1、 第四章第四章 室内热水供暖室内热水供暖系统的水力计算系统的水力计算 u知识目标：知识目标： 1 1、熟悉水力计算的基本原理、熟悉水力计算的基本原理 ； 2 2、 掌握采暖系统水力计算的任务和方法掌握采暖系统水力计算的任务和方法 ；u 能力目标：能力目标： 1 1、能进行一般室内采暖工程的施工图设计计算；、能进行一般室内采暖工程的施工图设计计算； 2 2、能熟练使用常用的水力计算图表；、能熟练使用常用的水力计算图表； 3 3、能运用水力计算的基本原理分析解决工程实际中存在、能运用水力计算的基本原理分析解决工程实际中存在的问题。的问题。二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式二、热水供暖系统管路水
2、力计算的基本公式 u沿程损失：沿程损失：当流体沿管道流动时，由于流体分子间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，损失的能量及其与管壁间的摩擦，损失的能量 。u局部损失：局部损失：当流体流过管道的一些附件当流体流过管道的一些附件( (如阀门、弯如阀门、弯头、三通、散热器等头、三通、散热器等) )时，由于流动方向或速度的改时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量 u第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、目的一、目的u 确定各管段的管径确定各管段的管径, ,满足热负荷所要求的热媒
3、流量满足热负荷所要求的热媒流量管段：流量、管径都不变的一段管子管段：流量、管径都不变的一段管子节点：进出口流量之和为节点：进出口流量之和为0 0的分支点的分支点二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式uPPPPy y+P+Pj jRl+pRl+pj jPP计算管段的压力损失计算管段的压力损失PPy y计算管段的沿程损失计算管段的沿程损失PPj j计算管段的局部损失计算管段的局部损失 R R每米管长的沿程损失每米管长的沿程损失 l l管段长度管段长度u第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理每米管长的沿程损失每米管长的
4、沿程损失( (比摩阻比摩阻) )，可用流体力学的，可用流体力学的达西达西维斯巴赫公式维斯巴赫公式进行计算进行计算 u二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式u第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理注：注： 热水供暖系统中很少遇到层流状热水供暖系统中很少遇到层流状态，仅在自然循环热水供暖系统的态，仅在自然循环热水供暖系统的个别水流量极小、管径很小的管段个别水流量极小、管径很小的管段内，才会遇到层流的流动状态。内，才会遇到层流的流动状态。 uReRe23202320时，可按下式计算时，可按下式计算: :u第一节第一节
5、热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理当当ReRe23202320时，流动呈紊流状态。在整个紊流区中，还可以时，流动呈紊流状态。在整个紊流区中，还可以分为分为三个三个区域：区域：1 1、水力光滑管区、水力光滑管区 摩擦阻力系数值可用摩擦阻力系数值可用布拉修斯公式布拉修斯公式计算计算，即，即 u第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式2 2、过渡区、过渡区 流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙区流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙区( (阻力平方区阻力平方区) )的一个区域称为过渡区。过渡区的摩
6、擦阻力系数值，的一个区域称为过渡区。过渡区的摩擦阻力系数值，可用可用洛巴耶夫公式洛巴耶夫公式来计算，即来计算，即第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 3 3、粗糙区、粗糙区 在此区域内，摩擦阻力系数值仅取决于管壁在此区域内，摩擦阻力系数值仅取决于管壁的粗糙度的粗糙度K K。 粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用尼古拉兹尼古拉兹公式公式计算计算第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林松推荐的、更为简单的计算
7、公式也可得出很接近的数值： 二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式u管壁的当量绝对粗糙度管壁的当量绝对粗糙度K K值与管子的使用情况和管子的值与管子的使用情况和管子的使用时间等因素有关。使用时间等因素有关。u室内热水供暖系统管路室内热水供暖系统管路 K=0.2mmK=0.2mm 室外热水网路室外热水网路 K=0.5mmK=0.5mmu热水在室内供暖系统管路内的流动状态，大多处于过渡热水在室内供暖系统管路内的流动状态，大多处于过渡区区第一节
