内蒙古科技大学毕业设计说明书
由n个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为n个串联管段压力损失的总和。
热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于：机械循环提供的作用压力，水在散热器内冷却所产生的作用压力和水在循环环路中困管路散热产生的附加作用压力。各种供暖系统型式的总循环作用压力的计算原则和方法。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻Rpj，即 Rpj?a?P Pa/m （4-1）
?L式中: ΔP——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ∑L——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； a ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数。
根据式中算出的及环路中各管段的流量．利用水力计算图表，可选出最接近的管径．并求出最不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。
第一种情况的水力计算．有时也用在已知备管段的流量和选定的比摩阻R值或流速?值的场合，此时选定的R和?值，常采用经济值，称经济比摩阻或经济流速。
选用多大的R值(或流速?值)来选定管径，是一个技术经济问题。如选用较大的R值(?值)，则管径可缩小，但系统的压力损失增大，水泵的电能消耗增加。同时，为了各循环环路易于平衡．最不利循环环路的平均比摩阻Rpj不宜选得过大。目前在设计实践中，Rpj值一般取60～120Pa/m为宜。
第二种情况的水力计算，常用于校核计算。根据最不利循环环路各管段改变后的流量和已知各管段的管径。利用水力计算图表，确定该循环环路各管段的压力损失以及系统必需的循环作用压力，并检查循环水泵扬程是否满足要求。 进行第三种情况的水力计算，就是根据管段的管径d和该管段的允许压降ΔP，来确定通过该管段(例如通过系统的某一立管)的流量。对已有的热水供暖系统，
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在管段已知作用压头下，校核各管段通过的水流量的能力，以及热水供暖系统采用所谓“不等温降’水力汁算方法，就是按此方法进行计算的。
当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。《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。但流速过大会使管道产生噪声。目前， 《 暖通规范》，规定。最大允许的水流速不应大于下列数值：
民用建筑 1.2m/s
生产厂房的辅助建筑物 2m/s，
整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10﹪附加值，以此确定系绕必需的循环作用压力。
4.2.3确定最不理管路及水力计算方法
室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统，管路的水力计算从系统的最不利环路开始，由n个串联管路组成的最不利环路，总压力损失为n个串联管段压力损失之和。首先要计算出最不利环路或分支环路的平均比摩阻。
热水采暖系统管路水力计算可分为等温降法和不等温降法，而等温降法又 分为限定压降法和允许流速法。
在本采暖系统的水力计算中，水力计算方法采用限定压降法。
1、最不利环路的特点
最不利环路就是单位管长允许的平均压降的最小的环路，对于机械循环系统，一般为管路最长，阻力最大的环路。对于此高区系统选择1--26为最不利环路。
2、热水供暖系统管路水力计算的基本公式
热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下列公式表示[3]，
?P??Py??Pj?Rl??Pj Pa （4-2） 式中：?P——计算管段的压力损失，Pa； ?Py——计算管段的沿程损失，Pa； ?Pj——计算管段的局部损失，Pa；
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R——每米管长的沿程损失，Pa； l-----管段长度，m。
在实际工程设计中，为了简化计算，采用“当量局部阻力法”或“当量长度法”进行管路的水力计算。
当量局部阻力法又称为动压头法，是将管路的沿程损失转变为局部损失来进行计算。设管段的沿程损失相当于某一局部损失ΔPj，计算公式表示如下：
??2???2 ΔPj=ξd=l Pa （4-3）
2d2式中：ξd——-当量局部阻力系数；
