10《供热工程》第十课-热水供热系统的水力工况

第十章热水供热系统的水力工况湖南科技大学能源与安全工程学院成剑林供热工程第章第节水力失调•热水供热系统中各热用户的实际流量与要求的流量之间的不一致性称之为该热用户的水力失调。•水力失调程度可用实际流量与规定流量的比之来衡量sgVxV•由于热水供热系统是一个具有许多并联环路的管路系统，各环路之间的水力工况相互影响，系统中任何一个热用户的流量发生变化必然会引起其他热用户的流量发生变化，也就是在各热用户之间流量重新分配，引起了水力失调。十一供热工程第章第节第一节热水网路水力工况计算的基本原理•压降与流量的关系2dPRllsV0.2595.256.8810dKslld•在已知水温参数下，网路各管段的阻力数只和管段的管径、长度、管壁内壁当量粗糙度以及管段局部阻力当量长度的大小有关。十一供热工程第章第节第一节热水网路水力工况计算的基本原理•串联管段中，串联管段的总阻力数为各串联管段阻力数之和123chSsss123baaaa•并联管段中，并联管段的总通导数为各并联管段通导数之和1231111bSsss即123123123111::::VVVaaasss十一供热工程第章第节图解法可绘出热水网路的水力特性曲线，它表示出热水网路循环水泵流量及其压降的相互关系，见曲线1。•根据式2zhPSV十一供热工程第章第节计算法将水泵的特性曲线用的函数式表达出来，然后根据已知的热水网路水力特性曲线公式，两个公式联合求解，得出循环水泵工作点的和V值PfV2zhPSV23PabVcVdV水泵的特性曲线通常用下列函数式表示：P十一供热工程第章第节计算法当热水网路的任一管段的阻力数在运行期间发生了变化则必然使热水网路的总阻力S值发生改变，工作点A的位置随之改变（B点），热水网路的水力工况也就改变了。不仅网路总流量和总压降变化，并且由于分支管段的阻力数变化，也要引起流量分配的变化。十一供热工程第章第节计算法要定量地算出网路正常水力工况改变后的流量再分配，计算步骤：1）根据正常水力工况下的流量和压降，求出网路各管段和用户系统的阻力数；2）根据热水网路中管段的连接方式，利用求串联管段和并联管段总阻力数的计算公式逐步地求出正常水力工况改变后整个系统的总阻力数；3）利用图解法，画出网路的特性曲线与网路循环水泵的特性曲线相交求出新的工作点；4）顺次按各并联管段流量分配的计算方法分配流量，求出网路各管段及各用户在正常工况改变后的流量。十一供热工程第章第节第二节热水网路水力工况分析和计算水力失调：•一致失调（等比失调、不等比失调）•不一致失调十二供热工程第章第节第二节热水网路水力工况分析和计算•当网路中各热用户的水力失调度x都大于（或都小于1）时，称为一致失调•所用热用户的水力失调度x值都相等的水力失调状况称为等比失调•热用户的水力失调度x值不相等的水力失调状况称为不等比失调•当网路中各热用户的水力失调度有的大于却有的小于1的水力失调状况为不一致失调。十二供热工程第章第节水力工况分析•用户1的ΔPAA22111AAnPsVSV•用户1的相对流量比111nSVVVs•用户2的ΔPBB222221BBnPsVSVV•用户1的ΔPAA也可写成2121AAnPSVSVVⅡ-n•故有：222221nnnSsVSVSⅡ十二供热工程第章第节水力工况分析•故有：12222nnSSVVVsSⅡ-n222221nnnSsVSVSⅡ可得出第m个用户的相对流量比为：123mnnnmnmmVSSSSVVsSSSⅡ-nⅢ-nM-n十二供热工程第章第节水力工况分析结论•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（m大于d）之间的流量比仅取决于用户d和用户d以后（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。