供热热网的水力计算概要课件.ppt

1、LOGOGONG RE GONG CHENG武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社u【知识目标知识目标】u1.1.理解集中供热系统中各热用户热负荷的概算方法；理解集中供热系统中各热用户热负荷的概算方法；u2.2.了解集中供热系统的年耗热量计算方法；了解集中供热系统的年耗热量计算方法；u3.3.掌握热水管网水力计算的基本原理、方法与步骤。掌握热水管网水力计算的基本原理、方法与步骤。u【能力目标能力目标】u1.1.能进行集中供热系统各热用户热负荷的确定；能进行集中供热系统各热用户热负荷的确定；u2.2.会进行热水管网的水力计算，确定供热管道的管径。会进行热水管网的水力计算，确定供热管道的管径。123

2、45u集中供热系统的热用户有采暖、通风、热水供应、空气调集中供热系统的热用户有采暖、通风、热水供应、空气调节、生产工艺等各种用热系统。用热系统的热负荷，按其节、生产工艺等各种用热系统。用热系统的热负荷，按其性质可分为性质可分为季节性热负荷季节性热负荷和和常年性热负荷常年性热负荷两大类。两大类。u季节性热负荷包括采暖、通风、空气调节等系统的热负荷。季节性热负荷包括采暖、通风、空气调节等系统的热负荷。这类热负荷的特点是与室外温度、湿度、风向、风速和太这类热负荷的特点是与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射强度等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定阳辐射强度等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定

3、性作用的是室外温度。性作用的是室外温度。u常年性热负荷包括生活用热（主要指热水供应）和生产工常年性热负荷包括生活用热（主要指热水供应）和生产工艺系统的热负荷。这类热负荷的特点是与气候条件关系不艺系统的热负荷。这类热负荷的特点是与气候条件关系不大，因而在全年中变化幅度较小，用热比较稳定。大，因而在全年中变化幅度较小，用热比较稳定。u9.1.1.19.1.1.1采暖热负荷采暖热负荷u采暖热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法采暖热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法进行计算。进行计算。u（1 1）体积热指标法体积热指标法u建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算。建筑物的采暖热负荷可按下

4、式进行概算。u式中式中 建筑物的采暖热负荷，建筑物的采暖热负荷，kWkW；u 建筑物的外围体积，建筑物的外围体积，m3m3；u 采暖室内计算温度，采暖室内计算温度，；u 采暖室外计算温度，采暖室外计算温度，；u 建筑物的采暖体积热指标，建筑物的采暖体积热指标，W/(m3)W/(m3)，它，它表示各类建筑物，在室内外温差表示各类建筑物，在室内外温差11时，每时，每1m31m3建筑物外围建筑物外围体积的采暖热负荷。体积的采暖热负荷。3()10nvwnwnQq VttnQwVntwntvqu（2 2）面积热指标法）面积热指标法u建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算:u

5、式中式中 建筑物的采暖热负荷，建筑物的采暖热负荷，kWkW；u 建筑物的建筑面积，建筑物的建筑面积，m2m2；u 建筑物采暖面积热指标，表示每平方米建筑建筑物采暖面积热指标，表示每平方米建筑面积的采暖热负荷，面积的采暖热负荷，W/m2 W/m2。u我国我国城市热力网设计规范城市热力网设计规范给出了采暖面积热指标的推给出了采暖面积热指标的推荐值，见荐值，见表表9-19-1。310nfQq FnQFfq表表9-1 采暖面积热指标采暖面积热指标 注：热指标中已包括约5%的管网热损失在内。u9.1.1.29.1.1.2通风热负荷通风热负荷u为了保证室内空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就为了保证室内

6、空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调节。在采暖季节里，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热节。在采暖季节里，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量称为通风热负荷。量称为通风热负荷。u建筑物的通风热负荷，可采用建筑物的通风热负荷，可采用通风体积热指标法通风体积热指标法或或百分数百分数法法进行概算。进行概算。u（1 1）通风体积热指标法）通风体积热指标法u建筑物的通风热负荷可按下式进行概算建筑物的通风热负荷可按下式进行概算 ：u式中式中 建筑物的通风热负荷，建筑物的通风热负荷，kWkW；u 建筑物的外围体