8、第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理室内热水供暖系统的水流量G，通常以kgh表示。热媒流速与流量的关系式二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式5281025. 6dGR附录附录4-14-1就是按公式就是按公式(4.14)(4.14)编制的热水采暖系统管道水力计算编制的热水采暖系统管道水力计算表。表。第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理管段的局部损失，可按
9、下式计算：二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式二、热水供暖系统管路水力计算的基本公式第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理三、当量局部阻力法和当量长度法 当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程损失转转变变为局部损失来计算为局部损失来计算 第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理dzh式中式中 管段的折算阻力系数管段的折算阻力系数zh22zhP 将公式（将公式（4-134-13）代入上式，则有）代入上式，则有242229001GdPzh29001422dA 设设22S
10、GGAPzh则则2)(22222ddjyPPP第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理当量长度法 当量长度法的基本原理是将管段的局部损失当量长度法的基本原理是将管段的局部损失折合折合为管段为管段的沿程损失来计算。的沿程损失来计算。第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理当量长度法式中式中 为管段的折算长度，为管段的折算长度，m m。 当量长度法一般多用于室外供热管路的水力计算上。当量长度法一般多用于室外供热管路的水力计算上。zhlzhdjyRlRlRlPPP第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供
11、暖系统管路水力计算的基本原理四、室内热水供暖系统管路的阻力数（一）、串联管路（一）、串联管路123pppp 123chSSSS在串联管路中，管路的总阻力数为各串联管段管路阻在串联管路中，管路的总阻力数为各串联管段管路阻力数之和力数之和第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理（二）并联管路（二）并联管路123GGGG1231111bSSSS123123123111:GGGaaaSSS在并联管路上，各分支管段的流量分配与在并联管路上，各分支管段的流量分配与其通导数成正比其通导数成正比第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的
12、基本原理五、水力计算的主要任务p=f(G,d)p=f(G,d)1 1、已知各管段的流量和系统的循环作用压力，、已知各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各管段的管径确定各管段的管径2 2、已知流量和管径，确定系统所必须的循环作、已知流量和管径，确定系统所必须的循环作用压力用压力3 3、已知管径和作用压力，确定各管段的流量、已知管径和作用压力，确定各管段的流量第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理六、一些说明u1 1、最不利环路：允许比摩阻最小的环路、最不利环路：允许比摩阻最小的环路u2 2、流速的限制：、流速的限制： 民用建筑小于民用建筑小于1.2m
13、/s;1.2m/s;生产厂房小于生产厂房小于3m/s3m/su3 3、局部损失的计算位置：应列在流量较小的、局部损失的计算位置：应列在流量较小的管段上。管段上。u4 4、热水供暖系统最不利环路与各并联环路之、热水供暖系统最不利环路与各并联环路之间的计算压力损失相对差额，不应大于间的计算压力损失相对差额，不应大于15%15%第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理 例题例题4-1 4-1 确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径( (见图见图4 47 7) )。热媒参数：供水温度。热媒参数：供水温度=95=95，回水温
14、度，回水温度7070。锅炉中心距底层散热器中心距离为。锅炉中心距底层散热器中心距离为3 3m m，层高为层高为3 3m m。 每组散热器的供水支管上有一截止阀每组散热器的供水支管上有一截止阀. .第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题1 1选择最不利环路选择最不利环路 重力循环异程式双管系统的最不利循环环路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，计是通过最远立管底层散热器的循环环路，计算应由此开始。算应由此开始。2 2计算通过最不利环路散热器的作用压力计算通过最不利环路散热器的作用压力
