室外供热管网管道的水力计算.doc

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1、 室外供热管网管道的水力计算第一节 管道水力计算图绘制第二节 确定计算管路 第三节 比摩阻的选择第四节 阻力平衡的原则及措施第五节 水力计算第一节 管道水力计算图绘制1、在进行热水网路水力计算前，首先应该按比列绘制管网平面布置图，将其中的管道布置部分单独取出来就为水力计算图，在水力计算图中标明各个管段的长度，及各个管段的热负荷。2、在进行热水管网的水力计算时，应注意提高整个供热系统的水力稳定性，为防止水力失调可以采取以下措施：（1） 减小管网干管的压力损失，在计算时宜选取较小的比压降，适当加大管径； （2）增大热网用户系统的压力损失，一般在热用户入口处安装手动调节阀，调压孔板，控制和调节入口压

2、力；（3）高温水采暖系统的热源内部压力损失，对管网的水力稳定性也有影响，一般在热源内部留有一定的富裕压头，在正常情况下，富裕压头消耗在循环水泵的出口阀门。当管网流量发生变化引起热源出口的压力变化时，可调循环水泵出口阀门的开度，使出口压力保持稳定。3、供热管网的管径，不论热负荷多少，均应不小于50mm，而通往各单体建筑物（热用户）的管径对于热水管网一般不宜小于32mm。4、热水采暖管网，宜采用双管闭式系统，其供回水管道应采用相同的管径。第二节 确定计算管路热水网路水力计算是从主干线开始。网路中平均比摩阻最小的一条干线，称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差基本相等，所以通常从

3、热源到最远用户的干线是主干线。须指出的是在选择主干线时考虑长度是比较长的，而不是最长的。选择主干线应将管线长度和负荷最大值结合在一起综合考虑。本设计网路的主干线为高区1-14号计算管段，低区1-25号计算管段，标号见附图2。第三节 比摩阻的选择 主干线的平均比摩阻R值，对确定整个管网的管径起着决定性的作用。选用比摩阻R值越大，需要的管径越小，因而降低了管网的基本投资和热损失，但网路循环水泵的投资及运行电耗也随之增大，这就需要确定一个经济比摩阻，使得在规定的计算年限内总费用为最小。经济比摩阻应根据工程具体条件确定。查热网规范，确定热水热力管径以及阻力。比摩阻的计算公式可以从达西维斯纳查赫德达到如

4、下：每米管长的延程损失，可用流体力学的达西维斯巴赫公式进行计算 （4-3.1） 式中 管段的摩擦阻力系数； d管子内径，m 热媒在管内的流速，m/s 热媒的密度，/m3网主干线管径时，宜采用经济比摩阻，支线及干线设计比摩阻的确定应按容许压降的原则确定。对一个热水网路，当设计供回水温度及设计热负荷确定后，各管段的计算流量随之确定。当选用较高流速，即选用较大的比摩阻时，管径可较小，因而降低了管网的投资和热损失费用；但管网的总压力损失增大，电能的耗费要增大。因而，可以按年计算费用为最小的原则，来确定其经济比摩阻。查热能工程设计手册，附推荐比压降：选择值如下：设计供回水温差/比压降h(Pa/m)推荐值

5、40408040606080经济比摩阻按以下原则选择 设计供回水温差小时，比压降取下限，反之取上限。 附表中的数值适合用于供热距离在210km范围内，当供热距离小于4km时，比压降取值应加大，反之应减小。 热水热网支干线应按容许压降确定管径。介质流速不小于3.0m/s时，对于连接两个或以上热力站的支干线比压降不应大于300Pa/m。考虑目前设计中的实际情况以及热网水力稳定性的要求，水力计算时，我们采用指导老师的计算程序，经过反复输入比摩阻得出比较合理的水力计算结果。最后的输入的比摩阻为低温水3070 Pa/m。参阅供热工程：第四节 阻力平衡原则及措施暖通规范规定：热水供暖系统最不利循环环路与各

