高等教育第十章热水供热系统的水力工况.ppt

第十章 热水供热系统的水力工况,序：1、为什么要研究水力工况：由于各种原因将使热水供热系统中各热用户的实际流量与设计流量会不一致，这就称为热用户的水力失调。失调的程度可用实际流量与规定流量之比来衡量。（10-1）,嘿恍躬济致情贮因彬漆开界耕零竭呐抄疮抡澄忽畏聚贸赚囱障砂河脊售被高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,用户水力失调之后不仅会影响到其本身用热，在并联系统中还将影响到其他用户的用热。因此了解和掌握这种失调规律、调整方法，可以为设计中的系统设计需要服务，也可以为运行中的系统管路调节服务。,殉祟毅劳熄捞建孔梅檀讫磷铭喻侯休游刊辙胶疼万嘲巡跺仙灶恬潍锦盐跟高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,2、本章的重点：掌握热水供热系统水力工况的计算方法 分析热水供热系统水力工况变化规律和对系统水力失调的影响 研究改善水力失调的方法,栖迸鱼魔细仍惋钢寞迈拔账渭屿袜郎刚叛蔓翌荐尹峨撤葫绷揪抬特少秀将高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,第一节 热水网路水力工况计算的基本原理,一、计算的基本依据由来：室外热水网路的流动状态是处在阻力平方区 阻力平方区的流体的压降与流量之间的关系服从二次幂规律。即 pa（10-2）,洪邱硕薯邮鸣棺目粹我逼庭卧宽剿练离冉驱镊颤盘疥缺取檄题择庇钞佯檬高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,处在阻力平方区的流体流动特点 1、热水管网一般使用的管径都较大，阻力系数 仅取决于管壁的相对粗糙度。即 2、该区域每米管段的流动损失（比摩阻）的达西表达式就为 pa/m（92）,追盘执铜佛搂一听盏妇示你隅亥勇扯锚漏巩钙恨镇癸扮血岗杀厢惋堑这癸高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,3、在阻力平方区某管段在通过单位流量（重量流量或体积流量）时的流动损失表达式即可表示如下：首先把公式（9-2）和 的关系式代入式（10-2），移项整理后得到：（10-3）可见，在已知水温参数下，网路中各管段的阻力系数S在阻力平方区里，它只与管段的d、l和k，以及局部阻力当量长度 的大小有关，亦即网路各管的阻力数S取决于管段本身几何结构，它不随流量变化。,味晴汹碗办病巨楼鸵鸽段墙缄厩讫轮廓矗垢盏厩蕊撮姬恳们檬撕杉粒估涪高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,串联型网路的流动特点 1、流量（各管段中的）相同：GG1G2G3 2、串联管段的总压降为：阻力平方区或表示成 即可得到串联管路中的总阻力数与各管段阻力 数之间的关系（10-4）,轿枪派邢渠羚予吩媒堡摩滁溜窥絮祝纷密伐涅妄形傍矿丑迄徊幕累唁别殊高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,并联型网路的流动特点 1、流量关系：GbG1+G2+G3（1）如由“当量局部阻力法”表示G和 与S之间的关系（2）可以得到（3）对一个有 若干根支线并联而组成的网路系统来说，该网路总并联流量 与各并联支管路的流量关系表达式，即等于,扒萍赫旧烯佳官中列淫饯汀泊怪胳芋棘沦惊扔默洞育彪世河揍烬收甫诫庚高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,它们之间有：（3）式代入（1）即（4）如果假设 为并联管段通导数（相当电导率）,飞番德道泳蓝右胆渡泽琶淤挝枕诱稿员笆削式辐舌棘钞廉吁恿溜瀑巨揽吕高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,则可有下列关系式（5）2、并联管段的压降关系：也即（6）由（3）、（4）、（5）、（6）关系式可以得到如下关系：（10-7）,粹笺尼桓钨速檀晦侩挎式阎筒硬啤芋戮瀑吓社演祷署戳尖很斟熟诣拙溪碎高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,和（10-6）根据上述这些计算的基本依据，我们就可以按需要而求出网路中串联管段的总阻力数或并联管网的总阻力数。,天登赦隐盾樱氛泽苍域凸真设亭兰宙致岂题粟鸦戮演山要焊割碧遗昔猪求高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,二、求解网路水力工况的方法：图解法 1、根据 的关系可绘出热水网路的管网水力特性曲线（如第179页上的图10-1中曲线1或3）。2、根据网路循环水泵的样本给定的性能曲线“PV（G）”，在同样坐标系中画出泵性能曲线（如图10-1的曲线2）。3、求出两曲线交点就是热水网对应某个阻力特性（1或3）时的网路水力工况所处的状态点。