15、 第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题3 3确定最不利环路各管段的管径确定最不利环路各管段的管径d d （1 1）、求单位长度平均比摩阻）、求单位长度平均比摩阻pjpRl(2)(2)求各管段的流量求各管段的流量（3 3）根据平均比摩阻、流量查管径）根据平均比摩阻、流量查管径第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题管段管段2hgttQG86. 02727095790086. 0 kg/hkg/h 用内插法算得用内插法算得R=3.39 Pa/mR=
16、3.39 Pa/m，v=0.08 m/s v=0.08 m/s 第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题4 4、计算各管段沿程阻力损失、计算各管段沿程阻力损失lyRP 5 5、计算各管段局部阻力损失、计算各管段局部阻力损失dPPj管段管段11500第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题6 6求各管段的压力损失求各管段的压力损失 7 7求环路总压力损失求环路总压力损失8 8计算富裕压力值。计算富裕压力值。 考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计考
17、虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计中未计入的压力损失，因此要求留有中未计入的压力损失，因此要求留有1010的富裕的富裕度度9 9确定通过立管确定通过立管第二层散热器环路中各管段的管第二层散热器环路中各管段的管径。径。 第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题1 1）求通过）求通过I I2 2的作用压力的作用压力PaPgHfgh1285350)92.96181.977(681. 9)(P2122 2）求通过）求通过I I2 2环路的管径环路的管径管段管段1616、1515与与1414、1 1并联，由节点压力平衡得并联，
18、由节点压力平衡得PaPjy499328181285PPPP14, 11 II21615）（，a)a)求求R Rpjpj第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题211616151514141 11 11616第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题21 16 161515 14 14 1 1 3 3 6 hg14, 11 II21615PPPP）（，jyPmPalPRpj/9 .495 . 016,15b)b)确定管段确定管段1515、1616的的d
19、 d，R R，v v3 3）求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率）求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率%5100499524499)(161516,15161512，PPPPxjy在允许范围之内。在允许范围之内。u10.10.确定通过立管确定通过立管第三层散热器环路中各管段的管径。第三层散热器环路中各管段的管径。 管段管段1515、1717、1818与与1313、1414、1 1并联并联1413, 11II3181715PPPP，）（jyP不平衡率不平衡率x x1313超过超过15%15%，但管段，但管段1717，1818已选用最小管径，已选用最小管径，剩余压力用第三层散热器支管的阀门
20、消除。剩余压力用第三层散热器支管的阀门消除。第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题21161616161 11 1318181717181815151414131321 1 1 hg3 hg18181717，15151313，14141413, 11 II3181715PPPP，）（jyP11.11.确定通过立管确定通过立管IIII各层环路各管段的管径。各层环路各管段的管径。 1 1）计算通过）计算通过II1II1的作用压力，选取管径，进行阻力计算。的作用压力，选取管径，进行阻力计算。2 2）由节点压力平衡原理，计算）
21、由节点压力平衡原理，计算II2II2及及II3II3。PaPgHfgh818350)92.96181.977(381. 9)(P1 II12.12.依次计算其它立管。依次计算其它立管。 第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题管段管段19-2319-23与与12-1412-14、1 1、2 2并联，由节点压并联，由节点压力平衡可得：力平衡可得：PaPjy132PPPP14122, 11I1 II2319，）（pjR1 IIxP,，Rvd计算思路总结计算思路总结重力双管重力双管 1.1.确定最不利环路。确定最不利环路。 2
22、.2.计算最不利环路计算最不利环路I I1 1。 3.3.计算计算I I2 2环路，并考察环路，并考察I I2 2与与I I1 1的不平衡率。的不平衡率。(for(for垂直失调垂直失调) ) 4.4.同理完成同理完成I I3 3 I In n环路的计算。环路的计算。5.5.同理，由一层至三层计算立管同理，由一层至三层计算立管IIII，并考察各层的不平衡，并考察各层的不平衡率以及立管率以及立管IIII与立管与立管I I的不平衡率。的不平衡率。 (for水平失调水平失调) 计算方法总结计算方法总结(continue)(continue) 对某一环路的计算步骤对某一环路的计算步骤 1 1）求管段流
