液体输配管网水力特征与水力计算

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1、第3章液体输配管网水力特征与水力计算基本水力特征任意两个断面之间的能量方程位压（水柱压力）大。要注意其对于液体管网运行的影响。空气渗入会严重影响管内的正常流动，要重视“排气”。3.1.1闭式液体管网水力特征——沿管段流动方向起点高程减去终点高程；——符号数。当管段流动方向与环路方向一致为正，反之为负。3.1.1.1重力循环液体管网的工作原理与水力特征忽略管道散热的影响：起循环作用的是散热器（冷却中心）和锅炉（加热中心）之间的水柱密度差与高差的乘积。如供水温度为95℃，回水70℃，则每米高差可产生的作用压力为156Pa。重力循环的作用压力不大

2、，环路中若积有空气，会形成气塞，阻碍循环。例如在下降的回水管中，有个充满回水管断面，高仅2cm的气泡，就可产生约192Pa的反循环力。因此要特别重视排气。为了排气，系统的供水干管必须有0.5～1.0%向膨胀水箱方向上坡度，散热器支管的坡度一般取1%。在重力循环系统中，水的流速较低，空气能逆着水流方向，经过供水干管聚集到系统的最高处，通过膨胀水箱排除。（1）并联管路的水力特征环路a-S1-b-热源-a环路a-S2-b-热源-a双管系统的垂直失调当上下层环路的管道、散热器尺寸一致时，必然出现上层的流量大于下层的情况。在供热系统中，称为垂直失调。解

3、决办法：在设计时正确计算不同环路的循环动力，采用不同的管道与设备尺寸及调节措施。并联管路的阻力与流量分配共用管路是b-热源-a，独用管路a-S1-b和a-S2-b处于并联，它们的阻力分别为：并联的独用管路的阻力等于各自的资用动力。它们之间的流量分配：（2）串联管路的水力特征环路动力：各个散热中心处于同一环路，循环动力相同。需要计算从各个散热中心流出的流体的密度。密度推算：tj是第j组散热器出流流体的温度。根据温度，求取各个密度值。单管系统的垂直失调在串联环路中，各层散热器循环作用压力是同一个，但进出口水温不相同，越在下层，进水温度越低。由于各

4、层散热器的传热系数K随各层散热器平均计算温度差变化，在选择设备时没有正确考虑这一点，也会带来各个散热器的散热量达不到设计要求，引起垂直失调。（3）水在管路中沿途冷却的影响上述分析，没有考虑水在管路中沿途冷却的因素。水的温度和密度沿循环环路不断变化，不仅影响各层散热器的进、出口水温，同时也影响到循环动力。由于重力作用形成的循环动力不大，在确定实际循环动力大小时，必须加以考虑。精确计算：必须明确密度沿程变化的关系式。在工程中，采用简化处理。首先只考虑水在散热器内冷却，然后根据不同情况，增加一个考虑水在循环管路中冷却的附加作用压力。它的大小与系统供

5、水管路布置状况、楼层高度、所计算的冷却中心与加热中心之间的水平距离等因素有关。其数值可从相关采暖设计手册查取。3.1.1.2机械循环液体管网的工作原理与水力特征3.1.2闭式液体管网水力计算液体管网和气体管网在水力计算的主要目的、基本原理和方法上是相同的。只是因为液体的物性参数与气体有显著差别，液体管网的工作参数也与气体管网有一定区别，所以二者水力计算使用的计算公式和技术数据有所不同。3.1.2.1液体管网水力计算的基本公式（1）摩擦阻力：室内管网，常处于紊流过渡区：室外管网，常处于阻力平方区：（2）局部阻力3.1.2.2液体管网水力计算的主

6、要任务和方法任务（1）：已知管网各管段的流量和循环动力，确定各管段的管径。方法：压损平均法。预先求出管段的平均比摩阻，作为选择管径的控制参数。然后根据各管段流量和Rmp，用公式或图表计算管径，选择接近的标准管径，然后根据流量和选定管径计算阻力损失，并核算资用动力和计算阻力的不平衡率是否满足要求。任务（2）：已知各管段的流量和管径，确定管网的需要压力。方法：首先计算最不利环路各管段的压力损失，如果不能忽略重力作用，计算重力作用形成的循环动力。按下式确定管网的需用压力：然后计算其他环路的资用压力，用压损平均法对各个环路不与最不利环路共用的各个管段

7、进行压损平衡。任务（3）：已知各管段的流量，确定各管段的管径和管网的需用压力。方法：首先用假定流速法计算最不利环路。根据管网的技术经济要求，选用经济流速或经济比摩阻，用公式或图表确定管径，计算各个管段的阻力损失，进而确定管网的需用压力。然后计算其他环路的资用压力，用压损平均法对各个环路不与最不利环路共用的各个管段进行压损平衡。室内采暖管网最大允许的水流速：民用建筑1.2m/s生产厂房的辅助建筑物2m/s生产厂房3m/s。室外供热管网最大允许的水流速：3.5m/s室内供热、空调水管网的经济比摩阻：60~120Pa/m.室外供热管网的经济比摩阻：

8、主干线：30~70pa/m支线：<300Pa/m任务（4）：已知管网各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量。方法：利用公式和图表计算。“不等温降法”