供热工程（下）.ppt

供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算本讲主要内容散热器的进流系数水力计算的步骤本讲难点中间立管资用压力的计算供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算一、散热器的进流系数在单管热水供暖系统中，立管的水流量全 部或部分地流进散热器流进散热器的水流量 GS与通过该立管水流量Gl的比值 ，称为散热器 的流进系数a，可用下式表示：a=GS/Gl在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器 单侧连接时，a=1.0；散热器双侧连接，通常 两侧散热器的支管管径及其长度都相等时， a=0.5 供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算当两侧散热器支管管径或长度不相等时， 两侧的散热器进流系数a就不相等了影响两侧散热器之间水流量分配的因素主 要有两个：一是由于散热器负荷不同致使散热器平 均水温不同而产生的自然循环附加作用压力 差值（可忽略不计）；二是并联环路在节点压力平衡状况下的 水流量分配规律 供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算如右图所示，如支管d1=d2 ，并假设两侧水的流动状况相 同，摩擦阻力系数值近似相等 ，则可得出： 供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算对于跨越式系统，通过跨越管段的水没 有被冷却，它与散热器平均水温不同而引 起自然循环附加作用压力，要比顺流式系 统大一些。

因此，通常是根据实验方法确 定进流系数实验表明跨越式系统散热器的进流系数 与散热器支管、立管和跨越管的管径组合 情况以及立管中的流量或流速有关供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算由于跨越管的进流系数比顺流式的 小，因而在相同散热器的热负荷条件 下，流出跨越管式系统散热器的出水 温度低于顺流式系统散热器平均水 温也低，因而所需的散热器面积要比 顺流式系统的大一些供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算二、同程式水力计算的步骤同程式系统的特点是通过各个并联环路的 总长度都相等在供暖半径较大（一般超过 50m以上）的室内热水供暖系统中，同程式 系统得到较普遍的应用 供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算同程式系统水力计算方法和步骤：供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算1.首先计算通过最远立管Ⅴ的环路确定出供水 干管各个管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及 其压力损失计算方法同单管系统 2.用同样方法，计算通过最近立管Ⅰ的环路，从 而确定出立管Ⅰ、回水干管各管段的管径及其 压力损失 3.求并联环路立管Ⅰ和立管Ⅴ的压力损失不平衡 率，使其不平衡率在±5%以内供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算4.根据水力计算结果，利用图示方法（见图5-9 ），表示出系统的总压力损失及各立管的供 、回水节点间的资用压力值。

供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算注意：如水力计算结果和图示表明个别立 管供回水节点间的资用压力过大或过小 ，则会使下步选用该立管的管径过粗或 过细，使设计不合理此时，应调整第 一、第二步骤地水力计算，适当改变个 别供回水干管的管段直径，使易于选择 立管的管径并满足并联环路不平衡的率 的要求供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算5.确定其它立管的管径根据各立管的资用压 力和立管各管段的流量，选用合适的立管管 径计算方法与例题4-2的方法相同 6.求各立管的不平衡率根据立管的资用压力 和立管的计算压力损失，求各立管的不平衡 率不平衡率应在±10%以内通过同程式系统水力计算例题可见，虽 然同程式系统的管道金属耗量，多于异程式 系统，但它可以通过调整供、回水干管的各 管段的压力损失来满足立管间不平衡率的要 求供 热 工 程第十六讲 同程式系统水力计算• 在前面讲的例题中，都是采用了立管或散热器的 水温降相等的假定，由此也就确定了立管的流量这 种水力计算方法，通常称为等温降的水力计算方法 • 在较大的室内热水供暖系统中，如采用等温降方法进 行异程式系统的水力计算，立管间的压降不平衡率往 往难以满足要求，必然会出现系统的水平失调。

对于 同程式系统，如在水力计算中一些立管的供回水干管 之间的资用压力很小时，该立管的水流量很小，甚至 出现停滞相象，同样也会出现系统的水平失调 • 一个良好的同程式系统的水力计算，应使各管段 的资用压力值不要变化太大，以便于选择各立管的合 理管径因此，在水力计算中，管路系统前半部供水 干管的比摩阻R值，宜选用稍小于回水干管的R值；而 管路系统后半部供水干管的R值，宜选用稍大于回水 干管的 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算本讲主要内容热水管路的阻力数不等温降水力计算的方法及步骤供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算一、热水管路的阻力数阻力数概念：根据 管段的阻力数s 表示当管段通过1kg/h水量（单位流量）时的压 力损失值 许多管段组成的热水管路的阻力数，称为 热水管路的总阻力数S室外热水网络或室内热水供暖系统都是由 许多串联和并联管段组成的系统中各管段的 压力损失和流量分配，取决于各管段的连接方 法及各管段的阻力系数s值供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算1、串联管路的总阻力数如图（p78）所示（类似串联电压），串 联管段的总压降为：把 带入上式得出：供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算—串联管段管路的总阻力数， Pa/（kg/h）2上式表明：在串联管路中，管路的总阻力数 为各串联管段阻力数之和。

