(完整版)流体输配管网(第1~5章)课件.ppt

1、1“流体输配管网流体输配管网”释义释义流体具有流动性的物质；流体具有流动性的物质；输配按要求输送、分配；输配按要求输送、分配；管网管道（流体流动的通道）相互连接形成管网管道（流体流动的通道）相互连接形成 的网络。的网络。错误：错误：流体流体输送输送管网；流体输配管网；流体输配管道管道流体输配管网流体输配管网2课程性质及与其他课程的联系课程性质及与其他课程的联系专业平台课（专业核心技术基础课）专业平台课（专业核心技术基础课）以以流体力学流体力学为主要理论基础，是学习为主要理论基础，是学习暖暖通空调通空调、供热工程供热工程、建筑给排水建筑给排水、燃气输配燃气输配等专业技术课的核心基础。等专业技术课

2、的核心基础。专门讲述公用设备工程中各种流体输配管网的专门讲述公用设备工程中各种流体输配管网的工作原理和计算方法，以及动力源（泵与风机）工作原理和计算方法，以及动力源（泵与风机）的基础理论和选用方法等。的基础理论和选用方法等。全国注册公用设备工程师考试科目全国注册公用设备工程师考试科目3课程的学习任务课程的学习任务 通过各种教学环节，掌握暖通空调工程、城市燃通过各种教学环节，掌握暖通空调工程、城市燃气工程、供热工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、气工程、供热工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、工厂动力工程等各类工程中的流体输配管网的基本原工厂动力工程等各类工程中的流体输配管网的基本原理。理。掌握

3、进行管网系统设计、调试和调节的基本理论掌握进行管网系统设计、调试和调节的基本理论和方法，并形成初步的工程实践能力。和方法，并形成初步的工程实践能力。管网设计管网设计确定管网形式、流通断面；匹配动力；确定确定管网形式、流通断面；匹配动力；确定 管网调节方案并设置相应的装置。管网调节方案并设置相应的装置。能够正确应用设计手册和参考资料进行上述管网能够正确应用设计手册和参考资料进行上述管网系统的设计、调试和调节，并为从事其它大型、复杂系统的设计、调试和调节，并为从事其它大型、复杂管网工程的设计和运行管理打下初步基础。管网工程的设计和运行管理打下初步基础。4教材与参考书教材与参考书流体输配管网流体输配

4、管网 （第二版）付祥钊（第二版）付祥钊 主编主编 工业通风工业通风 （第二版）孙一坚（第二版）孙一坚 主编主编 供热工程供热工程 （第三版）贺平（第三版）贺平 孙刚孙刚 主编主编 建筑给排水工程建筑给排水工程（第四版）王增长（第四版）王增长 主编主编 燃气输配燃气输配 （第三版）段常贵（第三版）段常贵 主编主编 暖通空调暖通空调 （第一版）陆亚俊（第一版）陆亚俊 主编主编 简明供热设计手册简明供热设计手册 （第一版）李岱森（第一版）李岱森 主编主编 简明通风设计手册简明通风设计手册 （第一版）孙一坚（第一版）孙一坚 主编主编 简明空调设计手册简明空调设计手册 （第一版）赵荣义（第一版）赵荣义

5、主编主编 建筑燃气设计手册建筑燃气设计手册 （第一版）袁国汀（第一版）袁国汀 主编主编5教材与参考书（续）教材与参考书（续）采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003GB50019-2003 城市热力网设计规范城市热力网设计规范 CJJ34-2002CJJ34-2002 城市燃气设计规范城市燃气设计规范 GB50028-93GB50028-93（20022002年版）年版）建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计规范 GB50015-2003GB50015-2003 工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范 GB50316-2000GB50316-2000 暖通

6、空调暖通空调给水排水给水排水 煤气与热力煤气与热力6第第1章章 流体输配管网型式与装置流体输配管网型式与装置 自然界中的流体输配管网：自然界中的流体输配管网：人体呼吸系统人体呼吸系统血液循环系统血液循环系统植物水分输配系统植物水分输配系统江河水系江河水系 工程中的流体输配管网工程中的流体输配管网：西气东输西气东输南水北调南水北调 城市供热、给水排水、燃气城市供热、给水排水、燃气建筑物采暖、上下水、燃气、空调送排风、空调冷冻水建筑物采暖、上下水、燃气、空调送排风、空调冷冻水与冷却水与冷却水工厂通风工厂通风7管网的型式与装置管网的型式与装置气体管网气体管网多相流管网多相流管网液体管网液体管网81.