23、量）求管段流量(kg/h)(kg/h)。 2 2）求作用压力和平均比摩阻）求作用压力和平均比摩阻。 3 3）查水力计算表，得实际管径及对应的）查水力计算表，得实际管径及对应的R R，v v。对并联管段不平衡率的计算方法对并联管段不平衡率的计算方法 4 4）计算实际的压力损失。）计算实际的压力损失。%100P作用实际作用PPx注：资用压力由并联环路节点压降相等原理计算。注：资用压力由并联环路节点压降相等原理计算。 通过计算结果可知，第三层管段虽然采用了最通过计算结果可知，第三层管段虽然采用了最小管径，但它的压降不平衡率仍大于小管径，但它的压降不平衡率仍大于1515，这，这说明对于三层以上建筑物，
24、如采用上供下回式说明对于三层以上建筑物，如采用上供下回式的双管系统，垂直失调状况难以避免。的双管系统，垂直失调状况难以避免。第二节第二节 重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题重力（自然）循环双管供暖系统管路计算方法和计算例题第三节第三节 机械循环单管机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例热水供暖系统管路的水力计算方法和例题题一、例题一、例题 例题例题4 42 2 确定图确定图4 42 2机械循环垂直单管机械循环垂直单管顺流式热水供暖系统管路的管径。热媒参数：顺流式热水供暖系统管路的管径。热媒参数：供水温度供水温度9595，回水温度，回水温度7070。系统与外。系统与外网连
25、接。在引入口处外网的供回水压差为网连接。在引入口处外网的供回水压差为3030KpaKpa。图图4 42 2表示出系统两个支路中的一个支路。表示出系统两个支路中的一个支路。散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高为为3 3m m。 第三节第三节 机械循环单管机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题热水供暖系统管路的水力计算方法和例题图图4-94-9例题例题4-24-2的管路计算图的管路计算图第三节第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题1. 确定最不利环路确定最不利环路 2. 在轴侧图
26、上给立管和管段编号，并注明各管段的在轴侧图上给立管和管段编号，并注明各管段的热负荷和管长（按最不利环路编号）。热负荷和管长（按最不利环路编号）。3. 计算最不利环路各管段管径计算最不利环路各管段管径 PPGR实际的实际的R,v,d水力计算表水力计算表注：引入口处外网的供回水压差较大，为使系统中各环路的压力损失注：引入口处外网的供回水压差较大，为使系统中各环路的压力损失 易于平衡，按推荐的经济比摩阻易于平衡，按推荐的经济比摩阻R R确定管径。确定管径。 管段管段1 1hghgttQttcQG86. 0)(6 . 3257370957480086. 0 kg/h R：60-120 Pa/m查教材查
27、教材P418P418附录附录4-14-1水力计算表，得水力计算表，得 DN40用内插法算出用内插法算出R=116.41 Pa/m，v=0.552 m/s 2 .17461541.116lRPy Pa=(闸阀闸阀0.5+弯头弯头1.0)5 . 1查教材附录查教材附录4-34-3得得 72.148dP1 .22372.1485 . 1jP第三节第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题3 .19691 .2232 .1746jyPPP同理计算同理计算管段管段2-12（教材（教材P107P107表表4-44-4）4. 计算其它环路各管段管
28、径计算其它环路各管段管径 最不利环路（管段最不利环路（管段1-12）的总压损为）的总压损为8633 Pa，而入口，而入口处循环作用压力为处循环作用压力为30 kPa。剩余压头用阀门节流。剩余压头用阀门节流。第三节第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题立管立管IVIV1 1）求资用压力）求资用压力立管立管与管段与管段6 6、7 7并联，根据并联环路节点压力平衡得并联，根据并联环路节点压力平衡得 P/-P/,zh=(Py+Pj)6,7-P/,zh 注：P/,zh和P/,zh分别为水在立管和的散热器中冷却时产生的重力循环作用压头。立管
29、立管的资用压力为：的资用压力为：P/=(Py+Pj)6,7+P/,zh-P/,zh=2719 Pa 第三节第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题2 2）求）求Rp,j4 .817 .1627195 . 0,lPaRIVjp3 3）选管径，计算阻力损失、不平衡率）选管径，计算阻力损失、不平衡率 由由G G和求得的和求得的Rp,j，查水力计算表，确定管径，查水力计算表，确定管径DN15DN15，查得，查得v v、R R，求出立管压力损失为，求出立管压力损失为2941Pa2941Pa。 与立管与立管的不平衡率为：的不平衡率为： %2
30、. 8100271929412719)(14,13IVjyIVIVPPPPx在在15%15%以内，满足要求。以内，满足要求。 第三节第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题立管立管III与管段5-8并联，同理，其资用压力P/=(Py+Pj)5-8=2719 Pa 立管立管II与管段4-9并联，不平衡率25.3%，超出允许值。已选用最小管径，只能采用立管上的阀门节流。 立管立管I与管段3-10并联，同上，用立管阀门消除剩余压头 第三节第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和