供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算2、并联管路的总阻力数如图（p78）所示（类似并联电压），并 联管路的总流量为各并联管段流量之和把 带入上式得出：供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算设 a= = ，得出—并联管段的总通导数，（kg/h）/Pa1/2由 得G1: G2: G3=：：供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算• 由上式可见，在并联管路上，各分支管段 的流量分配与其通导数成正比• 各支管段的阻力状况（阻力数s）不变时， 管路的总流量在各分支管段上的流量分配率 不变管路的总流量增加或减小多少倍，并 联环路分支管段也相应增加或减少多少倍 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算二、不等温降水力计算概念：所谓不等温降水力算，就是在单管系 统中各立管的温降不相等的前提下进行水力计算 它以并联环路节点压力平衡的基本原理进行水 力计算 方法：当中一个并联支路节点压力损失确定后 ，对另一个并联支路（例如对某根立管），预先 给定其管径d（不是预先给定流量），从而确定 通过该立管的流量以及该立管的实际温度降。

供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算这种计算方法对各立管间的流量分配， 完全遵守并联环路节点压力平衡的水力学规 律，能使设计工况与实际工况基本一致供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算不等温降水力计算方法及步骤进行室内热水供暖系统不等温降的水力计算 时，一般从循环环路的最远立管开始1、首先任意给定最远立管的温降一般按设计温度增加2～5℃由此求出最远 立管的计算流量Gj，根据该立管的流量，选用 R（或v）值，确定最远立管管径和环路末端 供回水干管的管径及相应的压力损失值供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算2、确定环路最末端的第二根立管的管径该立管与上述计算管段为并联环路根据 已知节点的压力损失 ，从而确定通过环路 最末端第二根立管的计算流量及其计算温度 降3、按照步骤2，依次确定出该环路上供回水干 管各管段管径及其相应的压力损失以及各立 管的管径、计算流量和计算温度降 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算4、系统中有多个分支循环环路时，按上述 方法计算各个分支循环环路计算得出的各循环环路在节点压力平衡 状况下的流量总和，一般都不会等于设计 要求的总流量，最后需要根据并联环路流 量分配的原则和压降变化的规律，对初步 计算出的各循环环路的流量、温降和压降 进行调整，水力计算才告结束。

供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算机械循环异程式单管顺流式热水供暖系统 不等温降水力计算方法及步骤采用当量阻力法进行水力计算整根立管 的计算阻力系数 查用附录5-7计算步骤： 1.计算最不利环路平均比摩阻Rpj 一般以最远立管环路为最不利环路 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算– 计算立管Ⅴ – 设立管的温降=30℃（比设计温降大5℃），求得 立管流量GV根据GV、Rpj，选择立、支管管径 – 根据GV、d查，求出 – 设计供回水干管6和的管径 – 计算立管Ⅳ – 立管Ⅳ与环路6—Ⅴ—并联，由 →d查根据、d 查得：GIV依据热负荷、流量，求出立管Ⅳ的计 算温降供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算按照上述步骤，对其它水平供、回水干管 和立管从远至近顺次地进行计算最后得出 图右侧循环环路初步的计算流量和Gj1和压力 损失 按同样的方法计算出图左侧（图5-7，p86 ）循环环路的初步计算流量Gj2和压力损失 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算• 将左侧计算压力损失按与右侧相等考虑， 则左侧流量变为1180（4513/4100）0.5。

• 系统初步计算总流量为2434 • 系统总设计流量为2573 • 两者不相等因此，需要进一步调整各循 环环路的流量、压降和各立管的计算温降 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算– 调整各循环环路的流量、压降和各立管 的计算温降根据并联环路流量分配原则和压降变 化的规律，按下列步骤进行调整 • 根据a= ，计算各分支循环环路的通导数a 值 • 根据并联管路流量分配的规律，确定在设计总 流量条件下，分配到各并联循环环路的流量供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算并联环路流量分配比等于其通导数之比， 即又并联环路 则 记调整后左右两侧并联环路的流量分别 、 ， 可计算出两侧调整后的流量供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算– 确定各并联循环环路的流量、温降调整系数右侧环路： 流量调整系数 温降调整系数 左侧环路： 流量调整系数 温降调整系数 根据左侧和右侧并联环路的不同流量调整系数和 温度调整系数，乘各侧立管的第一次算出的流量和温 降，求得立管的最终计算流量和温降供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算• 并联环路节点的压力损失值，可由下式确定压力损失调整系数 右侧环路：左侧环路：调整后左右侧环路节点处的压力损失。

计算两侧有计算误差供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算7、确定系统供回水总管管径及系统的总压 力损失并联环路水力计算调整后，剩下最后一步是确定系 统供回水总管管径及系统的总压力损失供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算• 由于各立管的温降不同，通常近处立管的 流量比按等温降法计算的流量大，远处立 管的流量小 • 因此，即使在同一楼层散热器热负荷相同 情况下，近处立管的散热器的平均水温增 高，所需的散热器面积较小些，而远处立 管需要增加些散热器面积 供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算异程式系统采用不等温降法进行水力计算 的主要优点 ： • 完全遵守节点压力平衡分配流量的规律， 并根据各立管的不同温降调整散热器的面积 ，从而有可能在设计角度上去解决系统的水 平失调现象 • 因此，当采用异程式系统时，宜采用不等 温降法进行管路的水力计算对大型的室内 热水供暖系统，宜采用同程式系统供 热 工 程第十七讲 不等温降水力计算等温降与不等温降比较：等温降不等温降相同不同。