7、1 举例认识管网举例认识管网居民楼厨房排烟管网居民楼厨房排烟管网西气东输接续天然气管网西气东输接续天然气管网重力循环热水采暖管网重力循环热水采暖管网蒸汽采暖管网蒸汽采暖管网气力物料输送管网气力物料输送管网热水供热管网系统热水供热管网系统91.1.1 居民楼厨房排烟管网居民楼厨房排烟管网居民楼厨房示例：居民楼厨房示例：10居民楼厨房管网组成与功能分析居民楼厨房管网组成与功能分析 1 1 油烟机排烟罩油烟机排烟罩收集烟气收集烟气 2 2 风机风机抽烟和排烟抽烟和排烟 3 3 单向阀单向阀防止烟气倒流防止烟气倒流 4 4 管道管道引导烟气流动路径引导烟气流动路径 5 5 风帽风帽防止雨水防止雨水11

8、居民楼厨房管网的特点：居民楼厨房管网的特点：流体种类流体种类气体气体，极少量液体极少量液体管网型式：管网型式：管内流体与环境大气的关系管内流体与环境大气的关系 开式开式每个支路管道流向的确定性每个支路管道流向的确定性 枝状枝状管道中流体的分流与汇流管道中流体的分流与汇流 汇流汇流 12归纳流体输配管网的组成：归纳流体输配管网的组成：流体的源和汇流体的源和汇 管道管道 动力装置动力装置 调控装置调控装置 末端装置末端装置 其他附属设备其他附属设备131.1.2 西气东输接续天然气管网西气东输接续天然气管网管网示意图管网示意图 14该管网的特点：该管网的特点：（1 1）按照压力不同）按照压力不同分

9、级分级，不同的场合应用不同的压力级别，不同的场合应用不同的压力级别 （2 2）城区管网一些管线构成）城区管网一些管线构成环状环状 （3 3）是一个）是一个开式开式管网管网 （4 4）上、下级管网相互影响）上、下级管网相互影响151.1.3 重力循环热水采暖管网重力循环热水采暖管网管网示意图管网示意图 1 1热源热源 2 2膨胀水箱膨胀水箱 3 3散热器散热器 4 4管道管道16该管网的特点该管网的特点 重力作用形成管网中流体重力作用形成管网中流体 流动的动力；流动的动力；枝状管网枝状管网（注意：（注意：“闭合闭合”不一定是不一定是“环状环状”）；）；闭式闭式管网管网；垂直垂直同程同程系统。系统

10、。空调冷冻水系统能否依靠自然循环？空调冷冻水系统能否依靠自然循环？1热源 2膨胀水箱 3散热器 4管道171.1.4 蒸汽采暖管网蒸汽采暖管网管网示意图管网示意图 1 1热源热源(蒸汽锅炉蒸汽锅炉)2 2疏水器疏水器 3 3散热器散热器 4 4管道管道18该管网的特点该管网的特点1热源(蒸汽锅炉)2疏水器 3散热器 4管道 介质汽体、汽液混合、液体；介质汽体、汽液混合、液体；既有既有分流分流，又有，又有汇流汇流；枝状管网。枝状管网。在管网不同位置的流体种类及占主导地位的流体？在管网不同位置的流体种类及占主导地位的流体？191.1.5 气力物料输送管网气力物料输送管网管网示意图管网示意图 20

11、该管网的特点该管网的特点 气固两相流，固体颗粒是气固两相流，固体颗粒是 流动的阻碍流动的阻碍 输送距离有限输送距离有限风速要求高，流动阻力大，风机的压力要求大。风速要求高，流动阻力大，风机的压力要求大。211.1.6 热水供热管网系统热水供热管网系统管网管网 示例：示例：22该管网的特点：上下级管网的连接该管网的特点：上下级管网的连接一级管网集中供热管网（外网）一级管网集中供热管网（外网）二级管网用户采暖管网（内网）二级管网用户采暖管网（内网）两级管网之间的连接方式：两级管网之间的连接方式：(a)(a)直接连接直接连接 (b)(b)装喷射泵直接连接装喷射泵直接连接 (c)(c)装混合水泵直接连

12、接装混合水泵直接连接 (d)(d)装换热器间接连接装换热器间接连接 23不同级管网之间的不同级管网之间的水力相关性水力相关性水力相关性的概念水力相关性的概念 “水水”泛指流体泛指流体,“水力水力”指流体流动时的一些力学性质，主要指流体流动时的一些力学性质，主要是压是压 力、速度等力、速度等;“相关相关”指上下级管网之间的压力、速度相互影响；指上下级管网之间的压力、速度相互影响；“无关无关”指上下级管网之间的压力、速度不相互影响。指上下级管网之间的压力、速度不相互影响。直接连接的上下级管网是水力相关的，间接连接则水直接连接的上下级管网是水力相关的，间接连接则水力无关。力无关。注意：水力无关的管网

