供热工程中级职称复习题中.docx
《供热工程中级职称复习题中.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供热工程中级职称复习题中.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
供热工程中级职称复习题中
第四章室热水供暖系统的水力计算
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
ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPiPa
二、当量局部阻力法和当量长度法
第二节重力循环双管系统管路水力计算方法
第三节机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法
机械循环系统的作用半径大，其室热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa，对水平式或较大型的系统，可达20一50kPa。
进行水力计算时，机械循环室热水供暖系统多根据入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径。
当入口处资用压力较高时，管道流速和系统实际总压力损失可相应提高。
在实际工程设计中，最不利循环环路常用控制
值的方法，按
=60-120Pa/m选取管径。
剩余的资用循环压力，由入口处的调压装置节流。
在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也存在着重力循环作用压力。
对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成的重力循环作用压力不相等，在进行各立管散热器并联环路的水力计算时，应计算在，不可忽略。
对机械循环单管系统，如建筑物各部分层数相同时，每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不计；
计算步骤
1．进行管段编号
2．确定最不利环路
3．计算最不利环路各管段的管径
4．确定其他立管的管径,计算阻力
不平衡率在允许值±15％围之。
防止或减轻系统的水平失调现象的方法。
（1）供、回水干管采用同程式布置；
（2）仍采用异程式系统，但采用“不等温降”方法进行水力计算；
（3）仍采用异程式系统，采用首先计算最近立管环路的方法.
第四节机械循环同程式热水供暖系统管路
的水力计算方法
1.首先计算通过最远立管的环路。
确定出供水干管各个管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及其压力损失。
2.用同样方法，计算通过最近立管的环路，从而确定出立管、回水干管各管段的管径及其压力损失。
3.求并联环路立管和立管的压力损失不平衡率，使其不平衡率在±5%以。
4.根据水力计算结果，利用图示方法，表示出系统的总压力损失及各立管的供、回水节点间的资用压力值。
5.确定其它立管的管径。
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。
6.求各立管的不平衡率。
根据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。
可见，同程式系统的管道金属耗量，多于异程式系统，但它可以通过调整供、回水干管的各管段的压力损失来满足立管间不平衡率的要求。
第五节不等温降法水力计算
又称水量分配法保持热水供暖系统各并联管路（如垂直式单管的各立管，双管式各散热器支管）中进出口的设计水温降不相等的管道水力计算方法。
等温降法的特点是预先规定每根立管的水温降，系统中各立管的供回水温度都去相同的数值，
在这个前提下计算流量，并满足各并联环路的压力损失差额不超过15%。
变温降法是在各立管温降不相等的前提下进行计算。
首选选定管径，
根据系统实际水力分配计算出立管的流量，根据流量来计算立管的实际温降，
最后确定散热器的数量。
第六节地板辐射采暖设计与计算
一、地板辐射采暖设计的一般规定
1、房间采暖热负荷计算,但与常规对流采暖方式热负荷计算有以下区别:
1）建筑物地面敷设加热管时，采暖热负荷中不计算地面的热损失。
2）采暖热负荷计算宜将室计算温度降低2°C，或取常规对流采暖方式计算采暖热负荷的90～95%。
2、采用集中热源分户热计量或分户独立热源的住宅，在计算房间热负荷时，应考虑间歇采暖和户间传热等因素。
3、房间局部区域采用地板辐射采暖，其他区域不采暖时，地板辐射所需散热量可按全部辐射采暖所需散热量，乘以下表中的计算系数确定。
局部区域辐射采暖耗热量的计算系数
采暖区面积与房间总面积之比
＞0.80
0.55
0.40
0.25
＜0.20
计算系数
1
0.72
0.54
0.38
0.30
4、进深大于6m的房间,宜以距外墙6m为界分区,视为不同的单独房间,分别计算采暖热负荷和进行地板辐射采暖设计。
5、采用集中热源时的热媒工作压力不应大于0.8Mpa。
当工程条件必须突破时，应选择采用适当的管材，并采取相应的系统补强措施。
6、无论采用何种供水热源，地板辐射采暖热媒的温度、流量和资用压差等参数，都应与热源系统相匹配，并设置可靠的控制装置。
7、辐射采暖地板的散热量，包括地板向房间的有效散热量和向下层（包括地面层向土壤）传热的热损失量。
设计计算应考虑下列因素:
1）相邻各层房间均采用地板辐射采暖时,除顶层以外的各层,均按房间采暖热负荷,扣除来自上层的热量,确定房间所需有效散热量.