7、积，建筑物的外围体积，m3m3；u 采暖室内计算温度，采暖室内计算温度，；u 通风室外计算温度，通风室外计算温度，；u 通风的体积热指标，它表示建筑物在室内外通风的体积热指标，它表示建筑物在室内外温差温差11时，每立方米建筑物外围体积的通风热负时，每立方米建筑物外围体积的通风热负荷荷,W/(m3),W/(m3)。u通风体积热指标通风体积热指标 的值取决于建筑物的性质和外围体积。的值取决于建筑物的性质和外围体积。3()10ttwnwtQqVtttQwVntwtttqtqu（2 2）百分数法）百分数法 民用建筑（如旅馆、体育馆等）有通风空调热负荷时，民用建筑（如旅馆、体育馆等）有通风空调热负荷时，

8、可按该建筑物的采暖设计热负荷的百分数进行概算。计算可按该建筑物的采暖设计热负荷的百分数进行概算。计算公式为：公式为：u式中式中 建筑物的通风热负荷，建筑物的通风热负荷，kWkW；u 计算建筑物通风、空调热负荷的系数，一般计算建筑物通风、空调热负荷的系数，一般取取0.30.50.30.5；u 建筑物的采暖热负荷，建筑物的采暖热负荷，kWkW。ttnQK QtQtKnQu9.1.1.39.1.1.3生活热负荷生活热负荷u生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负荷两类。荷两类。u(1)(1)热水供应热负荷热水供应热负荷u热水供应热负荷是日常

9、生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以热水供应热负荷是日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水用量。用量。u热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。u对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算：对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算：u1 1）居住区采暖期生活热水平均热负荷居住区采暖期生活热水平均热负荷u式中式中 居住区采暖期生活热水平均热负荷，居住区

10、采暖期生活热水平均热负荷，kWkW；u 居住区的总建筑面积，居住区的总建筑面积，m2m2；u 居住区生活热水指标，居住区生活热水指标，W/m2W/m2，当无实际统，当无实际统计资料时，可按计资料时，可按表表9-29-2取用。取用。310rpsQq F rpQFsq用水设备情况热指标/W/m2住宅无生活用水设备，只对公共建筑供热水时2.53.0全部住宅有浴盆并供给生活热水时1520 表表9-2 居住区居住区采暖期生活热水指标暖期生活热水指标 注：注：1.冷水温度较高时用较小值，冷水温度较低时用较大值。2.热指标中已包括了约10%的管网热损失。u2 2）生活热水最大热负荷生活热水最大热负荷u式中式

11、中 生活热水最大热负荷，生活热水最大热负荷，kWkW；u 小时变化系数，一般可取小时变化系数，一般可取2323。u在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下列规定取在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下列规定取用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最大热负荷。大热负荷。maxrrpQKQmaxrQKu(2)(2)其他生活用热热负荷其他

12、生活用热热负荷u其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如：开水加热温用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如：开水加热温度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。例如计算开水供应用热量，加热温度可取例如计算开水供应用热量，加热温度可取105105，饮水标，饮水标准可取准可取23L/23L/天天人；蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为人；蒸饭锅的蒸

13、汽消耗量，当蒸煮量为100kg100kg时，约需耗蒸汽时，约需耗蒸汽100250kg100250kg（蒸煮量越大，单位耗汽（蒸煮量越大，单位耗汽量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为0.150.25MPa0.150.25MPa。u9.1.1.49.1.1.4生产工艺热负荷生产工艺热负荷u生产工艺热负荷是指为了满足生产过程中用于加热、烘干、生产工艺热负荷是指为了满足生产过程中用于加热、烘干、蒸煮、清洗、熔化等过程的用热，或作为动力用于驱动机蒸煮、清洗、熔化等过程的用热，或作为动力用于驱动机械设备（蒸汽锤、蒸汽泵等）工作的耗汽。械设备（蒸汽锤、

14、蒸汽泵等）工作的耗汽。u集中供热系统中，生产工艺热负荷的用热参数，按照工艺集中供热系统中，生产工艺热负荷的用热参数，按照工艺要求热媒温度的不同，大致可分为三种：要求热媒温度的不同，大致可分为三种：u供热温度在供热温度在130150130150以下称为以下称为低温供热低温供热，一般靠，一般靠0.40.6MPa0.40.6MPa蒸汽供热；蒸汽供热；u供热温度在供热温度在130150130150以上到以上到250250以下时，称为以下时，称为中温供热中温供热。u供热温度高于供热温度高于250300250300时，称为时，称为高温供热高温供热。u 集中供热系统的年耗热量是各类热用户年耗热量的总和，可按