13、可以是注意：水力无关的管网可以是“热力相关热力相关”。241.1.7 其他几种常见管网其他几种常见管网排风系统排风系统 25空调送回风系统空调送回风系统 26空调水系统空调水系统 27建筑给水管网建筑给水管网 28高层建筑给水管网高层建筑给水管网 承压承压与与分区分区概念概念29建筑排水管网建筑排水管网 301.2 流体输配管网的基本组成与基本类型流体输配管网的基本组成与基本类型流体输配管网的两个基本任务：流体输配管网的两个基本任务：流体的输送与分配；流体的输送与分配；能量的输送与分配能量的输送与分配。在建筑环境与设备工程中，需要在建筑环境与设备工程中，需要用流体输配管网用流体输配管网输送输送

14、和和分配分配水、热水、水、热水、蒸汽、空气等蒸汽、空气等流体流体来完成对建筑的热来完成对建筑的热能供应、建筑给排水、空调制冷等工能供应、建筑给排水、空调制冷等工程系统的需要，以满足对建筑环境的程系统的需要，以满足对建筑环境的调节与控制。调节与控制。31为了完成上述两个任务，建立了各种各样的流体为了完成上述两个任务，建立了各种各样的流体 输配管网。本节归纳各类流体输配管网的共性。输配管网。本节归纳各类流体输配管网的共性。包括：包括：流体输配管网的流体输配管网的基本功能基本功能流体输配管网的流体输配管网的基本组成基本组成流体输配管网的流体输配管网的分类分类流体输配管网的流体输配管网的连接方式连接方

15、式321.2.1 流体输配管网的基本功能与基本组成流体输配管网的基本功能与基本组成基本功能：基本功能：从从“源源”取得流体，通过管道输送，按照要求将流量分取得流体，通过管道输送，按照要求将流量分配给用户的末端装置；配给用户的末端装置；从末端装置处按照要求收集流体，通过管道，将其输送从末端装置处按照要求收集流体，通过管道，将其输送到到“汇汇”。源源末端装置末端装置按流量要求按流量要求汇汇末端装置末端装置按流量要求按流量要求第第3种形式：从种形式：从源源末端装置末端装置汇（源）汇（源）形成循环。形成循环。33基本组成：基本组成：末端装置末端装置从管道中取得一定量的流体，或将一定量的流体送从管道中取

16、得一定量的流体，或将一定量的流体送入管道。如：排风罩、散热器、送风口、燃气罩；卫生器具、配水入管道。如：排风罩、散热器、送风口、燃气罩；卫生器具、配水龙头等。龙头等。管道系统管道系统在在“源源”或或“汇汇”与末端装置之间，给流体流动以与末端装置之间，给流体流动以路径，引导流体流动。路径，引导流体流动。动力动力流动存在阻力，必须要有动力：流动存在阻力，必须要有动力：来源于来源于“源源”，如锅炉；储气罐的压力；上级管网的压力；，如锅炉；储气罐的压力；上级管网的压力；来源于重力，如自然循环热水采暖；建筑排水；来源于重力，如自然循环热水采暖；建筑排水；来源于机械动力（水泵与风机），机械通风、城市供热、

17、城市给来源于机械动力（水泵与风机），机械通风、城市供热、城市给水等，应用广泛。水等，应用广泛。34调节装置调节装置调节阀、关断阀。调节阀、关断阀。安全、计量装置安全、计量装置安全阀、报警器、流量计、温度计、压力表等。安全阀、报警器、流量计、温度计、压力表等。其他装置与设备其他装置与设备膨胀水箱、排气装置、疏水器、过滤器等。膨胀水箱、排气装置、疏水器、过滤器等。351.2.2 流体输配管网的分类流体输配管网的分类单相流与多相流管网单相流与多相流管网按管内流体的相态按管内流体的相态重力驱动与压力驱动管网重力驱动与压力驱动管网按管网动力性质：按管网动力性质：重力驱动利用管网内、外或管网内不同流段的流

18、体间密度差重力驱动利用管网内、外或管网内不同流段的流体间密度差 重力差重力差 形成驱动力。形成驱动力。压力驱动来自压力驱动来自“源源”的压力、机械动力（泵、风机）。的压力、机械动力（泵、风机）。开式与闭式管网开式与闭式管网按管网内流体与外界环境空间的联按管网内流体与外界环境空间的联系：系：开式管网与外界空间相通，有进、出口，与环境空间水力相关。开式管网与外界空间相通，有进、出口，与环境空间水力相关。闭式管网与外界空间隔绝。与环境空间水力无关。闭式管网与外界空间隔绝。与环境空间水力无关。36枝状与环状管网枝状与环状管网根据流动路径的确定性：根据流动路径的确定性：枝状管网管网内任一管段的流向是确定