2）热媒的供热量,应包括地板向房间的有效散热量和向下层（包括地面层向土壤）传热的热损失量.
注:
垂直相邻各层房间均采用地板辐射采暖时,除顶层以外的各层,向下层的散热量,可视作与来自上层的得热量相互抵消。
8、单位地板面积所需散热量,应根据房间所需散热量和可供敷设加热管道的地板有效面积确定。
9、厨房、卫生间不宜布置加热管道;固定设备下不应布置加热管道.地板有效散热面积,应考虑家具和其他地面覆盖物的遮挡因素。
10、在与外墙、柱及过门等垂直部件交接处应敷设不间断的伸缩缝，伸缩缝宽度不应小于20mm，伸缩缝宜采用聚苯乙烯或高发泡聚乙烯泡沫塑料；当地面面积超过30㎡或边长超过6m时，应设置伸缩缝，伸缩缝宽度不宜小于8mm，伸缩缝宜采用高发泡聚乙烯泡沫塑料或满填弹性膨胀膏。
二、地板辐射采暖的地面散热量计算
1、单位地面面积的散热量q（W/㎡）应按下式计算：
q=qf+qd
2、单位地面面积辐射传热量：
qf=5x108<（tpj+273）4-（AUST+273）4>
3、单位地面面积对流传热量：
qd=α（tpj-tn）n
式中：
tpj—地面的表面平均温度（℃）；
AUST—室非加热表面的面积加权平均温度（℃）；
α—常数，向上传热时，α＝2.17；向下传热时,α=0.14；
n—指数，向上传热时，n＝1.31；向下传热时,n=1.25；
tn—室计算温度（℃）。
4、单位地面面积所需的散热量应按下式计算：
qx＝Q／F
式中:
qx——单位地面面积所需的散热量（W/㎡）；
Q——房间所需的地面散热量（W）；
F——敷设加热管的地面面积（㎡）。
5、确定地面散热量时,必须校核地面的表面平均温度,确保其不高于最高限值；
6、单位地面面积的散热量和向下传热的热损失，均应通过计算确定。
注：
当加热管采用PE-X管或PB管、外径为20mm、填充层厚度为50mm、绝热层厚度20mm和供回水温差10℃时，不同加热管间距、平均水温和室空气温度条件下，单位地面面积散热量及向下传热的热损失。
三、加热管系统及分、集水器及附件
（一）加热管系统
1、在住宅建筑中，低温热水地面辐射供暖系统应按户划分系统，配置分、集水器；户的各主要房间，宜分环路布置加热管。
2、连接在同一分、集水器上的同一管径各环路加热管的长度宜尽量接近，并不宜超过120m。
3、加热管的布置，应根据保证地面温度均匀的原则，选择采用回折型（旋转型）、平行型（直列型）。
4、加热管的敷设管间距，应根据地面散热量、室空气设计温度、平均水温及地面传热热阻等通过计算确定。
5、加热管的选择，应按供暖系统实际设计压力和管材的许用设计环应力选用。
6、加热管水的流速不宜小于0.25m/s。
（二）分、集水器及附件
1、每环路加热管的进、出水口，应分别与分、集水器相连接。
分、集水器直径应不小于总供回水管直径，且分、集水器最大断面流速不宜大于0.8m/s。
每个分、集水器分支环路不宜多于8路。
每个分支环路供回水管上均应设置可关断阀门。
2、在分水器之前的供水连接管道上，顺水流方向应安装阀门、过滤器、热计量装置（有热计量要求的系统）和阀门。
在集水器之后的回水连接管上，应安装可关断调节阀，必要时可以平衡阀代替。
3、在分水器的总进水管与集水器的总出水管之间，宜设置旁通管，旁通管上应设置阀门，保证对供暖管路系统冲洗时水不流进加热管。
4、分、集水器上应设置手动或自动排气阀及泄水阀。
四、加热管水力计算
1、加热管的压力损失△P（Pa），可按下式计算：
△P=△Pm+△Pj
2、加热管的局部压力损失应通过计算确定。
3、每套分、集水器环路（自分水器总进水管阀门起，至集水器总出水管阀门为止）的总压力损失（不包括热量表和恒温阀的局部阻力），不宜超过30kPa。
第五章室蒸汽供热系统
第一节蒸汽作为供热系统热媒的特点
蒸汽作为供热（暖）系统的热媒，应用极为普遍。
