1、第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖,教學(xué)目的：掌握熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算 和水壓圖的利用 教學(xué)重點(diǎn)：水壓圖的繪制和利用 教學(xué)難點(diǎn)：水壓圖的繪制,熱水網(wǎng)路水力計(jì)算的主要任務(wù)：,1、按已知的熱媒流量和壓力損失，確定管道的直徑； 2、按已知熱媒流量和管道直徑，計(jì)算管道的壓力損失； 3、按已知管道直徑和允許壓力損失，計(jì)算或校核管道中的流量。,第一節(jié) 熱水網(wǎng)路水力計(jì)算的基本公式,第二節(jié) 熱水網(wǎng)路水力計(jì)算方法和例題,2確定熱水網(wǎng)路的主干線及其沿程比摩阻.,熱水網(wǎng)路水力計(jì)算是從主干線開(kāi)始計(jì)算。網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條管線，稱為主干線。在一般情況下，熱水網(wǎng)路各用戶要求預(yù)留的作用壓差是基本相等的，所以通常從熱源到

2、最遠(yuǎn)用戶的管線是主干線。 根據(jù)熱網(wǎng)規(guī)范，在一般的情況下，熱水網(wǎng)路主干線的設(shè)計(jì)平均比摩阻，可取40一80Pa/m進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于采用間接連接的熱水網(wǎng)路系統(tǒng)，根據(jù)北歐國(guó)家的設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用主干線的平均比摩阻值比上述規(guī)定的值高，有達(dá)到l00Pam的。,3報(bào)據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計(jì)算流量和初步選用的平均比摩阻R值，利用附錄9-1確定主干線各管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑和相應(yīng)的實(shí)際比摩阻。 4根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)管徑和管段中局部阻力的形式查附錄9-2, 確定各管段局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度總和，以及管段的折算長(zhǎng)度 。 5根據(jù)管段的折算長(zhǎng)度以及由附錄9-1查到的比摩阻，計(jì)算主干線各管段的總比降。 6主干線水力計(jì)算完成后，便可進(jìn)行熱水

3、網(wǎng)路支干線、支線等水力計(jì)算。應(yīng)按支干線、支線的資用壓力確定其管徑，但熱水流速不應(yīng)大于，同時(shí)比摩阻不應(yīng)大于300 Pam。,第三節(jié) 水壓圖的基本概念,一、水壓圖的優(yōu)點(diǎn) 水壓圖的優(yōu)點(diǎn)可以清晰地表示出熱水管道上各點(diǎn)的壓力。 通過(guò)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)和熱水網(wǎng)路水力計(jì)算的闡述，可以看出：水力計(jì)算只能確定熱水管道中各管段的壓力損失(壓差)值，但不能確定熱水管道上各點(diǎn)的壓力(壓頭)值。,二、水壓圖的理論基礎(chǔ)伯努利能量方程,三、有關(guān)水壓圖的幾個(gè)概念,四、熱水供暖系統(tǒng)的水壓圖,2、繪制水壓圖的方法,設(shè)有室內(nèi)機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)(圖94)，膨脹水箱1連接在循環(huán)水泵2進(jìn)口側(cè)O點(diǎn)處。如設(shè)其基準(zhǔn)面為OO，并以縱坐標(biāo)代表供暖

4、系統(tǒng)的高度和測(cè)壓管水頭的高度，橫坐標(biāo)代表供暖系統(tǒng)水平干線的管路計(jì)算長(zhǎng)度；利用前述方法，可在此坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)繪出供暖系統(tǒng)供、回水管的水壓曲線和縱斷面圖。這個(gè)圖組成了室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水壓圖。,（1）、設(shè)基準(zhǔn)面 （2）設(shè)膨脹水箱的水位高度為jj。如系統(tǒng)中不考慮漏水或加熱時(shí)水膨脹的影響，即認(rèn)為系統(tǒng)已處于穩(wěn)定狀況，不再發(fā)生變化，因而在循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，膨脹水箱的水位是不變的。O點(diǎn)處的壓頭(壓力)就等于Hj(mH 2O)。 （3）畫(huà)靜水壓線。 因?yàn)樗涣?，系統(tǒng)中各點(diǎn)壓力相等，且都等于定壓點(diǎn)，即膨脹水箱的高度，那么系統(tǒng)靜水壓線為一條平行于基準(zhǔn)面的高度等于膨脹水箱高度的水平線，畫(huà)出各點(diǎn)的靜水壓線。,（4）畫(huà)動(dòng)水壓

