哈工大-供热工程-第4章__热水供暖系统水力计算

《哈工大-供热工程-第4章__热水供暖系统水力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章室内热水供暖系统水力计算目的选择合适的管径d，通过阻力计算，使进入各立管、散热器的水流量符合设计要求4-1热水供暖系统管道水力计算基本原理一、水力计算基本公式流体流动阻力△P=△PY+△PJ=RL+ZPa(4-1)式中△PY–计算管段的沿程阻力损失，Pa△PJ、Z–计算管段的局部损失，PaR–每米管长的沿程损失，Pa／mL–管段长度，m。（一）沿程阻力损失比摩阻RPa/m(4-2)式中d–管子内径m；υ–热媒在管道内的流速，m／s；ρ–热媒的密度，kg／m3；λ–管段的摩擦阻力系数。摩擦阻力系数值取决于管内热媒的流动状态和管壁的粗糙程度，其表

2、达式为：λ=ƒ(Re,ε)Re=υd/γε=K/d式中Re–雷诺数(Re<2320,流动为层流；Re>2320，流动为紊流)γ–热媒的运动粘滞系数m2/s；K–管壁的当量绝对粗糙度，m；ε–管壁的相对粗糙度。１.层流区（Re<2320）λ＝６４／Re２.紊流区（Re<2320）（１）紊流光滑区（布拉修斯公式）（２）紊流过度区（洛巴耶夫公式）（３）紊流粗糙区（阻力平方区）尼古拉兹公式当管径d≥40mm时，采用希弗林松推荐的公式λ=0.11(K/d)0.25（４）流态判别临界流速m/s临界雷诺数(5)紊流区统一公式柯列勃洛克公式阿里特舒里公式３.实用计

3、算公式把代入公式（４－２），得出Pa/m（４－３）公式（４－３）反映了比摩阻Ｒ、管径d、流量Ｇ三者之间的关系。只要已知其中的两个，便可求出第三个参数。利用公式（４－３）制成的热水管道水力计算表详见附表４－１局部阻力损失公式：Ｐa　　　（４－４）式中–局部阻力系数之和水流过热水供暖系统管路的附件(如三通、弯头、阀门等)的局部阻力系数值，可查附录4－2。表中所给定的数值，都是用实验方法确定的。附录4－3给出热水供暖系统局部阻力系数　　=1时的局部损失△P值。（二）局部阻力损失二、水力计算方法１.一般方法△P=△PY+△PJ=RL+Z其中Ｒ值选择计算有如

4、下两种方法：(1)预定压头法最不利环路平均比摩阻ＲＰ计算公式Ｐa（４－５）式中△P－预定的作用压头－沿程阻力占总阻力百分比－最不利环路总长，m(2)推荐流速法推荐常用流速（对应比摩阻值为６０－１２０Ｐa/m）2.当量阻力法(动压头法)当量局部阻力法当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。△P=RL+Z其中的沿程损失RL写成局部阻力损失形式有:RL=，而依据公式（４－２）　　　　　　　可以得出　　　　Ｌ＝　　　　　　　从而有：（４－６）如已知管段的水流量G(kg／h)时，则根据有关公式管段的总压力损失△P可改写为△P＝RL+Z

5、＝（　　＋　　）把　　　　　　　　代入前式得出：△P令　　　　＝Ａ则有△P＝Ａ式中为折算的局部阻力系数，于是△P＝Ａ　　Ｇ２令Ｓ＝Ａ　　，则有△P＝ＳＧ２Ｐa(4-7)式中S-管段的阻力特性数(简称阻力数)λ/d、Ａ值见附录４－４见附录（４－６）　（４－７）3.当量长度法当量长度法的基本原理是将管段的局部阻力损失折合为管段的沿程损失来计算。△P=RL+Z其中的沿程损失Z写成局部阻力损失形式有:Z=RLd而局部阻力依据公式（4-2）从而可得出Ld，整理后得到局部阻力当量长度Ld：m(4-8)于是△P=RL+RLd=R(L+Ld)=RLZhLzh称为折

6、算长度m。二、水力计算任务1．已知系统各管段的流量G和系统的循环作用压力(压头)△P，确定各管段的管径d；2．已知系统各管段的流量G和各管段的管径d，确定系统所必需的循环作用压力(压头)△P;3．按已知系统各管段的管径G和该管段的允许压降△P，确定通过该管段的水流量G。其中任务1、2为设计计算，任务3为校核计算四、水力计算步骤首先画出管路系统图，并在图上划分管段（流量和管径都相等的），标注管段号、热负荷Q、流量G和管段长L1.确定最不利环路。指允许比摩阻最小的环路，一般为最远立管环路。2.确定最不利环路作用压力。自然循环系统按有关公式计算得出（式3

7、-3）；机械循环系统一般取10000Pa。3.计算最不利环路平均比摩阻，采用预定压头法（式4-5）或推荐比摩阻60-120Pa/m。4.利用附表4-1，已知G、RP查表选择合适的管径d，并得出相应d条件下的比摩阻R、流速u5.根据管道布置，利用附表4-2查出管径d对应下的局部阻力损失系数。6.根据上述数据和有关公式计算管段的阻力损失沿程损失RL、局部损失Z，总损失RL+Z7.计算最不利环路各管段总阻力损失∑（RL+Z）8.按照并联环路阻力损失相等的原则计算分支环路各管段。各并联环路(不包括共同管段)阻力不平衡率为15%。各支路在平衡计算时，应注意管

8、内流速的限制：民用建筑1.2m/s;生产厂房辅助建筑2m/s;生产厂房3m/s。4-2机械循环热水供暖系统水力计算例题【例