19、的、唯一的。因此，阻力枝状管网管网内任一管段的流向是确定的、唯一的。因此，阻力 变化只影响流量，不改变流向。变化只影响流量，不改变流向。环状管网管网中有的管段的流动方向是不确定的，有环状管网管网中有的管段的流动方向是不确定的，有2种可能性。种可能性。37异程式管网与同程式管网异程式管网与同程式管网根据并联管段所在的环根据并联管段所在的环路之间流程长度的差异情况：路之间流程长度的差异情况：同程式流程长度差异显著。并联环路的阻抗差异小，有利于各并同程式流程长度差异显著。并联环路的阻抗差异小，有利于各并 联环路均匀输配流体。联环路均匀输配流体。异程式流程长度差异不显著。异程式流程长度差异不显著。38

20、1.2.3 管网之间的连接方式管网之间的连接方式大型工程管网可能由多级管网共同承担流体输配任务，各大型工程管网可能由多级管网共同承担流体输配任务，各 级管网之间由于具体条件和要求不同，可以有不同的连接级管网之间由于具体条件和要求不同，可以有不同的连接 方式，分为方式，分为2大类：大类：直接连接流体要穿越各级管网之间的分界，从一级进入另一级管网，直接连接流体要穿越各级管网之间的分界，从一级进入另一级管网，管网之间的水力参数（压力、流速）要相互影响，同时管网之间的水力参数（压力、流速）要相互影响，同时 热力参数（温度）必然相互影响，热力参数（温度）必然相互影响，水力相关水力相关和和热力相关热力相关

21、。各级管网不能孤立调节。各级管网不能孤立调节。间接连接流体不能穿越各级管网的分界，各级管网水力参数不相互间接连接流体不能穿越各级管网的分界，各级管网水力参数不相互 影响，水力无关，可以分别独立调节。通过分界处的固体影响，水力无关，可以分别独立调节。通过分界处的固体 界面（如换热器）可以进行热量交换，可能界面（如换热器）可以进行热量交换，可能热力相关。热力相关。39第第1章课后要求章课后要求完成习题：完成习题：1-11-1、1-61-6仔细阅读并理解教材内容仔细阅读并理解教材内容阅读参考书阅读参考书40第第2章章 气体管流水力特征与水力计算气体管流水力特征与水力计算412.1 气体管流水力特征气

22、体管流水力特征 气体气体重力重力管流水力特征管流水力特征 气体气体压力压力管流水力特征管流水力特征 压力和重力压力和重力综合作用下气体管流水力特征综合作用下气体管流水力特征422.1.1 气体气体重力重力管流水力特征管流水力特征管流的能量方程管流的能量方程 1-2 1-2断面的能量方程：断面的能量方程：21222122112)(2PvPHHgvpjaj（2-1-1)2-1-1)静压静压动压动压位压位压阻力阻力1 jp2jP221v222v)(12HHga21P当密度差由温差引起时，工程上将此时的当密度差由温差引起时，工程上将此时的位压位压称为称为热压热压43讨论几种情况：讨论几种情况：（1 1

23、）竖向开口管道）竖向开口管道 若若1 1、2 2断面位于进口外和出口处，这时静压均为断面位于进口外和出口处，这时静压均为0 0，进口流速为，进口流速为0 0，则：则：也可以将出口的动压损失视为出口的一种流动局部阻力，则：也可以将出口的动压损失视为出口的一种流动局部阻力，则：)2(2)(212212pHHga则：(2-1-2)(2-1-2)上式表明：上式表明：流动阻力依靠位压（即重力的作用）克服，流动方向流动阻力依靠位压（即重力的作用）克服，流动方向取决于管内外的密度差。取决于管内外的密度差。以厨房排烟管网为例，当没有开启排风机、且未设防倒流阀，夏以厨房排烟管网为例，当没有开启排风机、且未设防倒

24、流阀，夏季竖井中密度低，室外空气经竖井进入室内；冬季竖井温度高，室内季竖井中密度低，室外空气经竖井进入室内；冬季竖井温度高，室内空气进入竖井。空气进入竖井。2112)(pHHga44（2 2）U U型管道内的重力流型管道内的重力流 通过列写断面通过列写断面1-D1-D、断面、断面D-2D-2的能量方程，综合后得到：的能量方程，综合后得到：上式表明：上式表明：进、出口位于相同标高时，流动动力是竖管内的密度进、出口位于相同标高时，流动动力是竖管内的密度差与高差的乘积，与管外大气密度无关。流动方向取决于竖管内密度差与高差的乘积，与管外大气密度无关。流动方向取决于竖管内密度的相对大小。的相对大小。请分

