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液体管网水力特征与水力计算

H2 H1 H4
H3
3.1 闭式液体管网水力特征
流动动力是散热器和锅炉之间的水柱密度差与高 差的乘积。水温95/70℃,每米高差作用压力156Pa. 环路中若积有空气,会形成气塞,阻碍循环,要 重视排气—设置膨胀水箱。如在回水管中,有个 充满回水管断面、高2cm的气泡,产生约192Pa 的反循环力。 重力循环系统中,水流速较低,空气能够逆着水 流方向,由供水干管汇集到系统最高处,通过膨 胀水箱排除。
3.2 闭式液体管网水力计算
并联环路平衡实际上是并联环路的独用管 段平衡,不平衡率±15%以内。P87 作业1:查阅GB50736关于水泵选择与布置 的规定,注意变速与定速风机的选择区别。 作业2:查阅“建筑节能标准”和“水泵”设 备标准关于能效比、耗电输冷(热)比的 规定。
3.2 闭式液体管网水力计算
GL C (t g th )
Q

0.86 Q (t g th )
通过第i(i≥1)层散热器的流量:
0.86(Qi Q3 Qn ) GL t g ti 0.86 Qk
k i n
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱt g ti
3.1 闭式液体管网水力特征
流出第i个散热器的水温:
3.1 闭式液体管网水力特征
闭式液体管网水力特征
Pqi P Gi P i
P Gi
g d l c
i j
j
j g H j ( 1 )
∆Hj:沿管段流动方向起点高程减去终点高程,绝对值; Cj:符号数。当管段流动方向与重力方向一致为正,反之 为负。
3.2 闭式液体管网水力计算
室内采暖管网最大允许的水流速:
GB50736-2012(5.9.13)
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:
主干线:30~70pa/m 支线:<300Pa/m
3.2 闭式液体管网水力计算
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。 Pzh R pj l 式中,α为沿程损失占总压力损失的百分数。
3.2 闭式液体管网水力计算
步骤:
根据各管段流量和平均比摩阻,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。
P i c j (P lj P cj )
j
3.1 闭式液体管网水力特征
重力循环液体管网的工作原理与水力特征
PGi g d l c j j g H j
j i
H4 H3
Pl
忽略管道散热的影响:
g g (h h1 ) g g h1 g h h g h h0 g h h0 g ( h g )h Pl
ti t g
Q
k i
n
k
GL
tg
Q Q
k 1 k i n
n
k
(t g t h )
第i组散 热器上游 全部散热 量。
k
注意:换热器由下向上逆着水流方向编号。
3.1 闭式液体管网水力特征
单管系统的垂直失调
并联环路中各层进出口水温相同,作用动力不 同,越往下越低。 在串联环路中,各层散热器循环作用压力相同, 但进出口水温不相同,越在下层,进水温度越 低。 由于各层散热器的传热系数K随各层散热器平 均计算温差变化,在选择设备时没有考虑这一 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。
3.1 闭式液体管网水力特征
串联系统,各个散热器处于同一环路,循 环动力相同。 需要计算从各个散热器流出的流体的密度, 才可计算串联管路重力循环作用动力。
3.1 闭式液体管网水力特征
散热器进出口水的密度推算。 已知:各散热器的散热量Qj(w)、总供水温度tg、 总回水温度th,按照热平衡关系式推算。 质量流量GL(kg/h):
PaS1b gh1 ( h g ) Pb 热源a PaS 2b g (h1 h2 )( h g ) Pb 热源a
独用∆Pa-S1-b
a-S2-b
3.1 闭式液体管网水力特征
很明显,并联管路a-S1-b和a-S2-b的动力 不相等。 并联的独用管路的阻力等于各自的作用动 力,故它们之间的流量分配:
Pzh Ph Pf
3.1 闭式液体管网水力特征
作业:完成例3.1(供回水温度改为75℃和 50 ℃ ,每两个散热器间距均改为4.5m)。
3.2 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。
3.2 闭式液体管网水力计算
任务2 : 已知各管段的流量和管径,确定 管网的需用压力。
方法: 首先利用水力计算表,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:
pq pzbL PG, zbL
然后计算其他环路的资用压力,用压损平均法对 各个环路独用管段进行压损平衡。
第3章 液体管网水力特征与水力计算
主要内容:
闭式液体管网水力特征与水力计算 开式液体管网水力特征与水力计算
3.1 闭式液体管网水力特征
任意两个断面之间的能量方程
由于液体密度远大于气体密度,则有:
Pj1 1~2 ( H1 H 2 ) g Pj 2 P 12
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 闭式液体管网水力特征
供暖系统水平管道应有一定坡度,坡向利于排气, 供回水支、干管坡度宜0.003,不得小于0.002, 立管与散热器连接支管,坡度不得小于0.01。 无法保持必要坡度时,局部可无坡敷设,流速不 得小于0.25m/s。 汽水逆向流动的蒸汽管不得小于0.005。 供暖系统管道不得小于DN20。
3.2 闭式液体管网水力计算
任务3:已知各管段的流量,确定各管段的管径和 管网所需的循环作用压力。 方法:首先用假定流速法或控制比摩阻计算最不 利环路。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 确定管网循环作用压力。 然后计算其他环路的资用压力,用压损平均法对 各个环路独用管段进行压损平衡。
并联环路平衡实例:
环路①a-S1-b-c-a和环路② a-S2-b-c-a并联。 最不利回路①平衡:动力与 计算阻力平衡 环路① ②平衡: ⑤动力与 ⑤计算阻力平衡
③ c ⑤

