安裝止回閥，以防止網路水流入上水管路。

××××3溫調器回水管供水管5取水栓4混合三通1進水閥上水圖1-2-10開式熱水供熱系統（c）No81止回閥如上水壓力高於熱網供水管壓力時，在上水管上安裝減壓閥。1.1.2.3集中供熱管網的附件

供熱管網附件主要有管件（三通、彎頭等）、閥門、補償器、支座和放氣、放水、疏水、除汙等裝置。詳見P17~18，請自閱。1.2.3建築給水管網形式1.2.4高層建築液體輸配管網的特點（在“建築給水排水”中已學過，P18~29略）1.3相變流或多相流管網形式與裝置（略，P29~40，可自閱）No82第2章氣體輸配管網水力特徵與水力計算（P41）2.1氣體管流水力特徵2.1.1氣體重力管流水力特徵如圖2-1-1，管道內氣體由斷面1流向斷面2。其流動的能量方程式為：(2-1-1)H2H112No83其中，pj1、pj2分別是管內斷面1、2的靜壓；v1、v2分別是管內斷面1、2的流速；H分別是斷面1、2的位置標高；

a、

為環境空氣密度和管內氣體密度；g為重力加速度；

p1~2為從斷面1到斷面2的流動能量損失。工程上稱

為斷面1、2處的動壓；稱為位壓，它實際上是重力對流動的作用。當管內外流體密度相同，位壓為零。當密度上由溫度差造成時，工程上稱位壓為勢壓，或熱壓。No84若1、2斷面分別在管道的進口處和出口處，如圖，則有pj1=0,pj2=0,v1=0,(2-1-1)式變形為（2-1-2）式表明，出口的動壓和斷面1、2之間流動損失的壓力來源於進出口之間的位壓。即由斷面1到2的流動是由重力引起的，屬重力流，動力大小取決於進出口的高差和管道內外密度差之積。流動方向取決於管道內外氣體密度的相對大小，若管道內氣體(2-1-2)No851122H2H1

a補充圖密度小（

<a）,管道內氣流向上，反之氣流向下。如衛生間排氣豎井內，氣體密度冬季小於室外，夏季大於室外，若無排氣風機，則豎井內冬季氣流向上運動，夏季氣流向下運動，倒灌入位於低層的衛生間。

U型管如圖2-1-2，假設氣流從斷面1流入，斷面2流出。斷面1

斷面D的能量方程式為：(2-1-3)12D

1

a

2H2H1H2V2V11D斷面D

斷面2的能量方程為：`其中，

1、

2分別為管道1-D和D-2中的氣體密度；pjD、VD為斷面D處的靜壓和流速；

分別是管流由1到D和D到2中的能量損失，將（2-1-3）和（2-1-4）相加，整理得(2-1-4)(2-1-5)D2（2-1-5）式表明：U型管道內的重力流，與管道外的空氣密度無關。流動動力取決於兩豎直管段內的氣體密度差（

1-2）和管道高度（H2-H1）之積。密度相對較小的豎管內氣體向上流。當圖2-1-2中的斷面1、2合為一體時，如圖2-1-3，形成閉式迴圈管道，其能量方程式為其中

pL是流過閉式循環管道的能量損失，(2-1-6)

1

2<

1H2H1圖2-1-3閉式管道重力迴圈流動No88式（2-1-6）表明：無機械動力的閉式管道中，流動動力取決於豎管段內的氣體密度差和豎管段的高之積。密度較大的豎管內氣流向下，密度較小的豎管內氣流向上。2.1.2氣體壓力管流水力特性當管道內部、管道內外不存在密度差，或是水準管網，則有即位壓等於零，（2-1-1）式變為：(2-1-7)No89同一斷面上靜壓與動壓之和稱為全壓pq,即即,(2-1-7)式可變形為：(2-1-8)式表明，位壓為零的管流中，是兩斷面的全壓差克服流動阻力造成流動，上游斷面全壓減去上、下游斷面間的流動阻力等於下游斷面的全壓，即(2-1-8)(2-1-9)No90因此，流速的變化，引起動壓變化，也必然引起靜壓變化。上游斷面靜壓減去上、下游斷面間的流動阻力與上下游斷面動壓變化之和等於下游斷面的靜壓，即（2-1-9）和（2-1-10）式表明了壓力流網的基本水力特徵。當管段中沒有外界動力輸入時，下游斷面的全壓總是低於上游斷面。而上、下游斷面間的靜壓關係比較複雜，這是因為（2-1-10）的[]內可“+”、可“-”、也可為“0”.(2-1-10)No91可通過改變流速，在一定範圍內調整靜壓。2.1.3壓力和重力綜合作用下的氣體管流特徵由（2-1-1）式可得：二者綜合作用，克服流動阻力，維持管內流動。但二者的綜合作用並非總是相互加強的。當