25、析请分析1 1、2 2断面高差不等的情况。断面高差不等的情况。21211222122122)(pHHg(2-1-2)(2-1-2)211221)(pHHg 若断面若断面1 1和和2 2分别在进口和出口外，将进口和出口的阻力损失放分别在进口和出口外，将进口和出口的阻力损失放在在pp1 12 2中，上式可以简写成：中，上式可以简写成：45（3 3）闭式管道内的重力流）闭式管道内的重力流 将将U U型管的型管的1 1、2 2断面合为一体，形成闭式循环管断面合为一体，形成闭式循环管道，则：道，则：上式表明上式表明闭式管道内的重力流闭式管道内的重力流与进出口断面与进出口断面等高的等高的U U型竖管重力流

26、型竖管重力流具有相同的水力特征。具有相同的水力特征。lpHHg)(1221式中式中ppl l表示环路阻力。表示环路阻力。462.1.2 气体气体压力压力管流水力特征管流水力特征压力管流的能量方程压力管流的能量方程当当位压为零位压为零而且没有机械动力装置时而且没有机械动力装置时:2122221122PPvPvjj（2-1-7)2-1-7)定义全压为定义全压为 ，则上式变成：，则上式变成：22vPPjq2121PPPqq（2-1-8)2-1-8)表明：表明：位压为位压为0 0的管流中，两断面之间的流动阻力是的管流中，两断面之间的流动阻力是靠全压差克服的。靠全压差克服的。管段没有外界动力输入时，下游

27、断面管段没有外界动力输入时，下游断面的全压低于上游断面。的全压低于上游断面。47断面间静压的关系：断面间静压的关系：可以通过改变流速在一定范围内调整静压可以通过改变流速在一定范围内调整静压482.1.3 压力和重力压力和重力综合作用下的气体管流水力特征综合作用下的气体管流水力特征（2-1-11)2-1-11)211221)()(pHHgppaqq式中：式中：断面之间的全压差断面之间的全压差 反映压力作用；反映压力作用；位压位压 反映重力作用；反映重力作用；二者综合作用克服流动阻力二者综合作用克服流动阻力 ，维持管内流动。，维持管内流动。211221)()(pHHgppaqq211221)()(

28、pHHgppaqq211221)()(pHHgppaqq4950512.2 流体输配管网水力计算的基本原理和方法流体输配管网水力计算的基本原理和方法两种水力计算两种水力计算设计计算、校核计算设计计算、校核计算目的目的设计计算：设计计算：根据要求的流量分配，确定管网的各段根据要求的流量分配，确定管网的各段管径管径（或断面尺寸）（或断面尺寸）和和阻力阻力。对枝状管外，求得。对枝状管外，求得管网特性曲线管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而为匹配管网动力设备准备好条件，进而确定动力设备（风确定动力设备（风机、水泵等）的型号机、水泵等）的型号。52校核计算：校核计算：根据已定的根据已定的动力

29、设备动力设备，确定保证流量输配的，确定保证流量输配的管道尺寸管道尺寸；或者根据已定的；或者根据已定的管道尺寸管道尺寸，确定保证流量输配，确定保证流量输配的的动力设备动力设备。水力计算是流体输配管网设计及其运行质量保证的基本水力计算是流体输配管网设计及其运行质量保证的基本手段。手段。53基本理论依据基本理论依据流体力学一元流动流体力学一元流动连续性方程连续性方程、能量方程能量方程串、并联管路串、并联管路流动规律流动规律：管网的流动动力管网的流动动力等于等于管网流动总阻力；管网流动总阻力；若干管段串联后的阻力，若干管段串联后的阻力，等于等于各管段阻力之和；各管段阻力之和；各并联管段的起点（终点）相

30、同，具有相同的压力。各并联管段的起点（终点）相同，具有相同的压力。不包不包含动力源的并联管段含动力源的并联管段，阻力应，阻力应相等相等；管段阻力是构成管网阻力的管段阻力是构成管网阻力的基本单元基本单元；管段总阻力等于管段总阻力等于摩擦阻力摩擦阻力（沿程阻力）和（沿程阻力）和局部阻力局部阻力之和。之和。542.2.1 摩擦阻力计算摩擦阻力计算摩擦阻力的普适计算公式摩擦阻力的普适计算公式lsmldlRP242当管道材料不变，断面尺寸不变，流体密度与流量不随当管道材料不变，断面尺寸不变，流体密度与流量不随沿程流量变化时：沿程流量变化时：lRlRPmsml242R Rs s=f/X=f/X分析：分析：

31、当要求的流量一定时，流速是影响阻力的关键参数。当要求的流量一定时，流速是影响阻力的关键参数。根据流速和流量根据流速和流量 管道断面管道断面R Rs s、R Rm m 555657工程上常根据自身的工程特点，编制相应的计算图表帮工程上常根据自身的工程特点，编制相应的计算图表帮助计算。助计算。任何计算公式或图表，都有其使用范围，使用时要特别任何计算公式或图表，都有其使用范围，使用时要特别注意。注意。当工程条件与得出公式或图表的条件有差异时，常采用当工程条件与得出公式或图表的条件有差异时，常采用修正的方法，如：密度和黏度修正、温度和热交换修正以修正的方法，如：密度和黏度修正、温度和热交换修正以及管壁

