第4章供暖系统水力计算.ppt

第四章 ;第一节 热水供暖系统管路水力计算基本原理;（一）沿程损失 在管路的水力计算中，把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子，称为一个计算管段．任何一个热水供暖系统都是由许多串联与并联的计算管段组成．每米管长的沿程损失(也称为比摩阻，比压降)。其值可用流体力学中的达西·维斯巴赫公式进行计算 Pa／m （4-1） 式中 ——管段的摩擦阻力系数； ——管道内径，m； ——热媒在管道内的流速，m/s； ——热媒的密度，kg／m3。 1. λ值的确定： 摩擦阻力系数，取决于热媒在管道内的流动状态和管壁的粗糙程度，即 λ＝?(Re，ε) ， ，ε=K／d Re——雷诺数，流动状态的准则数，当Re2320时，流动为层流流 动，当Re＞2320时，流动为紊流流动； ?——热媒的运动粘滞系数，㎡/s； K ——管壁的当量绝对粗糙度； ε——管壁的相对粗糙度；其它同前． ;; a.层流流动 当Re2320时，流动为层流流动状态，λ值仅取决于Re值。 ? 在自然循环热水供暖系统的个别水流量很小、管径很小的 管段内，可出现层流的流动 b.紊流流动 当Re＞2320时，流动为紊流流动。在该区内，又分为水力 光滑管区、过渡区及粗糙管区（阻力平方区）。 1)水力光滑管区 λ值可用布拉修斯公式计算： ? 2)过渡区 流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙管区（阻力平方区） 的一个区域，称为过渡区．该区的摩擦阻力系数值，可用洛巴耶夫公 式计算，即 ;过渡区的范围，可用下式判断： 式中 ——流动从水力光滑管区转到过渡区的临界速度和相 应的雷诺数值； ——流动从过渡区转到粗糙管区的临界速度和相应的 雷诺数值； 3)粗糙管区(阻力平方区)该区的摩擦阻力系λ值仅取决于管壁的相对粗糙度，用尼古拉兹公式计算 对于管径DN≥40㎜㎜的管子，可用更简单的希弗林松公式： ;;;2. 水力计算表： 管道内的流速、流量和管径的关系表达式为： 式中 G——管段中的水流量，kg／h；其它符号同前。 将式（4-2）的流速v代入式(4—1)，整理成更方便的计算 公式： 在给定热媒状态参数及其流动状态的条件下，λ和ρ值均 为已知，则式（4-1）就表示为R＝?(d，G)的函数式。只 要已知R、G、d中任意两个数，就可确定第三个数值。根 据这种关系利用公式（4—3）而编制出室内热水供暖管道 水力计算表。 ;（二）局部损失 计算公式： （三）阻力损失的计算方法 1. 2.当量局部阻力法（动压头法）： 基本原理是将管段的沿程损失转变为等量的局部损失计算。 ; 这种方法在单管顺流式系统水力计算时用。 3.当量长度法 基本原理是将管段的局部损失折合为沿程损失来计算。 当量长度法一般多用在室外热力网路的水力计算上。 ;;四.水力计算的一般要求： 1.各种水力计算都是先计算最不利环路（允许的平均比摩阻最小的环路称为最不利环路，一般情况下是从热源到最远立管所在的环路为最不利环路），然后再进行其它分支环路的水力计算，最后计算的结果，最不利环路与并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于?15%。 2.总压力损失附加值： 整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10%的附加值，以此确定系统必需的循环作用压力。 3.室内热水供暖系统水的允许限定流速： 在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路分支管段的比摩阻和流速，但流速过大会使管道产生噪声。所以近环环路的立、支管内的水流速也不应大于下列数值： 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;第二节机械循环单管热水供暖系统管路的水力 计算方法和例题;机械循环热水采暖系统作用压头： 机械循环系统中，重力循环作用压力与水泵提供的循环作用压头相比是很小的在计算最不利环路时可以忽略。 但它是造成采暖系统竖向失调的重要原因，所以在各立管散热器并联管路阻力平衡计算时不能忽略。 对机械循环单管系统，如建筑物各部分层数相同时，每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不计；如建筑物各部分层数不同时，高度和各层热负荷分配比不同的立管之间所产生的重力循环作用压力不相等，在计算各立管之间并联环路的