<a,即管內氣體密度小時，(2-1-11)No92位壓反映重力作用全壓差反映壓力作用位壓驅動氣體向上流動(H2>H1),阻擋向下流動（H2<H1

）。反之，管內氣體密度大時，位壓驅動氣體向下流動，阻擋向上流動。在閉式迴圈管路內，位壓驅動密度小的氣體向上流動，密度大的氣體向下流動；阻擋相反方向的流動。若壓力驅動的流動方向與位壓一致，則二者綜合作用加強管內氣體流動，若驅動方向相反，則由絕對值大者決定管流方向；絕對值小者實際上成為加“流動阻力”。如空調建築裝有排氣風機的衛生間排氣豎井，冬季在位壓的輔助作用下，排氣能力明顯No93加強，夏季排氣風機除克服豎井的阻力外，還要克服位壓，排氣能力削弱，尤其是高層建築。2.2流體輸配管網水力計算的基本原理和方法流體輸配管網水力計算的主要目的是根據要求的流量分配，確定管網的各段管徑（或斷面尺寸）和阻力，求得管網特性曲線，為匹配管網動力設備（風機、水泵等）的型號和動力消耗；或者根據已定的動力設備，確定保證流量分配的管道尺寸。No942.2.1摩擦阻力計算摩擦阻力按下式計算：當管道材料不變，斷面尺寸不變，流體密度和流量也不隨流程變化時，式中，

為摩阻力係數：為管段長度，m；Rs為管道水力半徑，m；Rm為管道單位長度摩阻力，又稱為比阻，Pa/m。（2-2-1）No95f為管道過流斷面面積，m2.當管網壓力變化使氣體密度

的變化不能忽略時，需要引入氣態方程和連續方程組成聯合方程組；在等斷面管道、等溫流動條件下，求解此聯合方程組得：常數No96得：式中，p1、p2分別為1、2斷面的絕對壓力，Pa；L0為管道流量，Nm3/s;分別為氣體在標準狀態下的密度、壓力、絕對溫度和壓縮因數；為斷面1、2間的管道長度，m。對於接近於0C的常溫、壓力不太大的（

0.8MPa）圓形管道，可近似取T/T0=1；Z/Z0=1.（2-2-1‘）No97(2-2-1’)簡化為:`低壓（

0.005MPa）管道，近似取p1+p2=2p0。(2-2-1’)可進步簡化為（2-2-1“）（2-2-1“‘）No98以上公式表明，必須注意正確選擇適合管流特徵摩擦阻力計算公式。確定計算公式後，需計算摩擦阻力係數

。

是管流雷諾數Re和管道相對粗糙度的函數。式中K為管道材料的絕對粗糙度。大量實驗荻得不同流態下，（2-2-2）式的具體數學關係：（2-2-2）No99在層流區：`當2000<Re<4000時稱為臨界區或臨界過度區：紊流區包括水力光滑區、過渡區（又稱紊流過渡區）和阻力平方區：工程中，還常採用適合於一定管材，一定阻力區的專用公式：（2-2-2a）（2-2-2b）（2-2-2c）No1001.阿裏特蘇裏公式：2.謝維列夫公式對於新鋼管：水力光滑區過渡區（）（2-2-2d）（2-2-2e）（2-2-2f）No101對於新鑄鐵管：水力光滑管（）過渡區（）阻力平方區（）（2-2-2h）（2-2-2i）（2-2-2j）No102上述諸式：K1---考慮實驗室和實際安裝管道的條件不同的係數，取K1=1.15；K2---考慮由於焊接接頭而使阻力增加的係數，取K2=1.18。謝維列夫建議的適用鑄鐵管紊流三個區的綜合公式為：根據新鑄鐵管的實際資料，上式可寫成：（2-2-2k）No103有明顯差別，雷諾數範圍不相同。這就造成同一基本原理下，不能用統一的計算公式或圖表計算各種流體輸配管網的摩擦阻力。因此必須特別注意各公式和計算圖表的使用條件和修正方法。2.2.2局部阻力計算局部阻力按下式計算：實際工程中，各種流體輸配管網的流動狀態（2-2-3）No104式中，