15、下述方法计算。集中供热系统的年耗热量是各类热用户年耗热量的总和，可按下述方法计算。u（1 1）采暖年耗热量）采暖年耗热量u 采暖年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为采暖年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为kWh/akWh/a或或GJ/aGJ/a；u 采暖设计热负荷，采暖设计热负荷，kWkW；u 采暖期天数，采暖期天数，d d；u 采暖室内计算温度，采暖室内计算温度，；u 供暖期室外平均温度，供暖期室外平均温度，；u 采暖室外计算温度，采暖室外计算温度，；u 0.08640.0864公式化简和单位换算后的数值（公式化简和单位换算后的数值（0.0864=240.0864=24360036001

16、0-610-6）。）。,24npjn annwnttQQNtt0.0864npjnnwnttQNtt,n aQnQNntpjtwntu（2 2）通风年耗热量）通风年耗热量u式中式中 u 通风年耗热量，按不同式子计算时，单位分别通风年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为为kWh/akWh/a或或GJ/aGJ/a；u 采暖期内通风装置每日平均运行小时数，采暖期内通风装置每日平均运行小时数，h/dh/d；u 通风设计热负荷，通风设计热负荷，kWkW；u 冬季通风室外计算温度，冬季通风室外计算温度，；u0.00360.0036单位换算系数（单位换算系数（1kWh=36001kWh=360010-6 G

17、J10-6 GJ）。）。,npjt atnwtttQZQNtt0.0036npjtnwtttZQNtt,t aQZtQwttu（3 3）热水供应年耗热量）热水供应年耗热量u热水供应年耗热量可按下式计算：热水供应年耗热量可按下式计算：u 热水供应年耗热量，按不同式子计算时，单位分热水供应年耗热量，按不同式子计算时，单位分别别为为kWh/akWh/a或或GJ/aGJ/a；u 采暖期热水供应的平均热负荷，采暖期热水供应的平均热负荷，kWkW；u 热水供应设计温度，热水供应设计温度，；u 夏季冷水温度（非采暖期平均水温），夏季冷水温度（非采暖期平均水温），；u 冬季冷水温度（采暖期平均水温），冬季冷水

18、温度（采暖期平均水温），；u 全年非采暖期的工作天数全年非采暖期的工作天数(扣去扣去1515天检修期天检修期),d),d。,r aQrpQrtlxtlt350N,24350rlxr arprprlttQQ NQNtt0.0864350rlxrprlttQNNttu（4 4）生产工艺年耗热量）生产工艺年耗热量u生产工艺年耗热量可按下式计算：生产工艺年耗热量可按下式计算：u式中式中 :u 生产工艺年耗热量，生产工艺年耗热量，GJ/aGJ/a；u 11年年1212个月中第个月的日平均耗热量，个月中第个月的日平均耗热量，GJ/dGJ/d；u 11年年1212个月中第个月的天数，个月中第个月的天数，d

19、d。,s aiiQQT,s aQiQiTu热水管网水力计算的主要任务有：热水管网水力计算的主要任务有：（1 1）按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径；按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径；（2 2）按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失；失；（3 3）按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的热媒流量。道中的热媒流量。热水管网水力计算的基本原理与室内热水采暖系统管热水管网水力计算的基本原理与室内热水采暖系统管路水力计算的基本原理相同，即使用的基本公式相同。路水力计算的基本原理相同，即使用

20、的基本公式相同。u因热水管网的水流量较大，所以通常以因热水管网的水流量较大，所以通常以t/ht/h为单位。表达为单位。表达每米管长的沿程损失（比摩阻）每米管长的沿程损失（比摩阻）R R、管径、管径d d和水流量和水流量G G的关的关系式，可改写为：系式，可改写为：u 每米管长的沿程压力损失（比摩阻），每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/mPa/m；u 管段的热媒流量，管段的热媒流量，t/ht/h；u 沿程阻力系数；沿程阻力系数；u 管道的内径，管道的内径，m m；u 热媒的密度，热媒的密度，kg/m3kg/m3。RGd2256.25 10GRd(式式9-11)u热水管网的水流速度通常大于热