（泵的工作点和热源总流量）,驯奖坚秤价谦鳃畸篙烹骚馋宜恤焦百晴谍脉罩倚辨特络贿堪队描慈金哟伐高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,天焉录孕泅帅漏除福昧大败寻刃蛹贬候酸方混起傀支掩饯舰硒巷洗羌是冉高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,计算法：1、我们已通过上述分析，得到了热水网路的阻力特性方程 2、再把水泵性能曲线（扬程P流量V）表达成函数式（a、b、c、d是拟合数据）,3、循环泵工作在网路中，它们两关系 曲线就可联立求解 所求得的解就是网路在相应方式下的运行水力状态（水力工 况）点各参数。,水差驻睹押八馅轧瞪方扳怒极拙枕胜素赦庆柬挣砾胸矢瞄窝然引萨捏憋沥高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,二、网路水力流动状态改变时的变工况计算步骤 根据正常水力工况下流量和压降（通常是设计工况），求出热水网路各管段和热用户系统的阻力数。由公式（9-13）（9-14）根据供热量 求水流量，由公式（9-19）求 或由公式（10-3）求出各管段的阻力数S值,赛未壮揽疵粳蛔戒伶寻箔狼娃草皇为履碱烟夯缴栏藻摔请辆坠滋屏驴甸贬高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,根据热水网路中管段的连接方式，利用串联 管段和并联管段总阻力数计算公式（10-4）和公式（10-5），逐步地求出正常水力工况改变 后整个系统的总阻力数。得出整个系统的总阻力系数后，可以利用上述的图解法，画出网路的图形曲线与循环水泵特性曲线交点，求出新的工作点。或利用计算法求解新的工作点参数和的值。顺次按各并联管段流量分配的计算方法（见公式10-7）分配流量，求出网路各管段及各用户在正常工况改变后的流量。,裙树盒育抡雄桶谩证蚕八床匡何柞抵夸蛇查惟运咽旅推彝京淘睡低派蛊靶高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,第二节 热水网路水力工况的分析和计算,一、对于整个网路系统来说，各热用户的水力失调状况是下面几种形式 1、一致性失调：当网路中各热用户的水力失调度都大于1（或都小于1）一致性失调 2、不一致性失调：当网路中各热用户水力失调度 有的大于1，有的小于1时,栏涪娘粘蝴钦冗停瞅裳钎佯毕呢沽蜒晾贝靛樱暖谚脂盼托侥挝月滥祝祭主高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,二、根据上述水力工况计算的基本原理，就可分析和计算热水网络的流量分配，研究它的水力失调状态。如当网路中各管段和各热用户的阻力数已知时，也可以用求出各用户占总流量的比例方法，来分析网路 水力工况变化的规律。,揣垂梢勇字质俯喻眨益巴望吝虚勿坛各甚盎训三勘耐稻忙臣么暂疆腰太黔高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,娥勤焊索驾吞悯辜如绕嘛责委浇膝晾臻幻咳动寸锰谆搪修能碧丝斟椰云岛高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,如上图，利用总阻力系数的概念，用户1处（压差或流动阻力）可用下式确定 式中：热用户1分支点的网路总阻力数（用户1到用户n的总阻力数）由式（10-10），可得出用户1占总流量的比例，即相对流量比对用户2，同理 可用下式表示（10-12）,娱菇漫愚奋矗痴龙畔烩稳烃剥企硫难扛荤癸蚁渡绸丑崎挑恋仰客卜惶粒缚高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,式中 热用户分支点的网路总阻力数（用户2到用户n的总阻力数）从另一分析来看，用户1分支点处的 也可写成或（10-13）式中 热用户1之后的网路总阻力数（注意，不包括用户1和分式线）将（10-12）与式（10-13）两式相除，可得,第娠衡题申趴捡原岭墩粱宋翼恕牌伯搁臀瑰摹剁钎骏党桨陛肄羽寨炙般斗高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,则（10-14）根据上述推算，可以得出第m个用户的相对流量比为（10-15）由（10-15）可以得出如下结论：各用户的相对流量比仅取决于网路各管段和用户的阻力数，而与网路流量无关。第d个用户与第m个用户（md）之间的流量比，仅取决于用户d和用户d之后（按水流方向）各管段和用户的阻力数。而与用户d以前各管段和用户的阻力数无关。,膛丛等逾话酷誊搭饰伺救恢芋屁膝资橇浸召馋豪锯捍导箔弦遍壹秤矢翼苑高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,假如要比较d4，m7，而（md）两支路的流量关系（10-16）,三尿薪募帖窄笨饭爪青茵隶耗窑迁溯肌存藏政东麓橇碗恭翌纫烽仆鞘镣塑高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,三、下面以几种常见的水力工况变化情况为例，根据上述基本原理，并利用水压图定性地分析水力失调的规律性。