枝状管网水力工况分析与调节.

第7章枝状管网水力工况分析与调节回顾管网水力计算、泵与风机理论基础和泵、风机与管网匹配三部分内容。主要内容：系统压力分布状态；调节阀节流原理、流量特性和调节阀选择；管网水力工况分析；管网水力平衡调节。7.1枝状管网压力分布状态什么是水力工况？管网的水力工况指管网的流量和压力分布状况。在管网中，流量的大小影响管段的压力损失→影响管网的压力分布状况。管网的压力分布反映流体的流动状况，决定管网中的流量分配。在管网运行时，对流量分配有定量的要求，流体的压力在合适的范围内。7.1枝状管网压力分布状态1液体管流能量方程及压头表达式测压管水头？总水头？区分测压管水头高度和测压管水柱高度。212222121122HgvgPZgvgPZ)2()2(2222211121gvgPZgvgPZH)()(221121gPZgPZH7.1枝状管网压力分布状态1液体管流能量方程及压头表达式7.1枝状管网压力分布状态2气体管流能量方程及压头表达式忽略位压（重力作用力）时有：21222122112))((2PvPZZgvPjaj21212122221122PPPPvPvPqqjj7.2枝状管网压力分布图1液体管网水压图将液体管路各点的测压管水头高度顺次连接起来形成的线，称为水压曲线，它直观地表达管路中液体静压的分布状况，也称其为水压图。作用：1）确定管道中任何一点的静压值。2）表示出各管段的压力损失值。3）确定管段的单位管长平均压降的大小。7.2枝状管网压力分布图室内供暖系统水压图o’7.2枝状管网压力分布图膨胀水箱的膨胀管连接在水泵进口侧，安装高度超过用户系统充水高度，即可保证系统可靠运行！水压曲线的位置取决于定压装置对系统作用力和定压点位置。对于膨胀水箱而言，取决于安装高度和膨胀管与系统的连接位置。思考题：还有什么其它定压方式？7.2枝状管网压力分布图室内供暖系统水压图静水压曲线动水压曲线水泵锅炉32ED1水箱jO'CD'E'A用热设备FA'B'BjC'O00'7.2枝状管网压力分布图PC等C点与水箱液面高差。水平供水干管过长时，可能出现负压区。机械循环供暖系统，膨胀管必须接水泵吸入侧回水干管上。自然循环供暖系统，利用膨胀水箱与水平供水干线高差水头提供动力。思考题：如果设备要求压力较高，还能用膨胀水箱定压吗？7.2枝状管网压力分布图作业：查阅GB50736－2012和CJJ34－2010关于系统定压、补水的规定。7.2枝状管网压力分布图2气体管网压力分布图7.2枝状管网压力分布图吸入段为负压，压出段一定是正压吗？以管路静压变化分析管路设计是否合理！以风机单位风量耗功率分析作用半径。作业：复习水泵、风机输送能效比的相关内容。7.3枝状管网压力特性分析1气体吸入式管网的压力分布特性分析风机吸入段的全压和静压均为负值，在风机入口负压最大。在吸入管段中静压绝对值为全压绝对值与动压值之和。风机提供的全压等于风机进出口的全压差，也等于整个管网的压力损失。21212122221122PPPPvPvPqqjj7.3枝状管网压力特性分析2液体吸入式管网的压力分布特性分析自由液面与泵进口真空表处1-1断面的能量方程：（1）自由液面—泵内压力最低点的能量关系（2）SSSahgvHPP2211SSSahgCHPP22007.3枝状管网压力特性分析压力最低点与叶片背面靠近吸入口断面能量方程：（3）则（3）式可写为：（4）将（4）式代入（2）式，得到：（5）gvPgwPkk222200gwgvChgvHPPsSSKa22)2(20212021gwPPa22007.3枝状管网压力特性分析液体自由液面压头与泵内最低压头之差用以提供吸入段动力：液体提升高度；吸入段压力损失；动压头；叶片背面压降。