21、水管网的水流速度通常大于0.5m/s0.5m/s，其流动状况大多处，其流动状况大多处于阻力平方区。阻力平方区的沿程阻力系数值，可用下式于阻力平方区。阻力平方区的沿程阻力系数值，可用下式确定：确定：u对于管径等于或大于对于管径等于或大于40mm40mm的管道，也可用下式计算：的管道，也可用下式计算：u式中式中 管壁的当量绝对粗糙度，管壁的当量绝对粗糙度，m m；热水管网中取；热水管网中取 (式式9-13)211.142lgdK(式式9-12)0.250.11dKK30.5 10Km u将将(式式9-139-13)的沿程阻力系数值代入的沿程阻力系数值代入(式式9-119-11)中，可得出表中，可得

22、出表达、和三者相互关系的公式。达、和三者相互关系的公式。230.255.256.88 10GRKd0.04760.3810.190.387KGdR0.52.6250.12512.06RdGK(式式9-14)(式式9-15)(式式9-16)u在设计工作中，为了简化繁琐的计算，将式在设计工作中，为了简化繁琐的计算，将式(9-14)(9-(9-14)(9-16)16)中各变量之间的关系制成水力计算图表供设计计算使中各变量之间的关系制成水力计算图表供设计计算使用（见附录用（见附录9-19-1）。水力计算图表是在一定的管壁粗糙度）。水力计算图表是在一定的管壁粗糙度和一定的热媒密度下编制而成的，如果使用条

23、件与制表条和一定的热媒密度下编制而成的，如果使用条件与制表条件不符时，应对流速、管径、比摩阻进行相应的修正。件不符时，应对流速、管径、比摩阻进行相应的修正。u（1 1）管道的实际当量绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不管道的实际当量绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符，应对比摩阻进行修正。符，应对比摩阻进行修正。u式中式中 、按附录按附录9-19-1查出的比摩阻和规定的查出的比摩阻和规定的 值值（表中（表中 =0.5mm=0.5mm），），mmmm；0.25shshbbbKRRmRKbRbKbKbK(式式9-17)u 水力计算时采用的实际当量绝对粗糙度，水力计算时采用的实际当量绝对粗糙度，mmmm；u

24、相应情况下的实际比摩阻，相应情况下的实际比摩阻，Pa/mPa/m；u 值修正系数，其值见值修正系数，其值见表表9-39-3。表表9-3 9-3 值修正系数值修正系数 和和 值值 shKshRmKmu（2 2）如果热媒的实际密度与制表的密度不同，但质量流如果热媒的实际密度与制表的密度不同，但质量流量相同，则应对表中查出的速度和比摩阻进行修正。量相同，则应对表中查出的速度和比摩阻进行修正。u 、附录附录9-19-1中采用的热媒密度中采用的热媒密度(kg/m(kg/m3 3)和在和在表中查出的比摩阻表中查出的比摩阻(Pa/m)(Pa/m)和流速和流速(m/sm/s)值；值；u 水力计算中热媒的实际密

25、度，水力计算中热媒的实际密度，kg/m3kg/m3；u 、相应于实际相应于实际 条件下的实际比摩阻条件下的实际比摩阻(Pa/m)(Pa/m)和和流速流速(m/sm/s)值。值。bshbshbshbshRRbbRbshshRshsh(式式9-19)(式式9-18)u（3 3）如欲保持表中的质量流量和比摩阻不变，而热媒密如欲保持表中的质量流量和比摩阻不变，而热媒密度不是而是时，则应对管径进行修正。度不是而是时，则应对管径进行修正。u 根据水力计算表的根据水力计算表的 条件下查出的管径值，条件下查出的管径值，m m；u 实际密度实际密度 条件下的管径值，条件下的管径值，m m。u在热水管网的水力计算

26、中，由于水的密度随温度变化很小，在热水管网的水力计算中，由于水的密度随温度变化很小，实际温度与编制图表时的温度值偏差不大时，可以不必考实际温度与编制图表时的温度值偏差不大时，可以不必考虑密度不同时的修正。但在蒸汽管网和余压凝结水管网中，虑密度不同时的修正。但在蒸汽管网和余压凝结水管网中，流体在管中流动，沿程密度变化很大，需按上述公式进行流体在管中流动，沿程密度变化很大，需按上述公式进行不同密度的修正计算。不同密度的修正计算。0.19bshbshdd(式式9-20)bdbshdshu热水管网的局部损失可按下式计算：热水管网的局部损失可按下式计算：u式中式中 热水管网的局部压力损失，热水管网的局部