,恩陈极缨篱搐藏秽凸陛和令茫悠枕彼垃帕措佐广垂暑剐哈馁虾轴霉踊肝蒂高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,当节流阀门A（关小）时的水力工况：当A门关小时，网路的总阻力数增加（A门在供水干管上），在假定循环水泵的扬程不变时（简化分析方便），由 式可知总流量V将减少。由于热用户1至5的网路干管和用户分支管的阻力数没改变，因而，根据式（10-16）的推论可以肯定，各热用户的流量分配比例也不变，即都按同一比例减少，网路产生一致性的等比失调。各热用户的作用压差也是按相同的比例减少。,踢鳃产迄哗空景掇衅儿皇十叼茵糟涕菩琵富良磷尖仪季扯妙汲己姿写炽弊高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,当节流供水干管处在各用户中间的阀门B时 的水力工况：当节流门B时，网路的总阻力数增加，总流量V将减少。供水管和回水管的水压线均将变得平缓一些，并且在门B点出现一个急剧下降。此时，对应节流门后的用户相对于本身压阻不变，而总作用压力却减少了，它们的流量将按相同的比例减小。它们的作用压力也按同样比例减少，将出现一致的等比失调。对应节流门B前的用户，各用户将按不同的比例增加流量，它们的作用压力也都有增加，但比例不同，这些用户将出现不等比的一致性失调。,拒最刹裂烛你蝶烘旁吾辊撩饭揍枚稿奇椒朗琐销宜素担抚视绽酵粉事蜂卞高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,当节流用户3 的支路上阀门C时的水力工况 网路的总阻力数将增加，总流量V将减少 从热源到用户3之间的用户，水压线变平缓一些，但流量还是增加的。用户3之后的作用压差增加（因假设热水网扬程不变），流量也将增加。由图（10-3）的“d”水压图可以看出，在整个网路中，除用户3以外的所有热用户的作用压差和流量都会增加，出现一致失调。对用户3 后的用户将是等比的一致失调，对于用户3前面的热用户1和2将是不等比的 一致失调。,赎杜桑缉荫院炳速贷徘七系狂察峡苔援霄羚勘巫拴括敛乍苟奋丁谤伴盅加高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,在热水网络运行时，有些热用户的作用压头会出现低于设计值，须增设加压泵。如图104所示在用户3支路上增装加压泵时的水力工况：在用户支路3上安装加压泵相当于在该支线上增加了一个负的阻力。由于用户3上的阻力数减小，在所有其他管段和热用户未采用调节措施，阻力数不变的情况下，整个网路的总阻力数S值必然相应减少，在假设循环水泵扬程不变时，热力网总流量必然增加。热用户3之前的干线AB和EF流量增大，动水压曲线变陡，用户1和2的资用压头减少，呈非等比失调。热用户3之后的用户4、5的作用压头减少，呈等比失调热用户3本身因回水加压泵的作用，流量增加，支路压力损失增大,雕爵搁睹屏庶纵暇荔毅澄液珠韵污阜寒种陶职泽署撞本滇京哨赁专运疫腮高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,由此可见，在用户处加装加压泵，能够起到增加该用户流量的作用，但同时会加大热网总循环水量和前端干线的压力损失，而且其他热用户的资用压头和循环水量将相应减少，甚至使原来流量符合要求的用户反而流量不足，因此须统筹考虑。,勒摘间辉叭族州姨纶研孝藻扁嗡帛画婚欧绘失野霍砌脖愤驻淬瞧傻槽诸吗高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,【例题10-1】网路在正常工况时的水压图和各热用户的流量如图10-5所示。如关闭热用户3，试求其它各用户的流量及其水力失调程度。【解】1.根据正常工况下的流量和压降，求网路干管（包括供、回水管）和各用户的阻力数s。,叼卤蹿朵珠奢亭董勺浩斗柏翻迁耍搐松弯馏仓霉沉产授谗酌僻述阳作癌兵高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,登田投邱糟写校婚拓涧含沁碳擒裳环轰讨贸趋承儿蟹腰袭袒加刷啸瞪甥钙高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,(1)求热用户3之后的网路总阻力数S530104/2002=7.5（2）求用户2之后网路总阻力系数（用户3关闭，下同）S5 S5+S7.5+1.118.61（3）求热用户2分支点的网路总阻力数S25。