32、粗糙度修正等。及管壁粗糙度修正等。582.2.2 局部阻力计算局部阻力计算产生原因产生原因：流动边界几何形状改变，使流动产生涡流动边界几何形状改变，使流动产生涡旋、流动方向变化，引起能量损失。旋、流动方向变化，引起能量损失。局部阻力基本计算公式：局部阻力基本计算公式：局部阻力系数局部阻力系数局部阻力处流动处于阻力平方区，局部阻力系数只与几何局部阻力处流动处于阻力平方区，局部阻力系数只与几何形状有关；形状有关；局部阻力系数一般通过实验获得，可从各设计手册查出；局部阻力系数一般通过实验获得，可从各设计手册查出；局部阻力系数总是与所指的断面动压对应的，使用时必须局部阻力系数总是与所指的断面动压对应的

33、，使用时必须注意。注意。22vP（2-1-11)2-1-11)592.2.3 常用的水力计算方法常用的水力计算方法假定流速法假定流速法压损平均法压损平均法静压复得法静压复得法60假定流速法的特点：假定流速法的特点：先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力,得出需要的得出需要的作用压力。作用压力。假定流速法适用于作用压力未知的情况。假定流速法适用于作用压力未知的情况。61假定流速法的基本步骤：假定流速法的基本步骤：（1 1）绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度

34、和流量，确定最绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和流量，确定最不利环路。不利环路。（2 2）合理确定最不利环路各管段的管内流体流速。合理确定最不利环路各管段的管内流体流速。（3 3）根据各管段的流量和流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸。根据各管段的流量和流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸。（4 4）计算最不利环路各管段的阻力。计算最不利环路各管段的阻力。（5 5）平衡并联管路。确定并联管路的管径，使各并联管路的计算阻力平衡并联管路。确定并联管路的管径，使各并联管路的计算阻力与各自的资用压力相等，可用压损平均法计算。这是保证流量按要求分与各自的资用压力相等，可用压损平均法计算。这是保

35、证流量按要求分配的关键。若并联管路计算阻力与各自的资用压力不相等，在实际运行配的关键。若并联管路计算阻力与各自的资用压力不相等，在实际运行时，管网会自动调整各并联管路流量，使并联管路的实际流动阻力与各时，管网会自动调整各并联管路流量，使并联管路的实际流动阻力与各自的资用压力相等。这时各并联管路的流量不是要求的流量。自的资用压力相等。这时各并联管路的流量不是要求的流量。（6 6）计算管网的总阻力，求取管网特性曲线。计算管网的总阻力，求取管网特性曲线。（7 7）根据管网特性曲线、所要求输送的总流量以及所输送流体的种类、根据管网特性曲线、所要求输送的总流量以及所输送流体的种类、性质等诸因素，综合考虑

36、为管网匹配动力设备，确定动力设备所需的参性质等诸因素，综合考虑为管网匹配动力设备，确定动力设备所需的参数。数。62压损平均法的特点：压损平均法的特点：将已定的总作用压力，按干管长度平均分配给每一管段，将已定的总作用压力，按干管长度平均分配给每一管段，以此确定管段阻力，再根据每一管段的流量确定管道断面以此确定管段阻力，再根据每一管段的流量确定管道断面尺寸。尺寸。当管道系统的动力已定时进行水力计算，此法较为方便。当管道系统的动力已定时进行水力计算，此法较为方便。当然，也可按其他技术经济性更好的方法将已定作用压力当然，也可按其他技术经济性更好的方法将已定作用压力分配给各管段。分配给各管段。63压损平

37、均法的基本步骤：压损平均法的基本步骤：（1 1）绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和流绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和流量，确定最不利环路。量，确定最不利环路。（2 2）根据确定的最不利环路的资用动力，计算最不利环路根据确定的最不利环路的资用动力，计算最不利环路单位管长的压力损失。单位管长的压力损失。（3 3）根据最不利环路单位管长压力损失和各管段流量，确根据最不利环路单位管长压力损失和各管段流量，确定其各管段管径。定其各管段管径。（4 4）确定其他支路的资用动力，计算单位管长的压力损失。确定其他支路的资用动力，计算单位管长的压力损失。（5 5）根据各支路单位管长压力损失和