图5—1是蒸汽供热的原理图。
蒸汽从热源1沿蒸汽管路2进入散热设备4，蒸汽凝结放出热量后，凝水通过疏水器5再返回热源重新加热。
与热水作为供热（暖）系统的热媒相对比，
蒸汽具有如下一些特点。
1．热水在系统散热设备中，靠其温度降放出热量，而且热水的相态不发生变化。
2．蒸汽在系统散热设备中，靠水蒸汽凝结成水放出热量。
相态发生了变化。
对同样的热负荷，蒸汽供热时所需的蒸汽质量流量要比热水流量少得多。
3.蒸汽和凝水在系统管路流动时，其状态参数变化比较大，还会伴随相态变化。
引起“跑、冒、滴、漏’’。
6．在热水供暖系统中，散热设备热媒温度为热水流进和流出散热设备的平均温度。
7．蒸汽供暖系统中的蒸汽比容，较热水比容大得多。
8．由于蒸汽具有比容大，密度小的特点，因而在高层建筑供暖时，不会像热水供暖那样，产生很大的水静压力。
9、蒸汽供热系统的热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快，很适宜用于间歇供热的用户。
蒸汽的饱和温度随压力增高而增高。
适用围广。
第二节室蒸汽供暖系统
一、蒸汽供暖系统分类
1、按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为三类：
供汽的表压力高于70KPa时，称为高压蒸汽供暖；供汽的表压力等于或低于70kPa时，称为低压蒸汽供暖；当系统中的压力低于大气压力时，称为真空蒸汽供暖。
2、按照回水动力不同，蒸汽供暖系统可分为重力回水和机械回水两类。
高压蒸气供暖系统都采用机械回水方式。
二、低压蒸汽供暖系统的基本型式
注意的问题：
1、散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为1500—2000Pa。
2、在干凝水管路中凝水的流动是依靠管路的坡度（应大于0．005），即靠重力使凝水流回凝水箱去。
在重力供回水低压供暖系统中原则上可以不装疏水器。
3、“水击”的产生原因：
在蒸汽供暖管路中，排除沿途凝水，以免发生蒸汽系统常有的“水击”现象，是设计中必须认真重视的一个问题。
在蒸汽供暖系统中，沿管壁凝结的沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹带，形成“水塞”，在遭到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时，水滴或水塞在高速下与管件或管子撞击，就产生“水击”，出现噪声、振动或局部高压，严重时能破坏管件接口的严密性和管路支架。
减轻水击的方法：
水平敷设的供气管路，必须具有足够的坡度，并尽可能保持汽、水同向流动，蒸汽干管汽水同向流动时，坡度i宜采用0．003，不得小于0．002。
进入散热器支管的坡度i＝0．01—0．02。
4、供汽干管向上拐弯处，必须设置疏水装置。
在下供式系统的蒸汽立管中，汽、水呈逆向流动，蒸汽立管要采用比较低的流速，以减轻水击现象。
5、蒸汽供暖系统经常采用间歇工作的方式供热。
在每个散热器上设置蒸汽自动排汽阀是较期想的补进空气的措施。
第三节室高压蒸汽供热系统
在工厂中，生产工艺用热往往需要使用较高压力的蒸汽。
高压蒸汽通过室外蒸汽管路进入用户入口的高压分汽缸。
１、散热设备到疏水器前的凝水管路应按干凝水管路设计，必须保证凝水管路的坡度，沿凝水流动方向的坡度不得小于0．005。
２、为使空气能顺利排除，当干凝水管路（无论低压或高压蒸汽系统）通过过门地沟时，必须设空气绕行管。
３、当室高压蒸汽供暖系统的某个散热器需要停止供汽时，为防止蒸汽通过凝水管窜入散热器，每个散热器的凝水支管上都应增设阀门，供关断用。
疏水器后的管道流动状态属两相流（蒸汽与凝水）。