6、并联环路之间（不包括共同管段）的计算压力损失相对差额，不应大于15%。在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路分支管段的比摩阻和流速。在水力计算中，管道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；而管道系统后半部供水干管的比摩阻R值，宜选用稍大于回水干管的R值。为消除剩余压头所采用的具体措施为：通常在用户引入口或热力站处安装调压板、调压阀门或流量调节器。调压板用于调整各建筑物入口供水管上的压力。调节孔板价格较低，但孔板易堵塞，磨损大，易腐蚀而使孔变大。适合于二次管网，造价低。应用截止阀具有节约投资，不易阻塞，便于检修等优点。调节阀调节性能好，其阀瓣

7、启升高度与通过流量的大小近似呈线性关系。尽管调节阀的价格比截止阀贵好几倍，但截止阀一般不作流量调节和压力调节作用，而调节阀的调节性能优于截止阀。本系统采用孔板调节，用于热水网路的调压板，一般用不锈钢或铝合金制成。不锈钢制的调压板的厚度，一般为2-3mm。调压板通常安装在供水管上，也可装在回水管上。流体流过调压孔板，其水流线收缩，然后压力有所回升。起压力恢复程度与孔板直径与管子内径的比例（d/DN）有关。对选用d/Dn0.2的孔板，调压板的孔径可近似用以下公式计算 d=10(Gt2 /H)1/4 mm式中 d调压板的孔径，mm，为防止堵塞，孔径不小于3 mm； Gt管段的计算流量，t/h; H调

8、压板需消耗的剩余压头。对选用d/Dn0.2的孔板，宜根据有关节流装置的专门资料，利用计算公式或线算图来选择调压板的孔径。调压板的优点是安装简单，价格较低，但不能进行进一步的调节；调压阀门的优点是可以在安装后系统运行的过程中进行调节，调节量较大，但价格较高。本次设计采用调压板，即孔板调压。第五节 水力计算1 供热管道水力计算的一般要求 在进行热水网路水力计算之前，首先应该按比例绘制管网平面布置图，图中标明热源位置，管道上所有附件和配件，每个计算管段的热负荷及其长度等。 在进行热水管网的水力计算时，应注意提高整个供热系统的水力稳定性，为防止水力失调可以采取以下措施：减少管网干管的压力损失，计算时宜

9、选取较小的比摩阻，适当加大管径；增大热网用户系统的压力损失，一般在热用户入口处安装手动调节阀（或平衡阀）、调压孔板、控制和调节入口压力；高温水采暖系统的热源内部压力损失对管网的水力稳定性也有影响，一般在热源内部留有一定的富裕压头，在正常情况下，富裕压头消耗在循环水泵的出口阀门。当管网流量发生变化引起热源出口的压力变化时，可调整循环水泵出口阀门的开度，使出口压力保持稳定。 供热管网的管径DN，不论热负荷是多少，均不应小于50mm，而通往各单体建筑物（热用户）的管径对于热水管网一般不宜小于32mm。 热水采暖管网，宜采用双管闭式系统，其供回水管道应采用相同的管径。2 供热管网水力计算的主要任务：

10、按设计流量和允许的压力降选择管径； 按设计流量和所选择的管径计算压力损失，确定或分配各用户的入口压力； 按已确定的管径和管道始终点压力校核管道计算流量是否合适。3.供热管网水力计算的方法及步骤： （1）确定热水网路中各个管段的计算流量（2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻 （3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均比摩阻R值，利用供热工程课本的附录9-1的水力计算表，确定主干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。（4）根据选用的标准管径和管段中局部阻力的形式，查供热工程课本附录9-2，确定各管段局部阻力的当量长度的总和，以及各管段的折算长度 。（5）根据管段的折算长度以及由附录9-