27、压力损失，PaPa；u 管段中总的局部阻力系数。管段中总的局部阻力系数。22jp(式式9-21)Pj u在热水管网水力计算中，对于管网的局部阻力，经常采用在热水管网水力计算中，对于管网的局部阻力，经常采用当量长度法进行计算，即将管段的局部损失折合成相当的当量长度法进行计算，即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失。当量长度可用下式计算：沿程损失。当量长度可用下式计算：u式中式中 管道的内径，管道的内径，m m；u 管道的当量绝对粗糙度，管道的当量绝对粗糙度，mmmm。1.259.1dddLK(式式9-22)dKu附录附录9-29-2给出了热水管网一些管件和附件的局部阻力系数给出了热水管网一些管件

28、和附件的局部阻力系数和和 =0.5mm=0.5mm时的局部阻力当量长度值。如果水力计算采时的局部阻力当量长度值。如果水力计算采用与附录用与附录9-29-2不同的当量绝对粗糙度不同的当量绝对粗糙度 值时，应用下式值时，应用下式对对 进行修正。进行修正。u 、附录附录9.29.2中采用的值及查出的局部阻力当量中采用的值及查出的局部阻力当量长度，长度，m m；u 计算管网实际的当量绝对粗糙度，计算管网实际的当量绝对粗糙度，mmmm；u 相应下的局部阻力当量长度，相应下的局部阻力当量长度，m m；u 值修正系数，其值可见值修正系数，其值可见表表9-39-3。0.25,bsh db db dshKLLL

29、K(式式9-23)bK,b dLshK,sh dLKshKdLu管线平均比摩阻（或比压降）可按下式计算管线平均比摩阻（或比压降）可按下式计算:u 管线平均比摩阻，管线平均比摩阻，Pa/m;Pa/m;u 管线的总资用压降，管线的总资用压降，PaPa；u 管线的总长度，管线的总长度，m m；u 局部阻力与沿程阻力的比值，按局部阻力与沿程阻力的比值，按附录附录9-39-3查查取。取。(1)zpjpRL(式式9-24)zpLpjRu计算管道的总压降为：计算管道的总压降为：u式中式中 计算管段的总压降，计算管段的总压降，PaPa；u 计算管段的比摩阻，计算管段的比摩阻，Pa/mPa/m；u 计算管段的折

30、算长度，计算管段的折算长度，m m。u在进行估算时，局部阻力的当量长度在进行估算时，局部阻力的当量长度 可按管道实际长度可按管道实际长度L的百分数来计算，公式如下的百分数来计算，公式如下 u式中式中 局部阻力的当量长度百分数局部阻力的当量长度百分数,%(,%(见附录见附录9-3)9-3)；u 管道的实际长度，管道的实际长度，m m。()dzhpR LLRL(式式9-25)pRzhLdLdjLL(式式9-26)jLu在进行热水管网水力计算之前，需要完成的前期工作包括在进行热水管网水力计算之前，需要完成的前期工作包括确定各用户的热负荷、热源位置及热媒参数、绘制管网平确定各用户的热负荷、热源位置及热

31、媒参数、绘制管网平面布置计算图、在管网平面布置图上标注热源与各热用户面布置计算图、在管网平面布置图上标注热源与各热用户的流量等参数、标注管段长度及节点编号、标注管道附件、的流量等参数、标注管段长度及节点编号、标注管道附件、伸缩器及有关设备位置等。伸缩器及有关设备位置等。u热水供热管网水力计算的方法步骤如下：热水供热管网水力计算的方法步骤如下：u（1 1）确定热水管网中各个管段的计算流量）确定热水管网中各个管段的计算流量u管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，根据这个计算流量来确定该管段的管径和压力损失。之和，根据这个计算流量来

32、确定该管段的管径和压力损失。各管段的计算流量可根据管段热负荷和管网供回水温差通各管段的计算流量可根据管段热负荷和管网供回水温差通过下式来确定：过下式来确定：u式中式中 管段计算流量，管段计算流量，t/ht/h；u 计算管段的热负荷，计算管段的热负荷，kWkW；u 、热水管网的设计供回、水温度，热水管网的设计供回、水温度，；u 水的比热容，取水的比热容，取 =4.187kJ/kg=4.187kJ/kg。3.6()ghQGc tt(式式9-27)GQgthtccu（2 2）确定热水管网的主干线及其沿程比摩阻）确定热水管网的主干线及其沿程比摩阻 热水管网水力计算是从主干线开始计算的，主干线是热水管网