靠疏水器后的余压输送凝水的方式，通常称为余压回水。
余压回水设备简单，是目前国应用最为普遍的一种凝水回收方式
第四节疏水器及其它附属设备
一、疏水器
蒸汽疏水器的作用：
１、自动阻止蒸汽逸漏
２、排出用热设备及管道中的凝水；
３、同时能排除系统中积留的空气和其它不凝性气体。
疏水器是蒸汽供热系统中重要的设备。
（一）疏水器的分类和几种疏水器简介
按作用原理不同，可分为：
（1）机械型疏水器
（2）热动力型疏水器
（3）热静力型（恒温型）疏水器
3．疏水器前、后压力的确定原则
疏水器前、后的设计压力及其设计压差值，关系到疏水器的选择以及疏水器后余压回水管路资用压力的大小。
疏水器前的表压力P1取决于疏水器在蒸汽供热系统中连接的位置。
（1）当疏水器用于排除蒸汽管路的凝水时，P1＝Pb，此处Pb表示疏水点处的蒸汽表压力，
（2）当疏水器安装在用热没备（如热交换器暖风机等）的出口凝水支管上时，P1=0.95Pb，此处Pb表示用热设备前的蒸汽表压力。
（3）当疏水器安装在凝水干管末端时，P1＝0.7Pb。
此处Pb表示该供热系统的入口蒸汽表压力。
疏水器的最大允许背压
值，取决于疏水器的类型和规格，通常由生产厂家提供实验数据。
通常，可采用如下值，作为疏水器后的设计背压值
4．疏水器与管路的连接方式
注意：
疏水器前端应设过滤器，在疏水器后还应加装止回阀。
二、减压阀
三、二次蒸发箱（器）
第五节室低压蒸汽供暖系统管路的水力计算方法和例题
一、室低压蒸汽供暖系统水力计算原则和方法
在散热器入口处，蒸汽应有1500一2000Pa的剩余压力，以克服阀门和散热器入口的局部阻力，使蒸汽进入散热器，并将散热器的空气排出。
在进行低压蒸汽供暖系统管路的水力计算时，同样先从最不利的管路开始。
进行最不利的管路的水力计算时，通常采用控制比压降或按平均比摩阻方法进行计算。
１、按控制比压降法将最不利管路的每1m总压力损失约控制在100
Pa／m来设计。
２、平均比摩阻法在已知锅炉或室入口处蒸汽压力条件下进行计算。
Pa／m
最不利管路各管段的水力计算完成后，即可进行其它立管的水力计算。
可按平均比摩阻法来选择其它立管的管径，但管流速不得超过下列的规定最大允许流速：
当汽、水同向流动时30m／s
当汽、水逆向流动时20m／s
规定最大允许流速为了避免水击和噪声，便于排除蒸汽管路中的凝水；
对汽水逆向流动时，蒸汽在管道中的流速限制得低一些，实际工程设计中，常采用比上述数值更低一些的流速，使运行更可靠些。
排气管后面的凝水管路，可以全部充满凝水，称为湿凝水干管；
其流动状态为满管流。
在相同热负荷条件下，湿式凝水管选用的管径比干式的小。
第六章集中供热系统的热负荷
第一节集中供热系统热负荷的概算和特征
上述用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：
1．季节性热负荷供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。
2．常年性热负荷生活用热（主要指热水供应）生产工艺系统用热属于常年性热负荷。
一、供暖设计热负荷
供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。
它的设计热负荷占全部设计热负荷的80％一90％以上：
（不包括生产工艺用热）
1．体积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算
kW
式中
——建筑物的供暖设计热负荷，kW；
——建筑物的外围体积，m3；
tn——供暖室计算温度，℃；
——供暖室外计算温度，℃；建筑物
qv——建筑物的供暖体积热指标，w/m3·℃,它表示各类建筑物，在室外温差1℃时，每1m3建筑物外围体积的供暖热负荷。