11、1查到的比摩阻，利用，计算主干线各管段的总压降。（6）主干线水力计算完成后，便可进行热水网路支干线、支线等水力计算。应按支干线、支线的资用压力确定其管径，但热水流速不应大于3.5m/s,同时比摩阻不应大于300Pa/m(见热网规范规定)。规范中采用了两个控制指标,实质上是对管径DN400mm的管道，控制其流速不得超过3.5m/s（尚未达到300Pa/m）；而对管径DN400mm的管道，控制其比摩阻不得超过300Pa/m（如对DN50的管子，当R=300 Pa/m时，流速今约为0.9 m/s）。4 本次设计采用指导老师给出的计算机程序进行计算，软件的编程根据水力计算的步骤进行的。在用软件进行计算

12、时只需将各个管段的编号、长度和负荷，及各个管段阀门、三通等输入即可计算出结果。低压区的水力计算结果如下:=NO Q(W) L(m) P0 ZF ZST FST WT TB JF=001 59760 16.9 3.0 0 0 2 2 0 0002 102960 16.0 0.0 0 2 0 0 0 0003 146160 19.6 0.0 0 2 0 4 0 0004 188460 14.7 0.0 0 2 0 0 0 0005 230760 15.1 0.0 0 2 0 0 0 0006 273060 22.1 0.0 0 2 0 2 0 0007 366660 23.6 0.0 0 2 0

13、0 0 0008 579960 2.5 0.0 0 2 0 0 0 0009 1023588 32.5 0.0 0 2 0 0 0 0010 1236888 35.0 0.0 0 2 0 0 0 0011 1509948 35.0 0.0 0 0 2 0 0 0012 1704961 10.7 0.0 0 2 0 0 0 0013 1747261 13.9 0.0 0 2 0 0 0 0014 1789561 14.9 0.0 0 2 0 0 0 0015 1831861 10.6 0.0 0 2 0 2 0 0016 1918261 38.0 0.0 0 2 0 2 0 0017 19413

14、01 65.1 0.0 0 2 0 2 0 0018 2057941 36.0 0.0 0 2 0 0 0 0019 2174581 36.0 0.0 0 2 0 0 0 0020 2389977 36.0 0.0 0 2 0 0 0 0021 2647827 0.7 0.0 0 2 0 0 0 0022 2665647 9.6 0.0 0 2 0 0 0 0023 2683467 20.7 0.0 0 2 0 0 0 0024 3229737 12.5 0.0 0 0 2 0 0 0025 4419942 157.8 0.0 0 0 0 2 0 0026 43200 4.0 3.0 2 0

15、2 0 0 1027 43200 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1028 42300 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1029 42300 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1030 42300 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1031 93600 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1032 43200 19.9 3.0 2 2 0 2 0 1033 86400 19.6 0.0 0 2 0 4 0 0034 128700 15.7 0.0 0 2 0 0 0 0035 171000 13.8 0.0 0 2 0 0 0 0036 213300 11.8 0.0 0 0 2

16、0 0 0037 43200 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1038 42300 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1039 42300 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1040 42300 4.0 3.0 2 0 2 0 0 1041 46080 23.2 3.0 2 2 0 2 0 1042 138114 15.7 0.0 0 2 0 0 0 0043 184194 8.6 0.0 0 2 0 4 0 0044 221094 10.6 0.0 0 2 0 0 0 0045 313128 14.4 0.0 0 2 0 0 0 0046 350028 37.4 0.0 0 2 0

17、2 0 0047 443628 33.0 0.0 0 0 2 0 0 0048 92034 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1049 46080 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1050 36900 4.4 0.0 2 0 2 0 0 1051 92034 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1052 36900 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1053 93600 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1054 43200 20.1 0.0 2 2 0 2 0 1055 86400 20.1 0.0 0 2 0 4 0 0056 128700 16.1 0.0 0 2 0 0 0