33、水力计算是从主干线开始计算的，主干线是管网中平均比摩阻最小的一条管线。管网中平均比摩阻最小的一条管线。（3 3）根据热水管网主干线各管段的计算流量和初步选用的根据热水管网主干线各管段的计算流量和初步选用的平均比摩阻数值，利用附录平均比摩阻数值，利用附录9-19-1的水力计算表，确定主干的水力计算表，确定主干线各管段的管径和相应的实际比摩阻。线各管段的管径和相应的实际比摩阻。（4 4）根据选用的管径和管段中局部阻力的形式，查附录根据选用的管径和管段中局部阻力的形式，查附录9-9-2 2，确定各管段局部阻力的当量长度的总和以及管段的折，确定各管段局部阻力的当量长度的总和以及管段的折算长度。算长度。

34、（5 5）根据管段的折算长度以及由附录根据管段的折算长度以及由附录9-19-1查到的比摩阻，查到的比摩阻，利用式利用式(9-25)(9-25)计算主干线各管段的总压降。计算主干线各管段的总压降。（6 6）计算各分支干线或支线。计算各分支干线或支线。u 例例9-19-1 某工厂热水供热管网平面布置如图9-1所示。管网中各管段长度、阀门的位置、方形补偿器的个数均已标注在图中。已知管网设计供、回水温度 =130，=70。用户E、F、D的设计热负荷 分别为1200kW、1000kW、1300kW。各热用户内部的阻力损失为 =50kPa。试进行该热水管网的水力计算。gthtQp图图9-1 某工厂热水供热

35、管网平面布置图某工厂热水供热管网平面布置图u 解解 ：(1)(1)确定各用户和管网各管段的计算流量确定各用户和管网各管段的计算流量 热用户热用户E E，由式，由式(9-27)(9-27)得得 用同样的方法确定热用户用同样的方法确定热用户F F、D D的计算流量分别为：的计算流量分别为：=14.33t/h=14.33t/h，=18.63t/h=18.63t/h，各管段的计算流量和已知的各管道长度见，各管段的计算流量和已知的各管道长度见表表9-49-4。3.63.6 120017.20()4.187(13070)EEghQGc tt(t/h)FGDG表表9-4 水力计算表水力计算表 u(2)(2)

36、确定管网主干线并计算确定管网主干线并计算 因为各热用户内部的阻力损失相等，各热用户入口要求的压力差因为各热用户内部的阻力损失相等，各热用户入口要求的压力差均为均为50kPa50kPa，所以从热源到最远用户，所以从热源到最远用户D D的管线为主干线。管网各管段编的管线为主干线。管网各管段编号及阀门、补偿器设置见号及阀门、补偿器设置见图图9-19-1。首先，取主干线的平均比摩阻在首先，取主干线的平均比摩阻在 =4080Pa/m=4080Pa/m范围内，确定主干范围内，确定主干线各管段的管径。线各管段的管径。如管段如管段ABAB，计算流量，计算流量 =14.33+17.20+18.63=50.16(

37、t/h)=14.33+17.20+18.63=50.16(t/h)，根据，根据管段管段ABAB的计算流量和的计算流量和 值的范围，查附录值的范围，查附录9-19-1可确定管段可确定管段ABAB的管径和的管径和相应的比摩阻值相应的比摩阻值 以及流速以及流速 得：得：d=d=150mm150mm，=58.19 Pa/m=58.19 Pa/m，=0.82 m/s=0.82 m/s 管段管段ABAB中局部阻力的当量长度，可由附录中局部阻力的当量长度，可由附录9-29-2查得：查得：闸阀闸阀 1 12.24=2.24(m)2.24=2.24(m)方形补偿器方形补偿器 4 415.4=61.6(m)15.

38、4=61.6(m)局部阻力当量长度之和局部阻力当量长度之和 =2.24+61.6=63.84(m)=2.24+61.6=63.84(m)pjRGpjRRRdL 管段管段ABAB的折算长度的折算长度 =230+63.84=293.84m=230+63.84=293.84m 管段管段ABAB的压力损失的压力损失 =58.19=58.19293.84=17098.55(Pa)293.84=17098.55(Pa)用相同的方法计算用相同的方法计算BCBC段和段和CDCD段，计算结果列于段，计算结果列于表表9-49-4中。中。管段管段BCBC的局部阻力当量长度值如下：的局部阻力当量长度值如下：管段管段B