31、例题 分析机械循环异程式热水供暖系统的水力计分析机械循环异程式热水供暖系统的水力计算结果，可以看出：算结果，可以看出： （1 1）、自然循环系统和机械循环系统虽然）、自然循环系统和机械循环系统虽然系统热负荷、立管数、热媒参数、供热半径都系统热负荷、立管数、热媒参数、供热半径都相同，但由于机械循环系统比摩阻、循环作用相同，但由于机械循环系统比摩阻、循环作用压力比自然循环系统大很多，所以机械循环系压力比自然循环系统大很多，所以机械循环系统的管径比自然循环系统小很多。统的管径比自然循环系统小很多。 （2 2）、有时机械循环异程式系统的最近立）、有时机械循环异程式系统的最近立管已选择了最小管径，可仍无
32、法与最不利环路管已选择了最小管径，可仍无法与最不利环路平衡，仍有过多的剩余压力，只能在系统初调平衡，仍有过多的剩余压力，只能在系统初调节和运行时，调节立管上的阀门解决这个问题节和运行时，调节立管上的阀门解决这个问题。第三节第三节 机械循环单管机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题热水供暖系统管路的水力计算方法和例题 说明机械循环异程式系统单纯用调整管径说明机械循环异程式系统单纯用调整管径的办法平衡阻力非常困难。容易出现近热远冷的办法平衡阻力非常困难。容易出现近热远冷的水平失调问题，所以系统作用半径较大时可的水平失调问题，所以系统作用半径较大时可考虑采用同程式系统。考虑采用同程式系统。
33、 为了减轻水平失调现象，除了采用同程式为了减轻水平失调现象，除了采用同程式系统型式外，还可以仍采用异程式系统系统型式外，还可以仍采用异程式系统但计但计算时先确定最近立管环路上各管段管径算时先确定最近立管环路上各管段管径，然后然后在不平衡率允许范围内，确定其他立管环路的在不平衡率允许范围内，确定其他立管环路的管径。这样做虽然会增大各立管管径，特别是管径。这样做虽然会增大各立管管径，特别是最不利环路各管段管径明显增大，增加了系统最不利环路各管段管径明显增大，增加了系统的初投资，但其水力计算方法简单，运行工作的初投资，但其水力计算方法简单，运行工作可靠，可与同程式系统经济比较后选用。可靠，可与同程式
34、系统经济比较后选用。 对于异程式系统还可以来用对于异程式系统还可以来用不等温降法不等温降法进进行水力计算。行水力计算。第三节第三节 机械循环单管机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法和例题热水供暖系统管路的水力计算方法和例题 在单管顺流式热水采暖系统中，如在单管顺流式热水采暖系统中，如图图4-104-10，两，两组散热器并联在立管上，立管流量经三通分配组散热器并联在立管上，立管流量经三通分配至各组散热。流进散热器的流量至各组散热。流进散热器的流量GsGs与立管流量与立管流量G Gl l 的比值，称为该组散热器的进流系数的比值，称为该组散热器的进流系数 ，即即lsGG图图4-10 4-10
35、顺流式系统散热器节点顺流式系统散热器节点 在垂直顺流式热水采暖系统中，当散热器单侧连接在垂直顺流式热水采暖系统中，当散热器单侧连接时，进流系数时，进流系数=1.0=1.0；当散热器双侧连接时，如果；当散热器双侧连接时，如果两侧散热器支管管径、长度、局部阻力系数都相等两侧散热器支管管径、长度、局部阻力系数都相等，则进流系数，则进流系数=0.5=0.5；如果散热器支管管径、长度；如果散热器支管管径、长度、局部阻力系数不相等时，可通过式、局部阻力系数不相等时，可通过式4-414-41计算。计算。11 1222 121()1()lddGGllll二、散热器进流系数由并联环路节点压力平衡，得由并联环路节
36、点压力平衡，得uI IuIIII12212,22211 .11)()(IIjIjPlRPlR222)43600(22dGdvdR若若d d1 1=d=d2 2, ,且摩擦阻力系数近似相等，则且摩擦阻力系数近似相等，则2GR 212,22211 ,11)()(IIdIdllRllRu式式( () )可改写成可改写成212,22211 ,121)()(IIdIIIdllGllG212212212,2211 ,1)()()(GGGGGllllIlIIIIdId212,2211 ,11)()(11IIdIdlIllllGGa 跨越式热水采暖系统中，由于一部分直接经跨越跨越式热水采暖系统中，由于一部分直
37、接经跨越管流入下层散热器，散热器的进流系数管流入下层散热器，散热器的进流系数取决于取决于散热器支管、立管，跨越管管径的组合情况和立散热器支管、立管，跨越管管径的组合情况和立管中的流量、流速情况，进流系数可查图管中的流量、流速情况，进流系数可查图4-114-11确确定。定。图图4-11 4-11 跨越式系统中散热器的进流系数跨越式系统中散热器的进流系数 三、计算步骤：计算步骤：1 1、首先计算通过最远立管的环路、首先计算通过最远立管的环路2 2、用同样的方法计算通过最近立管的环路、用同样的方法计算通过最近立管的环路3 3、求并联环路压力损失不平衡率、求并联环路压力损失不平衡率, ,使其不平衡率在