本设计即采用了这种方法。
其中，管段的局部损失，可按下式计算： ???Pj?????22 Pa (4-4)
式中：??——管段中总的局部阻力系数
其中局部阻力系数见附录E。 4.2.4水力计算步骤
本设计的计算过程同双管顺流式热水供暖系统管路的水力计算过程，计算步骤如下：
1、在系统图上，对各管段进行编号，并注明管段长度和热负荷。
2、首先计算通过最远立管的环路，确定出供水干管各管段、立管各管段的管径及其压力损失。
3、本设计采用推荐的平均比摩阻大致为60~120 Pa/m来确定各管段的管径。 4、根据G和选用的平均比摩阻值，查设计手册，将查出的各管段的d 、R 、v值列入水力计算表格中。最后算出最远环路的总压力损失 。入口的剩余循环压力，用调节阀消除掉。流量G的值可用以下公式计算得出：
G?0.86Q ㎏/h （4-5）
(tg'?th')式中： Q——管段的热负荷，W；
tg'——系统的设计供水温度，℃；
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th'——系统的设计回水温度，℃。
5、根据水力计算的结果，求出系统的的总压力损失，及各立管的供、回水节点间的资用压力。
6、用同样的方法，计算通过最近立管的环路，从而确定出最近立管供、回水管各管段的管径及压力损失。
7、计算过程中应该注意的一些问题：
① 如果个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大，则会使下一步
选用该立管的管径过粗或过细，设计很不合理。此时，应调整第一、二步骤的水力计算，适当改变个别供、回水干管的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。
② 针对本系统，由于楼梯间的立管上压力损失不易平衡，采用将个别管
段管径调小和增大个别管段的局部阻力的方法使之平衡。
8、确定其它立管管径。根据各立管的资用压力和立管各管段的流量选用合适的立管管径。
9、求各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。不平衡率应在?10%以内，当计算出的损失小于资用压力10%时使用阀门进行调节，当计算出的损失大于资用压力10%时放大管径再进行计算，直至符合压力平衡要求为止。
按上面的方法计算立管各层环路的管径，把整个系统的水力计算及不平衡率都算出来后，以附表的方式列在后面，详见水力计算附录D。 4.2.5水力计算中的注意事项
l、采暖系统水力计算必须遵守流体连续性定律，即对于管道节点(如三通、四通等处)热媒流入流量之和等于流出流量之和。
热媒流速的选择：
热媒的流速是影响系统的经济合理程度的因素之一。为了满足热媒流量要求，对于机械循环热水采暖系统，增大热水流速虽然可以缩小管径，节省管材，但流速过大，压力损失增加，会多消耗电能，甚至可能在管道配件(如三通、四通等)处产生抽力作用，破坏系统内热水正常流动，使管道发生振动．产生噪音。因此，《采暖规范》中规定：采暖管道中的热媒流速，应根据热水或蒸汽的资用压力、
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系统形式、防噪声要求等因素确定。最大允许流速应符合下列规定：
1）热水采暖系统： 民用建筑 辅助建筑物 工业建筑 2）低压蒸汽采暖系统 汽水同向流动时 30 m/s 汽水逆向流动时 20 m/s
最大允许流速与推荐流速不同，它只在极少数公用管段中为消除剩余压力或为了计算平衡压力损失时使用的，如果把最大允许流速规定的过小，则不宜达到平衡要求，不但管径较大，还需增加调压板等装置。在热水采暖系统中热水流速不宜超过其允许流速。
2、采暖系统水算必须遵守并联环路压力损失平衡定律。
系统在运行中，构成并联环路的各分支环路的压力损失总是相等的，并且等于其分流点与合流点之间的压力总损失。在设计时只能尽量的选择在保证热媒设计流量的同时使各个并联环路的压力损失接近于平衡的管径。只要保证并联环路各分支环路之间的计算压力损失差值在允许范围之内，则流量的变化是不大的。
热水采暖系统的并联环路各分支环路之间的计算压力损失允许差值查表。在进行系统水力计算时，系统并联环路各分支环路之间的计算压力损失差值如果超过了允许差值，就必须调整一部分管道的管径，使之满足要求。
并联环路备分支环路之间的压力损失允许差值查手册。
表4.3并联环路各分支环路之间的压力损失允许差值
系 统 形 式 双管同程式 双管异程式 3、热水采暖系统最不利环路的单位长度沿程压力损失，除很小的系统外，一般以不超过60～120Pa／m为宜。
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允 许 差 值（%） 系 统 形 式 15 25 单管同程式 单管异程式 允 许 差 值（%） 10 15