39、C BC DN DN=125mm =125mm 直流三通直流三通 1 14.4=4.4m 4.4=4.4m 异径接头异径接头 1 10.44=0.44m 0.44=0.44m 方形补偿器方形补偿器 3 312.5=37.5m 12.5=37.5m 总当量长度总当量长度 =42.34m =42.34m 管段管段CDCD的局部阻力当量长度的局部阻力当量长度 =44.48m=44.48m，过程略。，过程略。通过计算可知，主干线的总压力损失为通过计算可知，主干线的总压力损失为 =+=17098.55+13362.53+16834.89=47295.97(Pa)=+=17098.55+13362.53+

40、16834.89=47295.97(Pa)zhLzhpRL dLADpABpBCpCDpdLu(3)(3)各分支线的计算各分支线的计算 分支线分支线BEBE与主干线与主干线BDBD并联，依据节点平衡原理，管段并联，依据节点平衡原理，管段BEBE的资用压差为的资用压差为 =+=13362.53+16834.89=30197.42 Pa=+=13362.53+16834.89=30197.42 Pa 局部损失与沿程损失的估算比值局部损失与沿程损失的估算比值 =0.6=0.6（见附录（见附录9-39-3），则管线平），则管线平均比摩阻大致可控制为均比摩阻大致可控制为 根据根据 和和 =17.20 t

41、/h=17.20 t/h，由，由附录附录9-19-1查得查得 =80mm80mm，=168.68Pa/m=168.68Pa/m，=0.95 m/s=0.95 m/s管段管段BEBE中局部阻力的当量长度中局部阻力的当量长度 ，由，由附录附录9-29-2查得查得:,Z BEpBCpCDpj,30197.42(1)85(1 0.6)Z BEpjBEjpRL=222.04 Pa/m pjRBEGBEdBERBEdL 分流三通分流三通 1 13.82=3.82m 3.82=3.82m 方形补偿器方形补偿器 2 27.9=15.8m7.9=15.8m 闸阀闸阀 2 21.28=2.56m1.28=2.56

42、m 总当量长度总当量长度 =22.18m=22.18m 管段管段BEBE的折算长度的折算长度 =85+22.18=107.18m=85+22.18=107.18m 管段管段BEBE的压力损失的压力损失 =168.68=168.68107.18=18079.12(Pa)107.18=18079.12(Pa)剩余压差剩余压差 =30197.42=30197.4218079.12=12118.3 18079.12=12118.3(Pa)(Pa)，剩余压力过大，可在用户入口处安装调压板、调压阀门等进行，剩余压力过大，可在用户入口处安装调压板、调压阀门等进行调节。调节。用同样的方法计算管段用同样的方法计

43、算管段CF CF，计算结果见，计算结果见表表9-49-4。dLzhLBEzhpRLp,Z BEpBEpu蒸汽管道水力计算的特点是在计算压力损失时应考虑蒸汽蒸汽管道水力计算的特点是在计算压力损失时应考虑蒸汽密度的变化。在设计中，为了简化计算，蒸汽密度采用平密度的变化。在设计中，为了简化计算，蒸汽密度采用平均密度，即以管段的起点和终点密度的平均值作为该管段均密度，即以管段的起点和终点密度的平均值作为该管段的计算密度。的计算密度。u热水热网水力计算的基本公式，对蒸汽热网同样适用。热水热网水力计算的基本公式，对蒸汽热网同样适用。u(1)(1)沿程阻力计算沿程阻力计算 编制附录编制附录9-49-4室外蒸

44、汽管道水力计算表时，取室外蒸汽管道水力计算表时，取K=0.2mmK=0.2mm，蒸汽密度蒸汽密度=lkg=lkgm3m3。当计算管段的平均密度不等于。当计算管段的平均密度不等于lkglkgm3m3时，可用时，可用公式公式9-189-18、9-19 9-19 对比摩阻及流速进行修正。对比摩阻及流速进行修正。当蒸汽管道的当量绝对粗糙度当蒸汽管道的当量绝对粗糙度KshKsh与与K Kb b=0.2mm=0.2mm不符时，不符时，同样按同样按（式（式9-179-17）进行修正。进行修正。u(2)(2)局部阻力损失计算局部阻力损失计算 局部阻力损失按当量长度法计算，局部阻力当量长度局部阻力损失按当量长度