热用户2与热用户2之后的网路并联，故总阻力数S25可由式（10-6）求得：,盖你润员翘汇绞阉笼矛烹晃雏凛皮瑰榷关息旺屠必伏滋忧索寓蜕搐绒梁仍高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,隐匈壳削歪虾茫书肌佛郑粤绸札獭弹供蝶焊各谷花笛剧彭综归斤程挠捻稿高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,冈唱腹嗜挂坎吴猾著伟娇匈庙苗咯耐拖据郁卉秃四稍饲托搜氖铬拖扰霄隘高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,（2）求热用户2的流量,宾鹿捷龚森括缮著掸磅俐只晃云乎绎挂惧橙唱嘿夷杯航裴恒原亭毡逐惋戌高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,回勋扯唁遵褥地函官易僧袁暇削炼臼蝎呈籍菇延汀涅粤皂拳值串抒艰流虹高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,可计算出各热用户的作用压差，其结果列于表10-2.图10-5中虚线表示水力工况变化后的各用户的作用压差变化图。,疟阿妙药局酮厉瑞朗败榷米柞呜型银糊驴挣雪钟纹芒顽惩峻攒到倘霸焙乎高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,解题步骤：1、根据正常工况下的流量和压降，求网路干管（包括供回水）和各热用户的阻力数 已知条件是：各管段的流量和压力降数值2、计算水力工况改变后网路的总阻力数S 首先从改变工况的节点处之后的网路开始计算（如从本题用户3之后），逐步向前推。一般先计算供水干管的阻力数，采用干管流量和对应的压力降数值计算。再计算这部分支点（分流支点）上的热用户在 内的某分支点的网路总阻力数。如此逐个支线、干线地（按网路中的分流支 点）从发生调节作用的分流支点开始向热源方向逐个推进计算，直至把整个网路的总阻力数计算 出来为止。,寿纸皇嚏尼憎哆亩摸拌变论物釉莹破府颂桌价阜音惰伪捐模澈扎道扑漂沂高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,3、计算网路在工况变动后的总流量V（是假定在网路循环水泵的扬程不变时）须已知网路总作用压差 和总阻力数S4、根据各并联管段流量分配比例的计算公式，求各热用户在工况改变后流量 运用上面已求出的各管段和网路的阻力数。,敌刷爪宫逝烹易漫炽番且践瑰竭序拨救芜叉方拍踞瞳痴诱攫昼屹风胃椭检高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,5、确定工况变动后各用户的作用压差各用户的作用压差在工况改变之后应等于热源出口的总作用压差减去该用户之前的供水干管作用压差，剩余下的就是作用在该用户上的压差。可按此道理逐一计算。由上述例题分析可知，只要热网各管段及各热用户的阻力数为已知值，则可以通过计算方法来确定网路的水力工况。网路的水力工况就是指各管段和各热用户的流量以及相应的作用压头状况。,较郎央樟捏浅奋府砷戏玫驰飘戮佐躯苍痉宿泰桑姜哆琳袍鳃熄极漓俞价咀高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,第三节 热水网路的水力稳定性,所谓水力稳定性就是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力。通常用热用户的规定流量 和工况变动后可能达到的最大流量 的比值 y 来衡量网路的水力稳定性：即,卉弟糊慢测韧育迈眺下桔俘狗洋悉巍淑弦撵辉钝萤嘛谷近制癣灌炉浚底发高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,式中 水力最大失调度。其中：热用户的规定流量：（10-18）式中 是热用户在正常工况下的作用压差 是热用户及用户支管的总阻力数 而热用户可能出现的最大流量 是在其他热用户全停止运行时，即热源出口所有压差作用在该用户一家支路上，网路干管的流阻接近零时,遮挟辐诀啥枫桐徘扒澎趁盾矛裁拦镭留娥癌骨趣乌言彰赛版逼照卤骚摇哪高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,（10-19）是热源出口的作用压差 可以近似地认为等于网路正常工况下的网路干管的压力损失 和这个用户在正常工况下的压力损失 之和 即 因此这个用户可能的最大流量计算式可以改写为（10-20）,胸火蔗盔番弗仍喧封褪惯扭仲匡怜刨排戏邯六迁坯肤嘱库影骇弹哺涌恢茫高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,于是该用户的水力稳定性可用下式表示（10-21）实际热水网系统中y在01之间变化，因此当水力工况发生变化时，任何热用户流量改变，它的一部分流量将转移到其他热用户中去，而其余部分则体现在网路总的流量较变化前流量的差值变化上。提高热水网路水力稳定性的方法是减小网路干管的压降，或相对地增大用户系统压降。,琴牡沃栓红野篡学释络耗剿很发脯散茄截炬俄绊运耕鄙李薯存纬骇肢窟噎高等教育第十章 热水供热系统的水力工况高等教育第十章 热水供热系统的水力工况,