流程:先计算环路② 动力,再计算⑤动力。
3.2 闭式液体管网水力计算

③ c

⑤动力= ②动力 -③阻力 ③ 阻力= ①动力-④计算阻力 ⑤动力= ②动力 - (①动力-④ 计算阻力)
3.1 闭式液体管网水力特征
3 水在管路中沿途冷却的影响
水温沿循环环路变化,影响各层散热器的进出 口水温和循环动力。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 考虑。 精确计算:明确密度沿程变化关系式。
3.1 闭式液体管网水力特征
工程中,根据系统供水管路布置状况、楼层高度、 计算冷却中心与加热中心的水平距离等因素,增加 一个考虑水在循环管路中冷却的附加作用压力, 其数值可由供暖设计手册查取。 系统总的重力循环作用动力Δ Pzh为:水冷却产生 的重力作用力Δ Ph +附加作用力Δ Pf
∆Pi:第i个并联循环管路作用动力; ∆PG,i:第i个并联循环管路与最不利环路的共用管 路的阻力。
3.1 闭式液体管网水力特征
2 串联管路的水力特征
环路动力:回水密度不同,回水管分段!
PG g g (h1 h2 ) g 2 h2 g1h1 g g h1 g1h1 g 2 h2 g g h2 gh1 ( 1 g ) gh2 ( 2 g ) gH2 ( 2 g ) gH1 ( 1 2 )
H2 H1
3.1 闭式液体管网水力特征
重力循环作用力计算方法二
g g ( H 2 H 3 ) g g ( H 3 H 4 ) g g ( H 4 H 3 ) g h ( H 3 H 2 ) g h ( H 2 H1 ) g h ( H1 H 2 ) g g ( H 3 H 2 ) g h ( H 3 H 2 ) g ( h g )h Pl
PG ghi ( i g )
i 1 n
n
gHi ( i i 1 )
i 1
3.1 闭式液体管网水力特征
hi为散热器Si与散热器Si-1的垂直距离,i=1 时,h1表示散热器与锅炉垂直距离。 Hi为散热器Si与锅炉的垂直距离。 ρi+1为进入散热器Si中的水的密度,i=N时, ρi+1=ρ g 注意:换热器由下向上逆着水流方向编号。
3.1 闭式液体管网水力特征
双管系统的垂直失调
重直失调:建筑内同一竖向各层房间室温出现 上、下层冷热不均的现象。 原因:各层散热器所在环路的循环作用动力不 同。 解决办法: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。
3.1 闭式液体管网水力特征
结论:
独用管段阻力与独用管段作用动力平衡。 各并联独用管路动力相同时,其阻力才相等。 并联环路与最不利环路压力关系: 独用管段作用动力Pd=并联环路作用动力P- 与最不利环路共用管段阻力Pg
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