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水力计算工程应用实例 学院大厦设计 热负荷计算 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件(如阀门、弯头、三通、散热器等)时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。 热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示: ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi Pa 每米管长的沿程损失(比摩阻)，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算 Pa/m 式中 ——管段的摩擦阻力系数； d——管子内径，m； 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 在管路的水力计算中，通常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的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。 二、当量局部阻力法和当量长度法 在实际工程设计中为了简化计算，也有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长度法”进行管路的水力计算。 当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。 二、当量局部阻力法和当量长度法 当量长度法 当量长度法的基本原理是将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来计算。 三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要 任务和方法 1、已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各管段的管径 。 2、已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统的循环作用压力。 3、已知系统各管段的管径和系统的循环作用压力，确定各管段的流量。 最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 注意事项 目前设计实践中，经济比摩阻一般取60~120Pa/m为宜。 热水供暖系统最不利循环环路余个并联环路的计算压力损失相对差额，不应大于正负15%。 整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10%的附加值，已确定系统必须的循环作用压力。 重力循环异程式双管系统的最不利循环环路 是通过最远立管底层散热器的循环环路，计 算应由此开始。 重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用压力的计算公式 ——重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的作用压力，Pa； g——重力加速度，g＝9.81m/s2； H——所计算的散热器中心与锅炉中心的高差，m； 例题4-1 确定重力循环双管热水供暖系统的管径。 已知：供回水温95/70度。锅炉中心距底层散热器中心的距离时3米。层高为3米，每组散热器的供水支管上有截止阀一个。 选择最不利环路 选择最不利环路 最不利环路是通过立管I的最底层散热器I (1500W)的环路。这个环路从散热器Il顺序地经过管段1、2、3、4、5、6，进入锅炉，再经管段7、8、9、10、11、12、 13、14、 15 、16进入散热器Ⅰ1。 与重力循环系统相比，机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa，对水平式或较大型的系统，可达20一50kPa。 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统多根据入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径。当入口处资用压力较高时，管道流速和系统实际总压力损失可相应提高。 在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也存在着重力循环作用压力。管道内水冷却产生的重力循环作用压力，占机械循环总循环压力的比例很小，可忽略不计。 对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成的重力循环作用压力不相等，在进行各立管散热器并联环路的水力计算时，应计算在内，不可忽略。 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小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压降不平衡率时，应将其重力循环作用压力的差额计算在内。 重力循环作用压力可按设计工况下的最大值的2／3计算(约相应于采暖平均水温下的作用压力值)。 一、机械循环单管顺流式热水供暖系统管路水力计算例题 一、机械循环单管顺流式热水供暖系统管路水力计算例题 计算步骤