2．面积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，也可按下式进行概算：
kw
式中
——建筑物的供暖设计热负荷，kW；
F——建筑物的建筑面积，m2；
—筑物供暖面积热指标，W／m2；它表示每1m2建筑面积的供暖设计热负荷。
3．城市规划指标法对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。
二、通风设计热负荷
为了保证室空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调节。
在供暖季节中，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量，称为通风热负荷。
建筑物的通风热负荷，可采用通风体积热指标或百分数法进行概算。
1．通风体积热指标法可按下式计算通风设计热负荷．
KW
通风体积热指标
值，取决于建筑物的性质和外围体积。
2．百分数法
对有通风空调的民用建筑（如旅馆、体育馆等），按该建筑物设计热负荷的百分数进行概算，即
kW
式中，
——计算建筑物通风、空调新风加热热负荷的系数，一般取0.3-0.5。
三、生活用热的设计热负荷
四、生产工艺热负荷
生产工艺热负荷和生活用热热负荷一样，属于全年性热负荷。
按照工艺要求热媒温度的不同，分为三种：
供热温度在130℃一150℃以下称为低温供热，一般靠0.4-0.6Mpa（abs）蒸汽供热；
供热温度在130℃一150℃以上到250℃以下时，称为中温供热，
当供热温度高于蒸汽供热250℃一300℃时，称为高温供热。
供热调节
热网系统的调节有集中调节、局部调节和单独调节三种调节方式。
其中集中调节是最主要的供热调节方式。
但单独使用一种调节方式，较难收到全面良好的效果（特别是有多种热用户时），往往将三种调节方式互相结合起来使用。
集中供热调节方法主要有以下几种：
1）质调节－用于热水网，只改变网络的供水温度。
2）量调节－用于热水网，只改变网络的循环水流量。
3）用于热水网，分阶段改变流量的质调节。
4）间歇调节－用于蒸汽网和热水网，改变每天的供热小时数。
2、供热调节方式的特点
.1质调节
集中质调节是在循环水泵送入系统中的循环水量不变的条件下，随着室外空气温度的变化，通过改变送入系统中的热水温度进行供热调节的一种方法。
采用集中质调节，系统的循环流量是恒定的，所以对循环水泵没有特殊要求，因而目前大部分机械循环热水采暖系统普遍采用集中质调节。
集中质调节方法的实施，最终是由运行人员根据温度曲线或表格，通过调整抽汽量来实现的。
质调节的特点：
管理简单，操作网路水力工况稳定，但耗电能较多。
2量调节
集中量调节是在保持网路供水温度不变的条件下，随着室外空气温度的变化，通过改变热源处网路循环水水量进行供热调节的一种方式。
采用量调节时，随着室外空气温度的升高，网路循环水量迅速减少，容易引起供暖系统垂直热力失调，而且在实际运行中，随着室外温度变化不断地改变网路流量，操作技术较复杂，难以进行管理。
常需变速泵来实现调节。
量调节只作为集中调节的一种辅助方法，对局部供暖系统进行辅助性调节。
特点：
操作技术较复杂，难以管理且网路水力工况不稳定。
3分阶段改变流量的质调节
分阶段改变流量的质调节，是指把整个供暖期按室外温度的高低分成2-3个阶段，在室外温度较低的阶段中保持设计最大流量，而在室外温度较高的阶段中，保持较小流量。
在每一个阶段中，网络采用一种流量并保持不变，同时随时室外温度变化，采用改变供水温度的质调节。
特点：
节约能源。
4间歇调节
间歇调节，是指在室外温度升高时，不改变网络的循环水量和供水温度，而只减少每天供暖的小时数的一种调节方法。
这种调节一般作供暖初期和末期的辅助调节措施。
升级会员 