真空表读数：泵壳内压力损失：gwgvC22202120sSShgvH221gwgvChgvHPPsSSKa22)2(202120217.4水压图在液体管网设计中的应用热水网路压力状况基本要求1）不超压。底层设备回水管压力小于承压能力。2）不汽化。热媒压力高于相应汽化压力。3）不倒空。回水管压力高于用户充水高度。4）不吸气。任意一点压力高于大气压5mH2O。5）保证用户压力需求。6）热网回水管压力不超过直连用户允许压力。关键：静水压线的确定。7.4水压图在液体管网设计中的应用热网水压图设计绘制位置图，定基准面，标注房屋标高等。定静水压线。不超压、不汽化。绘制回水管动水压线，静水压线+回水总压降。不倒空、不吸气、不超压。绘制供水管动水压线。回动水压线+用户压降，再加供水总压降。确定循环水泵的扬程。供水动水压+热源压降－静水压。确定用户的连接方式。注意：“动水压线”不是“动压线”。7.4水压图在液体管网设计中的应用静水压线高度确定：与热网直连用户，静态压力不超过系统中任何一点允许压力。不应使系统内任何一点的水汽化，并保持3～5m的富裕压力。与热网直连的系统，不会出现倒空。7.4水压图在液体管网设计中的应用水压图的使用：扬程：主干线水压力最高点坐标－静水压线高度坐标供（回）水管压力损失：供（回）水管水压线起点坐标－终点坐标。网路主干线比压降：主干线总压降除以主干线总长度。用户底层设备压力（判断是否超压）：用户回水管压力＝水压图上坐标（测压管水头）－位置高度。7.4水压图在液体管网设计中的应用水压图的使用：是否倒空：用户回水管处压力（水压图上坐标即测压管水头）大于充水高度。用户供水管压力（判断是否汽化）：入口供水管水压坐标－该点位置标高，大于汽化压力。上供式：供水管－顶层坐标下供式：供水管－底层坐标用户资用压力：用户入口供水管坐标－用户回水管坐标。7.4水压图在液体管网设计中的应用E定压点GHP7.4水压图在液体管网设计中的应用用户底层承压能力：汽化压力4.6m+裕量3m+a顶层高度用户1、3、4高17m,用户2高30m。设备承压40m。1：22m（低温采暖）2：43.6m3：22.2m4：22.6m以4为准取静水压线。7.4水压图在液体管网设计中的应用静水压线：用户回水管压力＝水压图上坐标－位置高度。1：35－2＝33m3：35+7＝42m4：35+2＝37m用户3超压。7.4水压图在液体管网设计中的应用用户回水管处压力：用户回水管处压力（水压图上坐标即测压管水头）大于充水高度（不倒空）1运行：3519m1停止：2319m不倒空！7.4水压图在液体管网设计中的应用用户供水管处压力（大于汽化压力）：入口供水管水压坐标－该点位置标高。1下供：45－2＝43m1上供：45－19＝26m不汽化7.4水压图在液体管网设计中的应用资用压力：入口供水管水压坐标－入口回水管水压坐标。1：45－35＝10m7.4水压图在液体管网设计中的应用用户2：间接连接。用户采暖系统与室外管网水力无关。7.4水压图在液体管网设计中的应用用户3：超压，若要不超压，供水压力最大为33m，资用压头不足，且为负值，故不能用供水管节流方法降压，而要用回水管加压。加压泵扬程：回水管压头－（供水管最大允许压头－用户损失）对用户3（假定系统损失为4m）有：35－（33－4）＝6m。7.4水压图在液体管网设计中的应用倒空：供水管装止回阀，回水管加“阀前”压力调节阀。运行时，用户回水管压力大于用户充水高度。停止时，调节阀自动关闭，与止回阀一起将用户与外网断开。阀前压力调节阀工作原理：回水管压力作用在阀上的力超过弹簧平衡拉力时，阀开启。弹簧拉力应大于系统静压力3～5mH2O。7.4水压图在液体管网设计中的应用管网系统的定压选定的静水压线位置靠系统所采用的定压方式来保证，定压方式决定了管网系统的静水压线，决定系统的压力工况。