室外供热管网管道的水力计算.docx

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，mV热媒在管内的流速，m/sP热媒的密度，kgm3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Ah(Pam)推荐值<4040-8040-6060-80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21Okm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3.0ms时，对于连接两个或以上热力站的支干线比压降不应大于300Pamo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307OPa/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(dDN)有关。对选用dDn<O.2的孔板，调压板的孔径可近似用以下公式计算d=10(Gt2/H)11mm式中d调压板的孔径，mm,为防止堵塞，孔径不小于3mm；Gt管段的计算流量，t/h;H一一调压板需消耗的剩余压头。对选用dDn>0.2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。（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。2.供热管网水力计算的主要任务：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乙。（5）根据管段的折算长度以及由附录9-1查到的比摩阻，利用=R（l+ld）=RLhf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3.5ms,同时比摩阻不应大于300Pam（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DN2400mm的管道，控制其流速不得超过3.5ms（尚未达到300Pam）;而对管径DNV400mm的管道，控制其比摩阻不得超过300Pam（如对DN50的管子,当R=300Pa/m时,流速今约为0.9ms）04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：NOQ(W)L(m)POZFZSTFSTWTTBJFOOl5976016.93.0OO22OO00210296016.00.0O2OOOO00314616019.60.0O2O4OO00418846014.70.0O2OOOO00523076015.10.0O2OOOO00627306022.10.0O2O2OO00736666023.60.0O2OOOO0085799602.50.0O2OOOO009102358832.50.0O2OOOOOlO123688835.00.0O2OOOOOll150994835.00.0OO2OOO012170496110.70.0O2OOOO013174726113.90.0O2OOOO014178956114.90.0O2OOOO015183186110.60.0O2O2OO016191826138.00.0O2O2OO017194130165.10.0O2O2OO018205794136.00.0O2OOOO019217458136.00.0O2OOOO020238997736.00.0O2OOOO02126478270.70.0O2OOOO02226656479.60.0O2OOOO023268346720.70.0O2OOOO024025026027028029030031032033034035036037038039040041042043044045046047048049050051052053054055056057058059060061062063064065066067322973712.50.00020004419942157.80.0000200432004.03.0202001432004.03.0202001423004.03.0202001423004.03.0202001423004.03.0202001936004.03.02020014320019.93.02202018640019.60.002040012870015.70.002000017100013.80.002000021330011.80.0002000432004.03.0202001423004.03.0202001423004.03.0202001423004.03.02020014608023.23.022020113811415.70.00200001841948.60.002040022109410.60.002000031312814.40.002000035002837.40.002020044362833.00.0002000920344.00.0202001460804.00.0202001369004.40.0202001920344.00.0202001369004.00.0202001936004.00.02020014320020.10.02202018640020.10.002040012870016.10.002000017100013.80.002000021330010.80.0002000432004.00.0202001423004.00.0202001423004.00.0202001423004.00.02020015976016.50.020220110296016.40.002000014616018.90.002040018846015.70.002000023076013.70.002000006827306011.40.0002000069432004.00.0202001070432004.00.0202001071423004.00.0202001072423004.00.0202001073423004.00.02020010747956735.50.022020107519501339.30.00022000763588019.30.0202001077795673.90.020200107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