為局部阻力係數。局部阻力係數一般實驗方法確定。實際工程中，管件、部件或設備處的流動，通常都處於自模區，局部阻力係數只取決於管件部件或設備流動通道的幾何參數，一般不考慮相對粗糙度和雷諾數的影響。No1052.2.3常用的水力計算方法流體輸配管網水力計算的常用方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓複得法等，目前常用的是假定流速法。假定流速法的特點是，先按技術經濟要求選定管內流速,再結合所需輸送的流量，確定管道斷面尺寸，進而計算管道阻力。No106壓損平均法的特點是，將已知總作用水頭，按管道長度平均分配給每一管段，以此確定管段阻力，再根據每一管段的流量確定管道斷面尺寸。當管道系統所用的動力設備型號已定，或對分支管路進行阻力平衡計算，此法較為簡便。環狀管網水力計算常用此法。靜壓複得法的特點是，利用管道分段，改變管道斷面尺寸，降低流速，克服管段阻力，重新獲得靜壓。不論採用何種方法，水力計算必須完成管網系統和設備的佈置，確定管材，確定各個接受流量的管網末端的位置和所需分配的流量。No107然後循著各種方法所要求的步驟進行計算。以下是假定流速法的基本步驟：（1）繪製管網軸測圖，對各管段進行編號，標出長度和流量。（2）合理確定管內流體流速。（3）根據各管段流量和確定的流速，確定各各部管段的斷面尺寸。（4）計算各管段的阻力（5）平衡並聯管路（使各並聯管路的計算阻力相等）。這是保證流量按要求分配的關鍵。No108若並聯管路計算阻力不相等，在實際運行時，管網會自動調整各並聯管路流量，使並聯管路的實際流動阻力相等。這時各並聯管路的流量不是要求的流量。（6）計算管網的總阻力，求取管網特性曲線。（7）根據管網特性曲線，所要求輸送的總流量以及所輸送流體的種類、性質等諸因素，綜合考慮為管網匹配動力設備（風機、水泵等），確定動力設備所需的參數。管網阻力計算和特性曲線的求取，水力計算的主體，對不同流體輸配管網水力計算雖有No109區別，但都是水力計算的重點所在，因而是水力計算的學習重點。水力計算的另重點是管網動力設備的匹配，在第7章專門分析討論。水力計算中，各種計算公式和基礎數據的選取，應遵循相關規範、標準的規定，沒有規定的，則可從相關設計手冊和資料中查取。2.3氣體輸配管網水力計算以通風空調工程的輸配管網為例，學習開式枝狀氣體輸配管網水力計算的具體方法。第2.2節中列出了水力計算的7個步驟，這裏介紹到第6步，求取管網特性曲線為止。第7步匹配動力設備（風機）在第7章學習。

No110計算之前，需先完成空氣輸配管網的佈置，包括系統劃分；管道佈置、設備和各送排風點位置的確定；各送風點要求的風量和要求各管段的風量也得一一確定。完成上述前期準備工作之後，方可按假定流速法的基本步驟進行水力計算。2.3.1.1管內流速和管道斷面尺寸（1）繪製風管系統軸測圖繪製風管系統軸測圖，並劃分好管段，對各管段進行編號，標注長度和風量。No112通常按流量和斷面變化劃分管段，一條管段內流量和管段斷面不變，流量和斷面二者之一或二者同時發生變化之處是管段的起點或終點。管段長度按管段的中心線長度計算，不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長度。（2）確定管內流速管內的流速對通風、空調系統的經濟性有較大影響，對系統的技術條件也有影響。流速高，風管斷面小，佔用的空間小，材料耗用少，建造費用小；但系統阻力大，動力消耗大，運行費用增加，且增加雜訊。若氣流中No112含有粉塵等，會增加設備和管道的磨損。反之，流速低，阻力小，動力消耗少；但是風管斷面大，材料和建造費用大，風管佔用的空間也增大。流速過低會使粉塵沉積而堵塞管道。因此，必須通過全面的技術經濟比較選定合理的流速。根據經驗總結，風管內的空氣流速可按表2-3-1、表2-3-2確定。若輸送的是含塵氣流，流速不應低於表2-3-3所列的值。