18、0057 171000 13.8 0.0 0 2 0 0 0 0058 213300 10.8 0.0 0 0 2 0 0 0059 43200 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1060 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1061 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1062 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1063 59760 16.5 0.0 2 0 2 2 0 1064 102960 16.4 0.0 0 2 0 0 0 0065 146160 18.9 0.0 0 2 0 4 0 0066 188460 15.7 0.0 0 2 0 0 0

19、 0067 230760 13.7 0.0 0 2 0 0 0 0068 273060 11.4 0.0 0 0 2 0 0 0069 43200 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1070 43200 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1071 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1072 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1073 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1074 79567 35.5 0.0 2 2 0 2 0 1075 195013 39.3 0.0 0 0 2 2 0 0076 35880 19.3 0.0 2 0 2 0 0 1

20、077 79567 3.9 0.0 2 0 2 0 0 1078 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1079 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1080 42300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1081 43200 18.7 0.0 2 2 0 2 0 1082 86400 10.2 0.0 0 0 2 0 0 0083 43200 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1084 23040 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1085 38880 19.6 0.0 2 2 0 2 0 1086 77760 16.9 0.0 0 2 0 0 0 0087 11

21、6640 18.8 0.0 0 0 2 0 0 0088 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1089 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1090 38880 19.3 0.0 2 2 0 2 0 1091 77760 15.6 0.0 0 2 0 0 0 0092 116640 20.4 0.0 0 0 2 0 0 0093 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1094 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1095 45478 54.4 0.0 2 2 0 2 0 1096 90956 11.8 0.0 0 0 2 0 0 0097 9875

22、6 62.8 0.0 0 2 0 4 0 0098 137636 12.3 0.0 0 2 0 0 0 0099 176516 13.8 0.0 0 2 0 0 0 0100 215396 23.7 0.0 0 0 2 0 0 0101 45478 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1102 7800 39.7 0.0 2 2 0 2 0 1103 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1104 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1105 38880 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1106 103950 62.3 0.0 2 2 0 6 0 1107 15525

23、0 15.4 0.0 0 2 0 0 0 0108 206550 18.2 0.0 0 2 0 0 0 0109 257850 29.3 0.0 0 0 2 0 0 0110 51300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1111 51300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1112 51300 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1113 17820 4.9 0.0 2 0 2 0 0 1114 17820 4.9 0.0 2 0 2 0 0 1115 23760 52.8 0.0 2 2 0 2 0 1116 47520 9.3 0.0 0 0 2 0 0 0117 312720 4

24、2.1 0.0 0 2 0 4 0 0118 416670 55.9 0.0 0 2 0 4 0 0119 459870 16.5 0.0 0 2 0 0 0 0120 503070 17.3 0.0 0 2 0 0 0 0121 546270 23.7 0.0 0 0 2 0 0 0122 23760 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1123 265200 36.0 0.0 2 0 2 2 0 1124 103950 4.1 0.0 2 0 2 0 0 1125 43200 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1126 43200 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1127 43200

25、 4.0 0.0 2 0 2 0 0 1128 26730 20.3 0.0 2 2 0 2 0 1129 53460 23.2 0.0 0 2 0 0 0 0130 76140 11.9 0.0 0 2 0 0 0 0131 98820 23.2 0.0 0 2 0 0 0 0132 121500 13.8 0.0 0 2 0 0 0 0133 144180 39.5 0.0 0 2 0 2 0 0134 288360 26.0 0.0 0 2 0 0 0 0135 432540 25.9 0.0 0 2 0 0 0 0136 576720 32.2 0.0 0 2 0 0 0 0137 633910 24.9 0.0 0 2 0 0 0 0138 735970 24.8 0.0 0 2 0 0 0 0139 898605 25.0 0.0 0 2 0 0 0 0140 1044405 26.2 0.0 0 0 2 0 0 0141 1190205 20.0 0.0 0 2 0 2 0 0142 26730 4.1 0.0 2 0 2 0 0 1143 22680 4.1 0.0 2 0 2 0 0 1144 22680