供热管网压降温降计算
1.1.1 压降、温降计算公式
根据《动力管道手册》压降计算公式：
)(10)(10215.11232
H H Ld L d w p -++?=?ρλ
ρ
式中：1.15——安全系数；
p ?——介质沿管道内流动总阻力，Pa ；
L ——为管道直线长度m ；
Ld ——为管道局部阻力当量长度m ；
W ——蒸汽管道平均流速m/s ；
d ——管道内径mm ；
ρ——蒸汽介质平均密度kg/m 3；
λ——管道摩擦阻力系数，根据管道绝对粗糙度K 值选择，对过热蒸汽管道，按管道绝对粗糙度K=0.1mm 取用；
H2-H1——管道终端与始端的高差，m 。
根据《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008 单层保温的管道单位热损失计算公式：
Do Di Do In Ta T R R Ta T q ?+-=+-=αλαπ2
1)(21 W/m.h 式中：T ——设备和管道的外表面温度（℃），T 应取管道蒸汽介质的平均温度即22
1t t T +=；
t1——管道始端蒸汽温度℃；
t2——管道终端蒸汽温度℃；
Ta ——环境温度，根据工程情况定℃；
R1——保温层热阻 对管道（m.K ）/W ；对平面：(m 2.K)/W ； R2——保温层表面热阻 对管道（m.K ）/W ；
λ——保温材料制品在平均温度下导热系数W/（m.K ）； Do ——保温层外径 m ；
Di ——保温层内径 m ；
α——保温层外表面与大气的换热系数 W/（m 2.K ），w 36α+= GB/T8175-2008规范推荐
.K W/m .α26311= 此时风速w 为3.5m/s 。
管径计算是按照正常负荷计算管径，同时以最大负荷及最小负荷校核计算后综合选取的。
热力管道设计中的应力分析
热力管道设计中的应力分析 2009年第7期（总第128期） 【摘要】在指出对热力管道进行应力分析重要性的基础上，提出了热力管道应力分析的一般模式以及对管道应力分析中可能遇到的问题进行了归纳，并对解决这些问题的方法进行了讨论。 【关键词】热力管道；应力分析；荷载 1 引言 随着火力发电机组容量的增大，主蒸汽管道、再热蒸汽管道、主给水管道等热力管道的设计参数不断提高，管径及壁厚也随之加大，管道应力分析也受到越来越多的重视，有些投资方对设计单位的应力计算提出明确要求。热力管道的应力,主要是由管道承受的内压、外部荷载、偶然荷载以及热膨胀等因素引起的,管道在这些荷载作用下的应力状态十分复杂。进行应力分析与计算,是研究管道在各种荷载作用下产生的力、力矩和应力,从而判断管道的安全性,且满足所连接的设备对管道推力(矩) 的限定,同时使管道设计尽可能经济合理。管道应力分析是热力发电厂管道工程设计的基础，对整个工程而言，通过应力分析可以优化配管、合理布置管道支吊架，以使土建投资及弹簧、补偿器等管道配件方面的投资更加合理化。 2 管道应力分析 一般而言，热力管道管系多为三维空间走向，由一条或多条主管及数条支管组成，有些管系甚至会含有一个或多个环行结构。在进行应力分析之前需根据管道走向建立管道应力分析的三维立体图，确定应力分析的结构参数。 2.1 管系荷载的确定 管系所承受的荷载大致可以分为四类： （1）压力及温度荷载：热力管道可能在几种不同的压力和温度条件下运行，在计算时应根据实际情况确定最不利的一组压力和温度条件，以便计算管道在
最危险工况下的能否满足条件。 （2）持续外载: 包括管道基本载荷(管子及其附件的重量、管内介质重量、管外保温的重量等) 、支吊架的反力、以及其它集中和均布的持续外载。 （3）热胀及端点附加位移: 管道由安装状态过渡到运行状态, 由于管内介质的温度变化,热胀冷缩使管道发生形变；与设备相连接的管道, 由于设备的温度变化而出现端点附加位移, 从而对管道产生约束，使管道发生形变。 （4）偶然荷载: 包括风雪荷载、地震荷载、流体冲击以及安全阀动作等而产生的冲击荷载。这些载荷都是偶然发生的临时性荷载, 而且不会同时发生, 在一般静力分析中, 可不考虑这些荷载。 2.2 荷载工况 一般情况下，管道应力计算主要考虑安装和运行两种工况。安装工况是指管道在常温下，考虑内压、持续外载条件下管道的受力情况；运行工况是指管道在 运行条件下考虑内压、自重及运行温度情况下的荷载工况。 2.3 计算软件的选择 由于计算机的不断普及，国际上出现了一批管道应力分析专用的计算机程序。其中一些程序经过不断升级和完善，软件的功能和使用的方便程度都达到了相当高的水平，已成为国际公认和通行的管道应力分析软件。国内也出现了一些自行编制的管道应力分析程序，这些程序往往针对性和目的性较强，效率较高但功能比较单一，与国外软件相比还有一定差距，算不上真正商业化的软件。目前,使用较多的管道应力分析软件有:美国COADE 公司的Caesar II、美国AEC Croup 公司的CAD pipe，美国AAA 公司的Triflex等。其中Caesar II软件是进行管道静力分析和动力分析的专用程序,功能比较齐全,可考虑管 道的非线性约束,如管道与支架间的摩擦力、限位支架的间隙等,通过计算可得出设备管口受力、管架受力、管道一和二次应力、法兰受力、弹簧规格(如有弹簧支架) 、管道各节点位移以及管道振动频率等。 2.4 边界条件及约束处理 施加的边界条件和约束对管道的计算至关重要，其作用与影响有时远远大于压力载荷, 因而必须仔细考虑现场参数，力求给出的边界条件和约束与现场情况一致。一般热力管道的管系中有多种形式的约束: 滑动支架、导向支架和固定支架等。计算模型中对上述支架对管道的约束可分别进行简化。滑动支架约束处受约束的方向(与管道轴线垂直的方向) 位移定为零,不受约束的方向(轴向) 位移自由, 另外三个转角自由；固定支架约束处, 三个方向位移均限定为零，另外三个转角也限定为零。