38、各管段流量，确定其根据各支路单位管长压力损失和各管段流量，确定其各管段管径。各管段管径。64静压复得法的特点：静压复得法的特点：通过调整管道断面尺寸，改变流速，维持管道在不同断通过调整管道断面尺寸，改变流速，维持管道在不同断面处的管内静压。面处的管内静压。送风管道若要求各个风口风量均匀，常用此方法保证要送风管道若要求各个风口风量均匀，常用此方法保证要求的风口风速。求的风口风速。65静压复得法的基本步骤：静压复得法的基本步骤：66说明：说明：不论采用何种方法，水力计算前必须完成管网系统和设备不论采用何种方法，水力计算前必须完成管网系统和设备的布置，确定管道材料及每个管段的流量，然后循着各种方的布

39、置，确定管道材料及每个管段的流量，然后循着各种方法所要求的步骤进行计算。法所要求的步骤进行计算。水力计算中，各种计算公式和基础数据的选取，应遵循相水力计算中，各种计算公式和基础数据的选取，应遵循相关规范、标准的规定。关规范、标准的规定。问题：为什么有多种水力计算方法？问题：为什么有多种水力计算方法？672.3 气体输配管网水力计算气体输配管网水力计算 大多数的气体输配管网是开式枝状管网，本节学习大多数的气体输配管网是开式枝状管网，本节学习开开式枝状气体输配管网水力计算式枝状气体输配管网水力计算的具体方法。的具体方法。682.3.1 开式枝状气体输配管网水力计算开式枝状气体输配管网水力计算69管

40、内流速和管段断面尺寸管内流速和管段断面尺寸绘制风管系统轴测图绘制风管系统轴测图 划分管段、管段编号、标注长度、标注流量划分管段、管段编号、标注长度、标注流量确定管内流速确定管内流速 速度与经济性的关系速度与经济性的关系 速度与技术性的关系速度与技术性的关系 确定各管段的断面尺寸确定各管段的断面尺寸 管道尺寸有统一的规格管道尺寸有统一的规格 调整为标准规格后，再计算实际流速调整为标准规格后，再计算实际流速 707172摩擦阻力计算摩擦阻力计算阻力计算应从最不利环路开始阻力计算应从最不利环路开始通风空调管段：通风空调管段：先求阻力系数：先求阻力系数：再求比摩阻再求比摩阻：根据上两式绘制出的的根据上

41、两式绘制出的的线算图线算图进行计算进行计算（图（图2-3-12-3-1）对于参数对于参数L L、d d、R Rm，只要知道其中任意两个，即可利用线算，只要知道其中任意两个，即可利用线算图求出其它参数。图求出其它参数。注意注意：实际条件与线算图计算条件不符时应进行修正实际条件与线算图计算条件不符时应进行修正 密度和粘度的修正；空气温度、大气压力和热交换的修正；管壁密度和粘度的修正；空气温度、大气压力和热交换的修正；管壁粗糙度的修正。粗糙度的修正。Re51.271.3lg21dK22 dRm 737475baabDv2（2-3-10)2-3-10)76（2-3-11)2-3-11)25.0625.

42、0)()(3.1baabDL7722 p 确定局部阻力系数及其对应的特征速度确定局部阻力系数及其对应的特征速度 代入上式计算局部阻力代入上式计算局部阻力 各管件的局部阻力系数查设计手册各管件的局部阻力系数查设计手册78并联管路的阻力平衡并联管路的阻力平衡阻力平衡阻力平衡的含义的含义 为了保证各管路达到预期的风量，在水力计算中应使并为了保证各管路达到预期的风量，在水力计算中应使并联支管的计算阻力相等，工程上称为并联管路阻力平衡。联支管的计算阻力相等，工程上称为并联管路阻力平衡。要求：要求：一般通风系统一般通风系统两支管的计算阻力差应两支管的计算阻力差应 15；含尘风管含尘风管两支管的计算阻力差应

43、两支管的计算阻力差应 10。超过上述规定应进行超过上述规定应进行阻力平衡阻力平衡，方法如下：，方法如下：调整支管管径调整支管管径 阀门调节通过改变阀门的开度调节管道阻力阀门调节通过改变阀门的开度调节管道阻力225.0/iiPPDD79计算系统总阻力及获得管网特性曲线计算系统总阻力及获得管网特性曲线 管网特性曲线方程：管网特性曲线方程：2LSp pp最不利环路所有串联管段阻力之和最不利环路所有串联管段阻力之和根据计算的管网总阻力根据计算的管网总阻力pp和要求的总风量和要求的总风量L L，计算管网，计算管网阻抗阻抗S S，获得管网特征曲线。，获得管网特征曲线。管网阻抗：管网阻抗：串联管路阻抗：串联

44、管路阻抗：并联管路阻抗并联管路阻抗：2LpSiSS 2121 iSS80解解详见详见P5862812.3.2 均匀送风管道设计均匀送风管道设计82均匀送风管道设计原理均匀送风管道设计原理 静压静压Pj垂直作用于管壁，如在侧壁开垂直作用于管壁，如在侧壁开孔面积孔面积f0，Pj将产生静压流速将产生静压流速vj，出流角，出流角为为。管内流速为。管内流速为vd。有关计算式如下：。有关计算式如下：）（；21-3-2 2sinsin ;2;20000jjjdjddjjPfvfvafLavvPPtgaP vPv83保持各个侧孔流速相等的方法：保持各个侧孔流速相等的方法：84实现均匀送风的基本条件实现均匀送风