45、法计算，局部阻力当量长度查查附录附录9-29-2进行计算。进行计算。u(3)(3)蒸汽热网供热介质的最大允许设计流速应采用下列数蒸汽热网供热介质的最大允许设计流速应采用下列数值：值：u 1 1）过热蒸汽管道过热蒸汽管道 公称直径大于公称直径大于200mm200mm的管道的管道 80m80ms s；公称直径小于或等于公称直径小于或等于200mm200mm的管道的管道 50m50ms s。u 2 2）饱和蒸汽管道饱和蒸汽管道 公称直径大于公称直径大于200mm200mm的管道的管道 60m60ms s；公称直径小于或等于公称直径小于或等于200mm200mm的管道的管道 35m35ms s。u蒸汽

46、热网的水力计算方法如下：蒸汽热网的水力计算方法如下：u(1)(1)先确定各管段的流量先确定各管段的流量 式中式中 GG管段的计算流量，管段的计算流量，t/ht/h；QQ用户的计算热负荷，用户的计算热负荷，KWKW；rr用汽压力下的蒸汽潜热，用汽压力下的蒸汽潜热，KJ/KgKJ/Kg。(2)(2)绘制蒸汽热网平面图，并在图中标注所有补偿器、阀门绘制蒸汽热网平面图，并在图中标注所有补偿器、阀门的个数及其型号、管道长度等。的个数及其型号、管道长度等。rQG6.3(式式9-28)u(3)(3)确定主干线的平均比摩阻确定主干线的平均比摩阻 式中式中 热网始端和终端的蒸汽压力差，热网始端和终端的蒸汽压力差

47、，PaPa；LL主干线总长，主干线总长，m m；局部阻力当量长度百分比，查附录局部阻力当量长度百分比，查附录9-39-3。u(4)(4)按主干线上压力损失均匀分布来假定管段末端压力按主干线上压力损失均匀分布来假定管段末端压力 式中式中 、该管段的终端、始端蒸汽压力，该管段的终端、始端蒸汽压力，PaPa；该计算管段的长度，该计算管段的长度，m m。PRL(1)pjj(式式9-29)PjmiPsiPiLu(5)(5)计算管段中蒸汽的平均密度计算管段中蒸汽的平均密度 式中式中 管段中蒸汽的平均密度，管段中蒸汽的平均密度，kgkgm m3 3；，管段中蒸汽的始端、末端密度，管段中蒸汽的始端、末端密度，

48、kgkgm m3 3。u(6)(6)根据式（根据式（9-199-19）将平均比摩阻换算成查表用比摩阻。）将平均比摩阻换算成查表用比摩阻。u(7)(7)根据各管段的流量和查表用比摩阻查根据各管段的流量和查表用比摩阻查附录附录9-49-4选定合选定合适的管径，从而得出对应于选定管径情况下的比摩阻及流适的管径，从而得出对应于选定管径情况下的比摩阻及流速。速。u(8)(8)根据式（根据式（9-189-18）、（）、（9-199-19）将表中查出的比摩阻、流）将表中查出的比摩阻、流速再换算成实际条件下的比摩阻及流速。速再换算成实际条件下的比摩阻及流速。2misipj（式（式9-31）pjsimiu(9)

49、(9)检查管内实际流速是否超过限定流速。检查管内实际流速是否超过限定流速。u(10)(10)根据已选定的管径，查根据已选定的管径，查附录附录9-29-2得出局部阻力当量长得出局部阻力当量长度度L Ld d。u(11)(11)计算管段阻力损失及主干线总阻力损失。各管段阻计算管段阻力损失及主干线总阻力损失。各管段阻力损失为力损失为 主干线总阻力损失应为各管段阻主干线总阻力损失应为各管段阻力损失总和。力损失总和。u(12)(12)校验计算校验计算 求出管段实际的末端压力求出管段实际的末端压力 与蒸汽密度，与蒸汽密度，与假定值对比。若误差允许，则计算下一管段，否则，用与假定值对比。若误差允许，则计算下

50、一管段，否则，用第一次计算的实际密度值，重新进行计算，直到符合要求。第一次计算的实际密度值，重新进行计算，直到符合要求。u(13)(13)根据分支节点压力选择并联支管的管径，方法同前。根据分支节点压力选择并联支管的管径，方法同前。)(dllRpPPPsimiu【例题例题9-29-2】蒸汽热网如图蒸汽热网如图9-29-2，锅炉出口饱和蒸汽压力，锅炉出口饱和蒸汽压力为为101010105 5PaPa，PD=8PD=810105 5PaPa，P PE E=6=610105 5Pa,Pa,试确定热网管径。试确定热网管径。图图9-2 蒸汽热网水力计算图蒸汽热网水力计算图 解略解略 注：管段局部阻力当量长