采暖系统水力计算之令狐文艳创作
在《供热工程》P97和P115有下面两段话：可以看出对于单元立管平均比摩阻的选择需要考虑重力循环自然附加压力的影响，试参照下面实例，分析对于供回水温60/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻的取值是多少？ 实例： 附件6.2关于地板辐射采暖水力计算的方法和步骤Array（天正暖通软件辅助完成） 6.2.1水力计算界面： 菜单位置：【计算】→【采暖水力】（cnsl）菜单 点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后，会执行本命令，系统会弹出如下所示的对话框。 功能：进行采暖水力计算，系统的树视图、数据表格和原理图在同一对话框中，编辑数据的同时可预览原理图，直观的实现了数据、图形的结合，计算结果可赋值到图上进行标注。 快捷工具条：可在工具菜单中调整需要显示的部分，根据计算习惯定制快捷工具条内容； 树视图：计算系统的结构树；可通过【设置】菜单中的【系统形式】和【生成框架】进行设置； 原理图：与树视图对应的采暖原理图，根据树视图的变 化，时时更新，计算完成后，可通过【绘图】菜单中的
【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注； 数据表格：计算所需的必要参数及计算结果，计算完成后，可通过【计算书设置】选择内容输出计算书； 菜单：下面是菜单对应的下拉命令，同样可通过快捷工具条中的图标调用； [文件] 提供了工程保存、打开等命令； 新建：可以同时建立多个计算工程文档； 打开：打开之前保存的水力计算工程，后缀名称为.csl；保存：可以将水力计算工程保存下来； [设置] 计算前，选择计算的方法等； [编辑] 提供了一些编辑树视图的功能； 对象处理：对于使用天正命令绘制出来的平面图、系统图或原理图，有时由于管线间的连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图； [计算] 数据信息建立完毕后，可以通过下面提供的命令进行计算； [绘图] 可以将计算同时建立的原理图，绘制到dwg图上，也可将计算的数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单； 6.2.2采暖水力计算的具体操作： 1.下面以某住宅楼为例进行计算：住宅楼施工图如下：
水力计算
室内热水供暖系统的水力计算 本章重点 ? 热水供热系统水力计算基本原理。 ? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。 ? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。 本章难点 ? 水力计算方法。 ? 最不利循环。 第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示： Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝ R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕 式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；
Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ； Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ； R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ； l ——管段长度， m 。 在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。 每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算 Pa/m （ 4 — 2 ） 式中一一管段的摩擦阻力系数； d ——管子内径， m ； ——热媒在管道内的流速， m ／ s ； 一热媒的密度， kg ／ m 3 。 在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下： ( — ) 层流流动 当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；
