第四章 室内热水供暖系统的水力计算

济南铁道职业技术学院

教师授课教案

20____/20____学年第____学期课程供热工程

1、掌握水力计算的主要计算公式。

2、掌握当量局部阻力法和当量长度法的概念及影响因素。

3、了解重力循环双管系统管路水力计算方法

旧知复习：局部阻力、沿程阻力

重点难点：

重点：水力计算的方法；当量局部阻力法和当量长度法。

难点：系统中各立管的平衡问题

教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）

一、复习（5分钟）

二、新课

热水供暖系统管路水力计算的基本公式（10分钟）

当量局部阻力法和当量长度法（10分钟）

室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法（10分钟）

重力循环双管系统管路水力计算方法和例题（50分钟）

三、小结及作业（5分钟）

课后作业：

1、什么叫当量长度法，局部阻力当量长度与哪些因素有关。

2、什么是最不利环路，怎样选择确定？

3、按例题的条件进行立管3与6环路的水力计算。

教学后记：

系统中各环路的平衡问题，同学们理解上有难度，需要在下次及以后的课上强调。

任课教师教研室主任

济南铁道职业技术学院授课教案附页 第 页

任课教师 郑枫 教研室主任 张风琴 年 月 日 第四章 室内热水供暖系统的水力计算

第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理

一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式

沿程损失，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；

局部损失，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。

ΔP ＝ΔP y +ΔP i ＝R l +ΔP i Pa

式中 ΔP ——计算管段的压力损失，Pa ；

ΔP y ——计算管段的沿程损失，Pa ；

ΔP i ——计算管段的局部损失，Pa ；

R ——每米管长的沿程损失，Pa ／m ；

l ——管段长度，m 。

计算管段，管路中水流量和管径都没有改变的管子。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。

设管段的沿程损失相当于某一局部损失j P ∆，则

2l d 2P 2

2d j ρυλρυξ==∆

l d d λξ=

(4—16) 式中 d ξ——当量局部阻力系数。

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。

某一管段的总局部阻力系数为ξ∑，设它的压力损失相当于流经管段l d 米长度的沿程损失，则

2

l d

Rl 2

2

d

d 2

ρυλ

ρυξ

==∑

λ

ξ

d

l d ∑= m

式中 l d 一一管段中局部阻力的当量长度，m 。

水力计算基本公式(4—1)，可表示为：

zh d j Rl )l l (R P Rl P =+=∆+=∆ Pa

式中 l zh ——管段的折算长度，m 。

当量长度法一般多用在室外热力网路的水力计算上。

第二节 重力循环双管系统管路水力计算方法和例题

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为

f g h f zh P )(gH P P P ∆+-=∆+∆=∆ρρ Pa 式中 P ∆——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/s 2；

H ——所计算的散热器中心与锅炉中心的高差，m ；

g ρ、h ρ一供水和回水密度，kg ／m 3；

f P ∆一水外循环环路中冷却的附加作用压力，Pa 。

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。

[例题4-1] [解] 计算步骤：

1．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 l (1500W)的环路。这个环路从散热器I l 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。

2．计算通过最不利环路散热器I l 的作用压力/Id P ∆，根据式(4—24)

f g h /I1P )(gH P ∆+-=∆ρρ Pa

查附录3—2，得f P ∆＝350Pa 。根据供回水温度，查附录3-1，得h ρ=977.81kg/m 3,g ρ=961.92 kg/m 3,将已知数字代入上式，得

818Pa 350)92.96181.977(381.9P /I1=+-⨯=∆

3．确定最不利环路各管段的管径d 。

(1)求单位长度平均比摩阻

根据式(4—23)

I1/I1pj l /P R ∑∆=α

式中 I1l ∑——最不利环路的总长度，m ；

I1l ∑=2+8.5+8+8+8+8+15+8+8+8+8+11+3+3=106.5m

α——一沿程损失占总压力损失的估计百分数；查附录4—6，得α=50%

将各数字代入上式，得

84.35

.1068185.0R pj =⨯= Pa/m (2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：

/h

/g /h /g 3t t 86Q .0)t t (10187.43600Q G -=-⨯= kg/h 式中 Q ——管段的热负荷，W ；

/g t ——系统的设计供水温度，℃

/h t ——系统的设计回水温度，℃

(3)根据G 、R pj ，查附录表4— …… 此处隐藏：1751字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……