No113一般通風系統中常用的空氣流速（m/s)表2-3-1`建築類別動力類別及風管材料幹管支管室內進風口室內回風口新鮮空氣入口工業建築機械通風薄鋼板6~142~81.5~3.52.5~3.55.5~6.5機械通風混凝土、磚4~122~61.5~3.02.0~3.05~6民用及工業輔助建築自然通風0.5~1.00.5~0.70.2~1.0機械通風5~82~52~4表2-3-2（空調）表2-3-3（含塵）見P48請自閱（3）確定各管段的斷面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力根據風管的風量和選擇的流速初步確定風管斷面尺寸，並適當調整使其符合通風管道統一規格。然後，按調整好的斷面尺寸計算管內實際流速。2.3.1.2風管摩擦阻力計算按管內實際流速計算阻力。阻力計算應從最不利環路（即最長、局部阻力件最多的環路）開始。No115通風空調管道中，氣流大多屬於紊流光滑區到粗糙區之間的過渡區。可用（2-3-1）式計算摩擦阻力係數，再用（2-3-2）計算比摩阻Rm。式中K---風管內壁粗糙，mm;D---風管直徑，mm.可根據公式（2-3-1）和（2-3-2）製成的計算圖表或線算圖，可供計算管道阻力時使用。（2-3-1）（2-3-2）No116只要已知流量、管徑、流速、阻力四個參數中的任意兩個，即可利用該圖求得其餘兩個參數。該圖是按過渡區的

值，在壓力B0=101.3kPa、溫度t0=200C、空氣密度

0=1.24kg/m3、運動粘度

=15.06×10-6m2/s、壁粗糙度K=0.15mm、圓形風管、氣流與管壁間無熱量交換等條件下得的。當實際條件與上述不符時，應進行修正。（1）密度和粘度的修正

Pa/m（2-3-3）No117式中Rm---實際的單位長度摩擦阻力，Pa/m；Rm0---圖上查出的單位長度摩擦阻力，Pa/m；---實際的空氣密度，kg/m3;---實際的空氣運動粘度，m2/s。（2）空氣溫度、大氣壓力和熱交換修正式中Kt----溫度修正係數；KB---大氣壓力修正係數；KB---熱交換修正係數。

Pa/m(2-3-4)(2-3-5)No118式中t----實際的空氣溫度，oc.式中B----實際的大氣壓力，kPa。T---氣流絕對溫度，K；

Tb---管壁絕對溫度，K。

(2-3-7)(2-3-6)No119（3）管壁粗糙度的修正在通風空調正程中，常採用不同材料製作風管，各種材料的粗糙度K見表2-3-4。當風管管壁的粗糙度K0.15mm時，可先由圖查Rm0，再近似按下式修正。Kt—管壁粗糙度修正係數；

K---管壁粗糙度，mm。

V---管內空氣流速，m/s。Pa/m(2-3-8)(2-3-9)No120

矩形風管摩阻按當量直徑計算單位長度摩擦阻力。分流速當量直徑和流量當量直徑兩種。1）流速當量直徑假設某一圓形風管中的空氣與矩形風管中的空氣流速相等，並且兩者的單位長度摩阻力也相等，則該圓管的直徑就稱為流速當量直徑，以DV表示。據此定義可推得為：No121(2-3-10)根據矩形風管的流速當量直徑Dv和實際流速V，

由圖2-3-1查得的Rm即為矩形風管的單位長度摩擦阻力。

[例]

有一表面光滑的磚砌風道（K=3mm），橫斷面尺寸為500mm×400mm,流量L=1m3/s(3600m3/h)，求單位長度摩阻力。[解2-1]

矩道風道內空氣流速No122由V=5m/s、Dv=444mm查圖2-3-1(P51)得Rm0=0.62Pa/m粗糙度修正係數No1232001.00.010.11004004000管徑4035180d流速3044450.62Rm(Pa/m)空氣量m3/s圖2-3-1(P51)4502)流量當量直徑設某一圓形風管中的流量與矩形風管的流量相等，並且單位長度摩擦阻力也相等，則該圓管的直徑就稱為矩形風管的流量當量當量直徑，以DL表示。根據推導，流量當量直徑可近似按下式計算：以流量當量直徑DL和矩形風管的流量L，查圖2-3-1所得的單位長度的摩擦阻力Rm，即為矩形風管的單位長度的摩擦阻力。(2-3-11)No124由L=1m3/S、DL=487mm查圖2-3-1得Rm0=0.61Pa/mRm=1.96×0.61=1.2Pa/m[例2-2][例2-1]改用流量當量直徑求矩形風管單位長度摩擦阻力。[解]矩形風道的流量當量直徑No1250.011.02002001.00.010.11004004000管徑4035180d流速3044750.61RmPa/m空氣量m3/s2.3.1.3風管局部阻力計算首先確定局部阻力係數