采暖系统水力计算
在《供热工程》P97和P115有下面两段话：可以看出对于单元立管平均比摩阻的选择需要考虑重力循环自然附加压力的影响，试参照下面实例，分析对于供回水温60/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻的取值是多少？
实例：
附件6.2关于地板辐射采暖水力计算的方法和步骤（天正暖通软件辅助完成） 6.2.1水力计算界面： 菜单位置：【计算】→【采暖水力】（cnsl）菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后，会执行本命令，系统会弹出如下所示的对话框。 功能：进行采暖水力计算，系统的树视图、数据表格和原理图在同一对话框中，编辑数据的同时可预览原理图，直观的实现了数据、图形的结合，计算结果可赋值到图上进行标注。 快捷工具条：可在工具菜单中调整需要显示的部分，根据计算习惯定制快捷工具条内容；树视图：计算系统的结构树；可通过【设置】菜单中的【系统形式】和【生成框架】进行设置； 原理图：与树视图对应的采暖原理图，根据树视图的变化，时时更新，计算完成后，
可通过【绘图】菜单中的【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注；数据表格：计算所需的必要参数及计算结果，计算完成后，可通过【计算书设置】选择内容输出计算书； 菜单：下面是菜单对应的下拉命令，同样可通过快捷工具条中的图标调用； [文件] 提供了工程保存、打开等命令； 新建：可以同时建立多个计算工程文档； 打开：打开之前保存的水力计算工程，后缀名称为.csl； 保存：可以将水力计算工程保存下来； [设置] 计算前，选择计算的方法等； [编辑] 提供了一些编辑树视图的功能； 对象处理：对于使用天正命令绘制出来的平面图、系统图或原理图，有时由于管线间的连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图； [计算] 数据信息建立完毕后，可以通过下面提供的命令进行计算； [绘图] 可以将计算同时建立的原理图，绘制到dwg图上，也可将计算的数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单； 6.2.2采暖水力计算的具体操作： 1.下面以某住宅楼为例进行计算：住宅楼施工图如下：
采暖管道水力计算
采暖供热管道水力计算表说明 1 电算表编制说明 1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式： ΔP m =L λρ?v 2 d j ?2 （1.1） ；式中：△Pm——计算管段的沿程水头损失（Pa） L ——计算管段长度（m）； λ——管段的摩擦阻力系数； d j ——水管计算内径（m），按本院技术措施表A.1.1-2～A.1.1-9编制取值； 3 ρ——流体的密度（kg/m）,按本院技术措施表A.2.3编制取值；v —— 流体在管内的流速（m/s）。 1.2 管道摩擦阻力系数λ 1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式： 1 层流区（R e ≤2000） λ=
64 Re 2 紊流区（R e ＞2000）一般采用柯列勃洛克公式 1 ?2. 51K /d j =?2lg?+?λ?Reλ3.72 ?K 68? ?λ=0.11?+??d ?j Re? 0. 25 ???? 简化计算时采用阿里特苏里公式 雷诺数 Re= v ?d j γ 以上各式中 λ——管段的摩擦阻力系数；Re ——雷诺数； d j ——管子计算内径（m），钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值；
－ K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m，室外供热管网 － K ＝0.5×103m ； v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）； ，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。γ—— 热媒的运动粘滞系数（m2/s） 1.2.2塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数λ，按下式计算： λ={ d j ? b 1. 312(2 lg 3. 7??b 0. 5?+ lg Re s?1?2 ?? 3. 7d j lg K ?????? }2
实用文库汇编之直埋供热管道应力及热位移的分析