定压点宜设在便用管理，利于管网压力稳定的位置，多设在热源处。7.4水压图在液体管网设计中的应用系统定压方式：1.高位水箱定压2.补给水泵定压a.连续补水定压：压力稳定，适于规模大，供水温度高的系统。b.间歇补水定压：节能，压力波动，波动值5m左右，以免频繁启停。适于规模不大，供水温度不高，漏水量小的系统3.气体定压7.4水压图在液体管网设计中的应用连续补水定压定压点设于循环泵吸入端，采用压力调节阀保持定压点压力恒定。7.4水压图在液体管网设计中的应用间歇补水定压定压点设于循环泵吸入端，采用压电接点式压力表调节定压点压力，达到Ha时停止，下降到Hb时开启，维持定压点压力在一定范围。7.4水压图在液体管网设计中的应用气体定压利用密闭压力缸内气体的可压缩性定压，位置不受高度限制，和水箱定压相比，它与大气隔绝，减轻腐蚀，但压力波动范围大，适于小型管网系统。7.4水压图在液体管网设计中的应用空调水系统关于系统补水的规定：补水点设在循环泵吸入口。膨胀水箱定压时，通过水箱向系统补水。设补水泵时，补水泵扬程比补水点工作压力大30～50kpa。补水泵宜设2台，总补水量为系统水容量的5%～10%。7.4水压图在液体管网设计中的应用空调水系统关于定压、补水的规定：优先采用膨胀水箱定压；宜设在循环泵吸入口，定压点最低压力宜使系统任意一点的表压大于5kpa以上。系统设置独立的定压装置时，膨胀管上不得设阀门。各系统合用定压设施，且需分别检修时，膨胀管上设带电信号的检修阀，且各系统应设安全阀。7.5调节阀的原理及选择调节阀是一种阻力系数可以变化的构件，在管网中具有调节、切断和分配流体的功能。对流量进行定量调节7.5调节阀的原理及选择阀门分类1）按流动通路分为：直通（二通）调节阀、三通调节阀；2）按阀体结构分：直通单座阀、直通双座阀、三通阀、角形阀、蝶阀、球形阀等；3）按使用动力划分：电动、气动、液动调节阀、手动。7.5调节阀的原理及选择常用的阀门手动直通调节阀：截止阀和蝶阀电动直通调节阀7.5调节阀的原理及选择常用的阀门风阀7.5调节阀的原理及选择空调冷冻水系统调节阀7.5调节阀的原理及选择调节阀实质为局部阻力可以调节的元件。流通能力C：其物理意义为某一单位压差下，流过调节阀的某种密度流体的流量。调节阀流通能力Ｃ由阀门的结构决定，开度变化会引起Ｃ的变化。SSQQpQC27.5调节阀的原理及选择调节阀的流量特性：调节阀的相对流量与相对开度之间的关系。可调比R：调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比。SSCCllfQQqkqkmaxmax7.5调节阀的原理及选择理想流量特性：调节阀两端压差保持不变时相对流量与相对开度之间的关系。直线流量特性：调节阀的相对流量与相对开度之比成直线关系，即单位行程变化引起的流量变化相等。等百分比流量特性（对数流量特性）：单位行程变化引起的流量变化与相对流量成正比。7.5调节阀的原理及选择理想流量特性：快开流量特性；单位行程变化引起的流量变化与相对流量的倒数成正比。抛物性流量特性：单位行程变化引起的相对流量变化与该点的相对流量值的平方根成正比。7.5调节阀的原理及选择流量特性的数学表达式7.5调节阀的原理及选择各种流量特性下的相对开度与相对流量相对流量（Q/Qmax）相对开度（L/Lmax）0102030405060708090100直线3.31322.732.34251.761.37180.690.4100等百分比3.34.676.589.261318.325.636.250.871.2100快开3.321.738.152.665.275.884.591.396.199100抛物线3.37.3121