和它對應的特徵速度V，然後代入（2-2-3）式計算局部阻力。各種局部阻力係數

通常查設計手冊等確定。各種設備的局部阻力或局部阻力係數，由設備生產廠提供。各管段摩擦阻力和局部阻力之和即為該管段的阻力。各管段阻力計算完成後，應進行並聯管路的阻力平衡，以保證實際流量分配滿足要求。

No1262.3.1.4並聯管路的阻力平衡為了保證各管路達到預期的風量，使並聯支管的計算阻力相等，稱為並聯管路阻力平衡。對一般的通風系統，兩支管的計算阻力差應不超過15%；含塵風管應不超過10%。若過上述規定，採用下述方法進行阻力平衡。（1）調整支管管徑這種方法通過改變支管管徑來調整支管阻力，達到阻力平衡。調整後的管徑按下式計算：(2-3-12)No127式中D’----調整後的管徑；D---原設計的管徑，mm;p---原設計的支管阻力，Pa;p’---要求達到的支管阻力，Pa。應當指出，採用本方法時，不宜改變三通支管直徑，可在三通支管上先增設一節漸擴（縮）管，以免引起三通局部阻力的變化。（2）閥門調節通過改變閥門開度，調節閥門阻力，從理論上講是最簡單易行的方法。但對一個多支管的通風的空調管網，是一項複雜的技術工作。必須進行反復調整、測試才能實現預期的流量分配。No1282.3.1.5計算系統的總阻力和獲得管網特性曲線最不利環路所有串聯管段阻力（包括設備）之和，即為管網系統的總阻力

p。管網的特性曲線為：

p=SQ2

式中S---管網阻抗，kg/s7;Q---管網總流量，m3/s。管網阻抗與管網幾何尺寸及管網中的摩擦阻力係數，局部阻力係數，流體密度有關。當這些因素不變時，管網阻抗S為常數。根據計算的(2-3-13)No129的管網總阻力和要求的總風量Q，即可用式（2-3-14）計算管網阻抗，獲得管網特性曲線。不計算管段阻力和管網總阻力，而先計算各管段阻抗，再按如下串聯管路的阻抗關係計算管網阻抗，也可獲得管網特性曲線。管段i:(2-3-14)(2-3-15)No130串聯管路：`並聯管路：上述公式表明，管網中任一管段的有關參數變化，都會引起整個管網特性曲線的變化，從而改變管網總流量和管段的流量分配，這決定了管網調整的複雜性。進一步從理論上可以證明，(2-3-16)(2-3-17)No131管網設計時不作好阻力平衡，完全依靠閥門調節流量的作法難以奏效，尤其是並聯管路較多的管網。獲得管網特性曲線後即可結合動力設備（風機）的性能曲線匹配動力設備，具體匹配方法在第7章介紹。2.3.1.6計算例題[例2-3]

圖2-3-2所示的通風除塵管網。風管用鋼板製作，輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。除塵器阻力

Pc=1200Pa。對該管網進行水力No132計算，獲得管網特性曲線。圖1L=11m23L=6mL=3m5L=4mL=6m47L=6m6L=8m圓形傘形罩1500m3/s4000m3/s800m3/s風機除塵器圖2-3-2通風除塵系統的系統圖No133[解]：1.對各管段進行編號，標出管段長度和風點的排風量。2.選定最不利環路，本系統選擇1-3-5-除塵器-6-風機-7為最利環路。3.根據各管段的風量及選定的流速，確定最不利環路各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。根據表2-2-3輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風管內最小風速為，垂直風管12m/s、水準風管14m/s.No134考慮到除塵器及風管漏風，取5%的漏風係數，管段6及7的計算量為6300×1.05=6615m3/h.管段1有水準風管，初定流速為14m/s。根據Q1=1500m/h(0.42m3/s)、V1=14m/s所選管徑按通風管道統一規格調整為D1=200mm：實際流速V1=13.4m3/S;由圖2-3-1查得，Rml=12.5Pa/m。同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結果見表2-3-5。4.確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦力，No135見表2-3-5。5.從阻力手冊、暖通設計手冊等資料查各管段的局部阻力係數。（1）管段1設備密閉罩

=1.0（對應接管動壓）900彎頭（R/D=1.5）一個

=0.17直流三通（13）（見圖2-3-3）根據F1+F2=F3，=300,F2/F3=(140/240)2=0.340Q2/Q3=800/2300=0.384,查得

13=0.20

V1,F1V3,F3V2,F2圖2-3-3合流三