实用文库汇编之直埋供热管道应力及热位移的分析2006-10-31 摘要：分析直埋敷设供热管道在工作温度循环变化过程中管道应力、热位移等参数的变化特点。通过分析长直管段和短过渡段管段的工作过程中应力、热位移等参数的变化，研究了直埋敷设管道热位移对管道安全的影响。 关键词：直埋管道；供热管道；应力；热位移 近年来随着城市供热管网的不断发展，热水管道直埋技术日益成熟，并越来越多地应用于城市供热工程中[1-3]。直埋敷设管道中各点的热位移、摩擦力及管道应力等参数随供热管道升温、降温发生变化[4、5]，由于管道布置形式不同，管道最不利的状态不一定为管道达到最高工作温度及管段处于锚固段时。有些管段因增设补偿器，使管段处于过渡段内工作，但由于管段的各种参数随着供热管道升温、降温发生变化，从而导致工作状态偏离设计状态，对管件造成破坏。本文通过分析某种布置的管段应力、热位移的变化研究直埋管段热位移对管道安全的影响。 1 直埋敷设管道的管段类型 直埋敷设供热管道根据管道变形及应力分布特点一般可分为过渡段、锚固段[5-8]。 ①过渡段 过渡段的一端为固定端(指固定点、驻点或锚固点)，另一端为活动端(补偿器或弯头)，当管道温度变化时，能产生热位移。 在过渡段的活动端处，温度变化时管段基本处于自由伸缩状态，随着温度的不断升高，管段活动截面从活动端逐渐移向固定端，由于管段与周围土壤之间的摩擦力作用，管段热伸长受阻。随着管段活动截面逐渐接近固定端，摩擦阻力增加至与温升产生的热应力相等，该点管道截面受力平衡，管段不能再向活动端伸长，从而进入自然锚固状态，该点即为自然锚固点。过渡段中由于各点都有不同程度的热位移，热应力得到部分释放，因此过渡段的轴向热应力从活动端的零值逐渐增加至固定端的最大值。 ②锚固段 锚固段由于受土壤摩擦力的作用，管段热伸长受阻，当管道温度发生变化时，不产生热位移。在锚固段内管道的热伸长完全转变为轴向应力留存在管壁内，使该管段应力达到最大值。 2 长直管段的工作过程 在供暖期，直埋敷设供热管道由安装温度逐渐上升至工作时的最高温度，并在工作温度下运行。在非供暖期或检修期，管道温度下降至最低温度。因此直埋敷设供热管道的工作过程是一个升温、降温的循环过程。 为分析直埋敷设供热管道在工作过程中各种参数的变化，本文利用图解法分析理想直埋敷设供热管道初次升温、初次降温及循环工作时的工作状态。 一段直埋敷设长直管段(见图1)，点A为活动端，点B为自然锚固点。为简化分析，设定管道工作循环最低温度与安装温度相等，且不考虑补偿器的阻力，并认为该管段在弹性状态下工作。点A至点B的长度为Lc。图1中横坐标为长度L(单位为m)，纵坐标为摩擦力F(单位为N)、应力σ(单位为Pa)、应变ε、温升t(单位为℃)等参数。
《城镇直埋供热管道工程技术规范》..
1 总则 1．O．1为统一我国城镇直埋供热管道工程的设计、施工及验收标准，促进直埋管道技术的发展和推广，制定本规程。1．O．2本规程适用于供热介质温度小于或等于150℃、公称直径小于或等于DN500mm的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。 1．O．3在地震、湿陷性黄土、膨胀土等地区应遵守《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》(GB50032)、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25)、《膨胀土地区建筑地基技术规范》(GBJ112)的规定。 1．O．4直埋供热管道工程设计、施工和验收除应符合本规程外，尚应符合《城市热力网设计规范》(CJJ34)、《城市供热管网工程施工及验收规范》(C J J28)等国家现行有关标准的规定。
2术语和符号 2．1术语 2．1．1 屈服温差temperature difference of yielding 管道在伸缩完全受阻的工作状态下，钢管管壁开始屈服时的工作温度与安装温度之差。 2．1．2固定点fixpoint 管道上采用强制固定措施不能发生位移的点。2．1．3活动端free end 管道上安装套筒、波纹管、弯管等能补偿热位移的部位。2．1．4锚固点natural fixpoint 管道温度变化时，直埋直线管道产生热位移管段和不产生热位移管段的自然分界点。 2．1．5 驻点 stagnation point 两侧为活动端的直埋直线管段，当管道温度变化且全线管道产生朝向两端或背向两端的热位移，管段中位移为零的点。2．1．6锚固段fully restrained section 在管道温度发生变化时，不产生热位移的直埋管段。2．1．7过渡段partly restrained section 一端固定(指固定点或驻点或锚固点)，另一端为活动端，当管道温度变化时，能产生热位移的直埋管段。2．1．8单长摩擦力friction of unit lengthwise pipeline 沿管道轴线方向单位长度保温外壳与土壤的摩擦力。2．1．9过渡段最小长度m i n i m u m f r i c t i o n l e n g t h 直埋管道第一次升温到工作循环最高温度时受最大单长摩擦力作用形成的由锚固点至活动端的管段长度。2．1．10过渡段最大长度maxi mum fr icti on lengt h