5、線 O點(diǎn)處的壓頭不論在系統(tǒng)工作時(shí)還是停止運(yùn)行時(shí)，都是不變的，等于膨脹水箱的高度，那么動(dòng)壓線的起點(diǎn)與靜壓線在此處重合，即圖中的O點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，由于水泵驅(qū)動(dòng)水在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，A點(diǎn)的測(cè)壓管水頭必然高于O點(diǎn)的測(cè)壓管水頭，兩者之間的差值就是OA的壓力損失，這樣A點(diǎn)的測(cè)壓管水頭就確定了，即圖中的點(diǎn)，同理可以確定其它各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭高度。,（5）從動(dòng)水壓線上可以清楚地知道各管段的壓力損失和水泵的揚(yáng)程?？梢郧宄刂老到y(tǒng)工作對(duì)各點(diǎn)的壓力大小。 如將膨脹水箱連接在熱水供暖系統(tǒng)的供水干管上，此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力都降低了。同時(shí)，如供暖系統(tǒng)的水平供水干管過(guò)長(zhǎng)，阻力損失較大，則有可能在干管上出現(xiàn)負(fù)壓（如圖9-

6、5），供水干管的壓力低于大氣壓力，就會(huì)吸入空氣或發(fā)生水的汽化，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以在機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中，膨脹水箱的膨脹管應(yīng)連接在循環(huán)水泵吸入口側(cè)的回水干管上。,3、膨脹水箱的作用 貯存，定壓，排氣（重力循環(huán)） 4、熱水供熱系統(tǒng)水壓曲線的位置，取決于定壓裝置對(duì)系統(tǒng)施加壓力的大小和定壓點(diǎn)的位置。采用膨脹水箱定壓的系統(tǒng)各點(diǎn)壓力，取決于膨脹水箱安裝高度和膨脹管與系統(tǒng)的連接位置。,第四節(jié) 熱水網(wǎng)絡(luò)水壓圖,通過(guò)繪制熱水網(wǎng)路的水壓圖，用以全面地反映熱網(wǎng)和各熱用戶的壓力狀況，并確定保證使它實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施。 一、熱水網(wǎng)路壓務(wù)狀況的基本技術(shù)要求 1、在與熱水網(wǎng)路直接連接的用戶系統(tǒng)內(nèi)，壓力不應(yīng)超過(guò)該用戶系統(tǒng)

7、用熱設(shè)備及其管道構(gòu)件的承壓能力。（保證設(shè)備不壓壞） 如柱形鑄鐵散熱器的承壓能力 為Pa，作用在該用戶系統(tǒng)最底層散熱器的表壓力，無(wú)論在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行或停止運(yùn)行時(shí)都不得超過(guò) Pa。,2、在高溫水網(wǎng)路和用戶系統(tǒng)內(nèi)，水溫超過(guò)100的地點(diǎn)，熱媒壓力應(yīng)不低于該水溫下的汽化壓力。（保證熱水不汽化） 3、與熱水網(wǎng)路直接連接的用戶系統(tǒng)，無(wú)論在網(wǎng)絡(luò)循環(huán)水泵運(yùn)行或停止運(yùn)行，其用戶系統(tǒng)回水管出口處的壓力必須高于用戶系統(tǒng)的充水高度，以防止系統(tǒng)倒空吸入空氣，破壞正常運(yùn)行和腐蝕管道。（保證系統(tǒng)不倒空） 4、網(wǎng)路回水管內(nèi)任何一點(diǎn)的壓力，都應(yīng)比大氣壓力至少高出5mH2O，以免吸入空氣。 5、在熱水網(wǎng)路的熱力站或用戶引入口處，供、回水