123mnnnmnmmVSSSSVVsSSSⅡ-nⅢ-nM-n十二供热工程第章第节水力失调分析•假定各热用户的流量已经调整到规定的数值。如改变阀门ABC的开启度，网路中各热用户将产生水力失调，同时水压图也将发生变化。阀门A节流时：•网路总阻力数增大，总流量减少。各热用户的流量分配比例不变，都按统一比例减少，网路产生已知的等比失调。十二供热工程第章第节水力失调分析•当阀门B节流时，网路的总阻力数增加，总流量将较少。供水管和回水管水压线将变得平缓一些，并且供水管水压线将在B点出现一个急剧的下降。•对于阀门B以后的用户3、4、5相当于本身阻力数没有变而总的作用压力减少，故流量也是按相同的比例减少，这些用户的作用压力也按同样比例减少，将出现已知的等比失调。十二供热工程第章第节水力失调分析•对于阀门B以前的用户1、2可以看出用户流量将按不同的比例增加，他们的作用压差都有增加但比例通途，这些用户将出现不等比的一致失调。•对于全部用户来说，整个网路的水力工况就发生了不一致失调。十二供热工程第章第节水力失调分析•阀门C关闭后，网路的总阻力数将增加，总流量将减少。从热源到用户3之间的供水和回水管的水压线将变得平缓一些，但用户3处供回水管之间的压差将会增加，用户3处的作用压差增加相当于用户4和5的总作用压差增加•用户4和5的流量按相同的比例增加，用户3以后的供水管和回水管的水压线变得陡峭。十二供热工程第章第节水力失调分析•在整个网路中，除用户3以外的所有用户的作用压差和流量都会增加，出现一致失调。•对于用户3后面的用户4和5将是等比失调，对于用户3前面的热用户1和2将是不等比的一致失调。十二供热工程第章第节水力失调分析•如网路未进行初调节，前端热用户的实际阻力数远小于设计规定之，网路总阻力数比设计的总阻力数小，网路的总流量增加。•位于网路前端的热用户其实际流量比规定流量大得多。网路干管前部的水压曲线将变得较陡；而位于网路后部的热用户其作用压头和流量较小于设计值。网路干管后部的水压曲线将变得平缓些。十二供热工程第章第节第三节热水网路的水力稳定性•水力稳定性是指网路中各个热用户在其他热用户流量改变时保持本身流量不变的能力。maxmax1gVyVx•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来衡量网路的水力稳定性。十三供热工程第章第节第三节热水网路的水力稳定性•热用户的规定流量ygyPVS•热用户的最大流量maxryPVSrwyPPPmaxwyyPPVSmax11yywywyVPyVPPPP十三供热工程第章第节第三节热水网路的水力稳定性•在ΔPw=0时（理论上网路干管直径为无限大），y=1。此时热用户的水力稳定性最好。•在ΔPy=0或ΔPw为无限大时（理论上用户系统管径无限大或网路干管管径无限小），y=0。水力稳定性最差。•提高热水网路水力稳定性的主要方法是相对地减小网路干管的压降，或者相对地增大用户系统的压降。十三供热工程第章第节第三节热水网路的水力稳定性•为了减少网路干管的压降就需要适当增大网路干管的管径，即在进行网路水力计算时选用较小的比摩阻值。适当地增大靠近热源的网路干管的直径，对提高网路的水力稳定性来说其效果更为显著。•为了增大用户系统的压降，可以采用喷射器、调压板、安装高阻力小管径阀门等措施。•在运行时应合理地进行网路的初调节和运行调节，应可能将网路干管上的所有阀门开打而把剩余的作用压差消耗在用户系统上。十三供热工程第章第节小结•1.由于设计、运行及初调节不当等原因造成的热水网路水力二次失调，其主要原因是并联环路的压力不平衡导致流量不平衡，最终表现为供暖用户热力失调。•2.由热水网路水力工况,计算结果从理论上分析了热水网路水力失调的规律，从理论上解决了如何消除水力失调，提高热水网路水力稳定性等问题。十小结供热工程第章第节重点•1.掌握热水网路水力失调的规律。•2.掌握如何提高热水网路水力稳定性。十重点