采暖系统水力计算
在《供热工程》Ｐ97与P11５有下面两段话:可以瞧出对于单元立管平均比摩阻得选择需要考虑重力循环自然附加压力得影响,试参照下面实例，分析对于供回水温６0/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻得取值就是多少? 实例: 附件６、２关于地板辐射采暖水力计算得方法与步骤（天正暖通软件辅助完成） 6.2。１水力计算界面： 菜单位置：【计算】→【采暖水力】(c ｎsl ）菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后,会执行本命令，系统会弹出如下所示得对话框。
功能：进行采暖水力计算，系统得树视图、数据表格与原理图在同一对话框中，编辑数据得同时可预览原理图，直观得实现了数据、图形得结合,计算结果可赋值到图上进行标注。 快捷工具条:可在工具菜单中调整需要显示得部分,根据计算习惯定制快捷工具条内容；树视图：计算系统得结构树；可通过【设置】菜单中得【系统形式】与【生成框架】进行设置; 原理图：与树视图对应得采暖原理图,根据树视图得变化，时时更新，计算完成后,可通过【绘图】菜单中得【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注; 数据表格：计算所需得必要参数及计算结果，计算完成后,可通过【计算书设置】选择内容输出计算书； 菜单：下面就是菜单对应得下拉命令，同样可通过快捷工具条中得图标调用；
［文件] 提供了工程保存、打开等命令; 新建:可以同时建立多个计算工程文档； 打开:打开之前保存得水力计算工程,后缀名称为、ｃsl; 保存：可以将水力计算工程保存下来； ［设置] 计算前，选择计算得方法等； ［编辑］提供了一些编辑树视图得功能； 对象处理：对于使用天正命令绘制出来得平面图、系统图或原理图,有时由于管线间得连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图； ［计算］数据信息建立完毕后,可以通过下面提供得命令进行计算； ［绘图] 可以将计算同时建立得原理图，绘制到dwｇ图上，也可将计算得数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单; 6。2。2采暖水力计算得具体操作: 1、下面以某住宅楼为例进行计算:住宅楼施工图如下：
地热盘管的水力计算
摘要: 有时候我们需要计算采暖系统的阻力，以便校核采暖入口的资用压力是否够用。有的时候需要给系统选泵，需要计算系统阻力，以确定水泵的扬程。本节就谈谈这个问题。 关键词:地暖水力计算 选择采暖管道管径，是最简单的水力计算，即根据经济比摩阻选择。我们在以前的《管径确定》专题已经介绍过了手算和软件计算的方法，在此不再重复。 单元式住宅的系统阻力由以下部分组成:户内末端盘管阻力，分户热表、集分水器等设备，采暖立管、采暖入户干管，单元热力入口组成。 1) 户内末端盘管阻力 一套80多平米的住宅的分集水器大概带了3～4个环路，每个环路的长度不同，所带的负荷也不同，原则上应该分别计算各个环路的阻力，然后取阻力最大的环路作为最不利环路，进行下一部的计算。一个环路有时候可能穿越两个房间。如果是这样，计算此环路所带负荷的时候，应该把两个房间的负荷进行累加。假如某环路穿越的是某个整个房间和另一个房间的一部分，可以这样处理:取那个整个房间的负荷与那个穿越部分房间的部分负荷(可以用相对 盘管面积，相对负荷的原则，按他们所占的面积进行取值。如果这部分靠近外围护结构，应该把其适当地放大，比如乘以1.2的修正系数，以减少实际情况与理论分析的误差。)知道了盘管所带的负荷就可以用我们以前介绍过的方法确定环路的流量、流速、单位长度的沿程阻力。局部阻力的计算方法有两种:一种是逐个数出此管段倒角(管道绕弯)的个数，将其看成90度弯头，查设计手册，得到局部阻力系数，进而得到局部阻力；另一种是用折算长度的方法，把总的局部阻力看成沿程阻力的某个倍数，比如取0.3。局部阻力和沿程阻力的和就是我们所要求的该环路的末端阻力。依此方法，逐个计算各个环路的阻力，取最大数值，作为住户末端阻力。 2)分户热表、集分水器等设备 接下来要确定分水器、集水器、过滤器、热表、测温调节锁闭阀的阻力了。 热表的阻力可以查厂家样本或设计手册，各个厂家的参数不同，笔者就不给参考数值了，以免误导读者。需要指出的是，热表的阻力和实际流量有关，同一热表流量越大，阻力越大。我们要计算用户的设计流量，查出该型号热表的流量--阻力曲线，确定热表的阻力。 集分水器的阻力计算:实际是计算和最不利环路接在一起集分水器的阻力。可分别视为分流三通、合流三通，查局部阻力系数确定之。请注意，不要把盘管各环路上小阀门的阻力丢掉，还是用查局部阻力系数的方法确定阻力。过滤器、测温调节锁闭阀如果样本没有给出阻力，可以查阅设计手册查局部阻力系数的方法确定阻力。