38、使其不平衡率在5%5%以内以内第三节第三节 机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算方法和例题注意：注意： 如水力计算结果和图示表明个别立管供回水节点间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，适当改变个别步骤地水力计算，适当改变个别供回水干管供回水干管的管段直径的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的，
39、使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。要求。第三节第三节 机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算方机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算方法和例题法和例题4.4.确定其它立管的管径。确定其它立管的管径。根据各立管的资用压力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。和立管各管段的流量，选用合适的立管管径。计算方法与例题计算方法与例题4-24-2的方法相同。的方法相同。5.5.求各立管的不平衡率。求各立管的不平衡率。根据立管的资用压力和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。立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。不平衡率应在
40、不平衡率应在10%10%以内。以内。第三节第三节 机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算方法和例题机械循环单管顺流同程式热水供暖系统管路的水力计算方法和例题第四节第四节 分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法一、分户采暖系统水力工况特点一、分户采暖系统水力工况特点1 1、室内有人时，散热器处于正常工作状态，无人、室内有人时，散热器处于正常工作状态，无人时，处于值班供暖状态。时，处于值班供暖状态。2 2、热消费水平与舒适度要求不同，不同的环路会、热消费水平与舒适度要求不同，不同的环路会对室温有不同的需求。对室温有不同的需求。3 3、用户环路
41、还有被调节与关闭的可能。、用户环路还有被调节与关闭的可能。 若户内系统的阻力远远大于供、回干管阻力，若户内系统的阻力远远大于供、回干管阻力，则系统的水力稳定性最好。所以分户采暖系统户内则系统的水力稳定性最好。所以分户采暖系统户内水平管的比摩阻尽可能取大些（水平管的比摩阻尽可能取大些（100-120Pa/m)100-120Pa/m)，单，单元立管的比摩阻取小些（元立管的比摩阻取小些（40-60Pa/m)40-60Pa/m) 。第四节第四节 分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法 二、户内水平采暖系统的水力计算原则与方法（以二、户内水平采暖系统的水力计
42、算原则与方法（以水平跨越式为例）水平跨越式为例） 水平跨越式水力计算的关键是如何确定散热器水平跨越式水力计算的关键是如何确定散热器的进流系数的进流系数ABKSZPPPP 为了计算方便，忽略重力循环自然附加压力的影响为了计算方便，忽略重力循环自然附加压力的影响，则，则22KKSSS GS GSKSKSGGS1111SSKSKSSKGGGGGGSGS第四节第四节 分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法 ()SAld常用管径的分流系数常用管径的分流系数a a u第四节第四节 分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与方法分户采暖热水供暖系统管路水力计算原则与
43、方法 例题例题4-4 4-4 根据上述公式，确定跨越管与散热器根据上述公式，确定跨越管与散热器的管径组合为的管径组合为DN15/DN15DN15/DN15时，散热器的进流系数时，散热器的进流系数。 例题4-5 某居民住宅水平跨越式分户采暖户内系统的阻力计算计算步骤：计算步骤：1 1、水平管与跨越管编号，并注明各管段的热负荷和管长。、水平管与跨越管编号，并注明各管段的热负荷和管长。2 2、计算各管段的管径、计算各管段的管径3 3、各管段的局部阻力系数的确定、各管段的局部阻力系数的确定4 4、跨越管的局部阻力与沿程阻力的计算、跨越管的局部阻力与沿程阻力的计算5 5、计算水平管的总阻力、计算水平管的
44、总阻力三、单元立管与水平干管采暖系统的水力计算原则与方法三、单元立管与水平干管采暖系统的水力计算原则与方法 （一）、单元立管的水力计算必须考虑重力循环自然附加压力的影响（一）、单元立管的水力计算必须考虑重力循环自然附加压力的影响 （二）、水平干管的计算方法（二）、水平干管的计算方法 水平供、回水干管的平均比摩阻，可参照传统采暖系统的平均比水平供、回水干管的平均比摩阻，可参照传统采暖系统的平均比摩阻的推荐范围来选取摩阻的推荐范围来选取 （三）、分户采暖的最大允许不平衡率控制（三）、分户采暖的最大允许不平衡率控制例题 4-6 确定分户供暖系统的立管与水平干管管径u计算方法及步骤：计算方法及步骤：（一）、确定立管及水平干管的管径（一）、确定立管及水平干管的管径1 1、管段编号、管段编号2 2、确定各管段的管径。（根据流量和平均比摩阻，查水力计、确定各管段的管径。（根据流量和平均比摩阻，查水力计算图表）算图表）（二）、不平衡率的计算（二）、不平衡率的计算