45、的基本条件保持各个侧孔静压相等：保持各个侧孔静压相等：constLLa6.0,5.01.0,600。设垂直挡板或短管出流,0.3djPP保持各个侧孔流量系数相等：保持各个侧孔流量系数相等：增大出流角：增大出流角：j2j1212221PP ,022有有vvP注意：注意：增大出流角度除了保证出流量均匀之外，增大出流角度除了保证出流量均匀之外，对于送风的作用地点还有重要影响。对于送风的作用地点还有重要影响。85均匀送风管道的计算方法均匀送风管道的计算方法采用静压复得法采用静压复得法详见详见P6466通过调整管道断面尺寸，通过调整管道断面尺寸，改变流速，维持管道在不改变流速，维持管道在不同断面处的管内

46、静压。同断面处的管内静压。862.3.3 中、低压燃气管网水力计算中、低压燃气管网水力计算室内或庭院的燃气管网是中、低压。室内或庭院的燃气管网是中、低压。管段的计算流量根据负责的燃具数目、考虑同时工作系管段的计算流量根据负责的燃具数目、考虑同时工作系 数进行计算。数进行计算。属于可压缩气体，摩阻计算公式有所不同。属于可压缩气体，摩阻计算公式有所不同。并联管路无需进行平衡。并联管路无需进行平衡。？局部阻力采用当量长度法计算。局部阻力采用当量长度法计算。位压作用不容忽略。位压作用不容忽略。详细的计算过程和例题请参见教材详细的计算过程和例题请参见教材87第第2章重点章重点 重力、压力及重力和压力综合

47、作用的重力、压力及重力和压力综合作用的种气体种气体 管流的水力特征；管流的水力特征；流体输配管网水力计算的基本原理、方法及相流体输配管网水力计算的基本原理、方法及相 关概念；关概念；位压，阻力平衡，动静压的相互转换。位压，阻力平衡，动静压的相互转换。88第第2章课后要求章课后要求仔细阅读并理解教材内容仔细阅读并理解教材内容自学教材自学教材例例2-32-3、例例2-42-4、例例2-52-5完成习题完成习题2-22-2、4 4、1111、1414阅读参考书阅读参考书89第第3章章 液体输配管网水力特征与水力计算液体输配管网水力特征与水力计算)(12HHga)(21HHg21222122112)(

48、2PvPHHgvpjaj903.1 闭式液体管网水力特征与水力计算闭式液体管网水力特征与水力计算闭式液体管网水力特征闭式液体管网水力特征闭式液体管网水力计算与压损平衡闭式液体管网水力计算与压损平衡913.1.1 闭式液体管网水力特征闭式液体管网水力特征重力循环液体管网的工作原理及其作用压力重力循环液体管网的工作原理及其作用压力水的循环流动过程：水的循环流动过程：在锅炉在锅炉2 2中水温升高，密度减小，中水温升高，密度减小，热水沿干管上升热水沿干管上升散热器散热器1 1回水密度较大，促使回水回水密度较大，促使回水流回锅炉流回锅炉92重力循环流动的环路重力循环流动的环路能量方程能量方程lPldg（

49、3-1-13-1-1）忽略管道忽略管道散热散热的影响，得到：的影响，得到：lhghhhhggPPghhghghghghhg)()(0011环路作用动力环路作用动力93环路作用动力：环路作用动力：)(ghhghP起循环作用的是散热器（冷却中心）和锅炉（加热中心）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。之间的水柱密度差与高差的乘积。如：供水温度为如：供水温度为9595，回水，回水7070，则每米高差可产生的，则每米高差可产生的作用压力为作用压力为156 Pa156 Pa。重力循环的作用压力不大，环路中若积。重力循环的作用压力不大，环路中若积有空气，会形成气塞

50、，阻碍循环。例如在下降的回水管中，有空气，会形成气塞，阻碍循环。例如在下降的回水管中，有一个充满回水管断面、高仅有一个充满回水管断面、高仅2cm2cm的气泡，就可产生约的气泡，就可产生约192Pa192Pa的反循环力。因此要特别重视排气。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为了排气，系统的供水干管必须有0.50.594重力循环液体管网的水力特征重力循环液体管网的水力特征并联管路的水力特征并联管路的水力特征 环路环路a-Sa-S1 1-b-b-热源热源-a-a：)(ghPgh11)()(21212ghghghPhhgP 环路环路a-S2-b-a-S2-b-热源热源-a-