8、管的資用壓差，應(yīng)滿足熱力站或用戶所需的作用壓力。,二、繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的步驟和方法,1、以網(wǎng)路循環(huán)水泵的中心線的高度（或其它方便的高度）為基準(zhǔn)面，一定的比例尺作出標(biāo)高的刻度。 2、選定靜水壓曲線的位置。 靜水壓曲線是網(wǎng)路循環(huán)水泵停止工作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭的連接線，是一條水平的直線，靜水壓曲線的高度必須滿足下列的技術(shù)要求： （1）、在與熱水網(wǎng)路直接連接的用戶系統(tǒng)內(nèi)，底層散熱器的所承受的靜水壓力不應(yīng)超過(guò)散熱器的承壓能力。 （2）、熱水網(wǎng)路及與它直接連接的用戶系統(tǒng)內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)汽化和倒空。 選定的靜水壓曲線位置靠系統(tǒng)所采用的定壓方式來(lái)保證。目前，國(guó)內(nèi)的熱水供熱系統(tǒng)中，最常用的定壓方式是采用高

9、位水箱或采用補(bǔ)給水泵定壓,回水管的動(dòng)水壓曲線的位置應(yīng)滿足下列要求 （1）最低位置要求：直接連接的用戶不倒空和網(wǎng)絡(luò)上任何一點(diǎn)的壓力不低于5 mH2O的要求 （2）最高位置要求：滿足技術(shù)要求第一條，與網(wǎng)絡(luò)直接連接時(shí)，回水管的壓力不能超過(guò)4bar(Pa)。用戶系統(tǒng)最底層散熱器所承受的壓力就是熱網(wǎng)回水管在用戶引入口的出口處的壓力。,3、選定回水管的動(dòng)水壓曲線的位置,4、選定供水管動(dòng)水壓曲線的位置,供水管動(dòng)水壓曲線的位置應(yīng)滿足下列要求： （1）、網(wǎng)絡(luò)供水干管以及與網(wǎng)絡(luò)直接連接的用戶系統(tǒng)的供水管中，任何一點(diǎn)都不應(yīng)出現(xiàn)汽化； （2）在網(wǎng)絡(luò)上任何一處用戶引入口或熱力站的供、回水管之間的資用壓差，應(yīng)能滿足引入口

10、或熱力站所要求的循環(huán)壓力。,用戶系統(tǒng)的壓力損失與用戶的連接方式和用戶入口設(shè)備有關(guān),直接連接的供暖系統(tǒng)約為（12）mH2O； 直接連接的暖風(fēng)機(jī)供暖系統(tǒng)或大型的散熱器供暖系統(tǒng)約為（25） mH2O ； 水噴射器的供暖系統(tǒng)，約為（810） mH2O ； 水水換熱器間接連接的用戶系統(tǒng)，約為（38） mH2O 實(shí)際水泵的揚(yáng)程,3、選擇循環(huán)水泵的注意事項(xiàng),（1）、GH特性曲線，要在水泵工作點(diǎn)附近比較平緩（以便當(dāng)網(wǎng)絡(luò)水力工況發(fā)生變化時(shí)，循環(huán)水泵的揚(yáng)程變化較?。诉x用單級(jí)水泵。 （2）、循環(huán)水泵的承壓、耐溫能力應(yīng)與熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)相適應(yīng)。多安裝在熱網(wǎng)回水管上。 （3）、工作點(diǎn)應(yīng)在水泵高效工作范圍內(nèi)。 （4）、

11、臺(tái)數(shù)確定與供熱調(diào)節(jié)方式有關(guān)。不得少于兩臺(tái)以備用。 （5）、多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)繪制水泵和熱網(wǎng)水力特性曲線，確定其工作點(diǎn)，進(jìn)行水泵選擇。 力損失較大，則有可能在干管上出現(xiàn)負(fù)壓,思考題：為什么機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)不能把膨脹水箱連接在供水總立管上？,(1)定壓點(diǎn)設(shè)在循環(huán)水泵入口前的回水干管上。既能限制水泵吸水管路的壓力降，避免水泵出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，又能使循環(huán)水泵的揚(yáng)程作用在循環(huán)管路和散熱設(shè)備中，保證有足夠的壓力克服流動(dòng)阻力，使水在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)?？梢员ＷC系統(tǒng)中各點(diǎn)的壓力穩(wěn)定，使系統(tǒng)壓力分布更合理。,思考題：為什么機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)不能把膨脹水箱連接在供水總立管上？,(2)如果象自然循環(huán)系統(tǒng)那樣，定壓點(diǎn)處的靜水壓力（膨脹水箱的水面至供水干管最高處段的水柱高度）較小，這段的水柱壓力將用來(lái)克服管路系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力。因機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)水流速度大