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水泵扬程怎么计算|地暖循环水泵选型方法和实例计算
2022-10-10 08:07:471循环水泵选型方法:
循环水泵选型的一般方法是根据水力计算的结果,得出地暖系统所需的水流量和克服地暖系统管网及壁挂炉本身阻力所需的扬程,综合考虑循环水泵在地暖系统中的工作效率,选择合适的循环水泵。
1.1系统流量
G=3.6Q/C(Tg-Th) (1)
G—供暖管网所需流量,m³/h Q—房屋所需采暖热负荷,kW℃—水的比热,kJ/(kg•℃)
Tg—供暖出水温度,K Th—供暖回水温度,K
Q=(2)
Q—住房供暖所需热负荷,kcal/h;K1—考虑邻居采暖不同步的安全数,此处取 1.2; K2—考虑间歇供暖的安全系数,此处取 1.2;q—标准住宅热指标估算值,kcal/㎡; A—标准住宅建筑面积,㎡;
1.2系统阻力
系统阻力分为沿程压力损失、局部压力损失及机器内阻,沿程压力损失是指在 管道中连续的、一致的压力损失;局部压力损失是指管道系统中特殊的部件,由于其改变了水流方向,或使局部水流通道变窄(比如缩径、三通、阀门、接头、过滤器等)所造成的非连续性压力损失;机器内阻是机器本身的阻力。
1.2.1沿程压力损失
地暖管为圆管且内壁较为光滑,属低粗糙程度,选择沿程压力损失的计算公式如下:
Hf=λ•L/D•V2/2g (3)
Hf—沿程压力损失, mm/m
λ—摩擦阻力系数(并非定值)
L—环路水管长度,m D—管道内径,m
V—水平均流速m/s Re
λ=64/Re (4)
Re>2300为紊流流动:
λ=0.316Re-0.25 (5)
Re=VD/γ(6)
γ:动力粘度系数,㎡/s 公式(6)用于判断水流方式:层流或紊流表2 水温及先关水流动力粘度
1.2.2局部压力损失
局部压力损失主要受限于一些阀门、滤网的流通能力,选择计算公式如下:ΔP=102(G/KV0.01)2 (7)
ΔP;局部压力损失水泵扬程怎么计算,mmH2O G—供暖管网所需水流量,l/h KV0.01—流通能力(压差等于0.01bar),l/h
1.2.3机器本身的内阻
是一个实测值,由于壁挂炉行业起步较高,标准化程度较好,所以不同厂家的 同一类型产品内阻相差不大。
1.3循环水泵效率曲线
目前燃气采暖热水炉中所应用的水泵绝大部分为后向叶轮式离心泵,此种水泵效率较低,根据某水泵厂家提供资料,其效率与流量曲线如图1所示:
由图1看出,不同扬程的循环水泵效率相差不大,水泵运行的最高效率点在水 泵流量为1.4m³/h处,最高效率接近20%。
2实例计算
例:这里以北京一套三室两厅总面积120㎡的住房为例,假设其采用冷凝壁挂炉加地暖形式采暖,三个房间、一个客厅(40㎡)、一个厨房、外加一个卫生间共六条并联支路,采用ZF25F×15-6-CJ/T251型号的分集水器,设计供水温度50℃,回水温度40℃。当所有支路全部打开时,其沿程阻力最小,流量最大,当只打开其中最不利支路 时,其沿程阻力最大,流量最小。
经分析可知,客厅面积最大,铺设管路最长,该支路就是我们说的最不利支路水泵扬程怎么计算,《地面辐射供暖技术规程》建议各环路长度不宜超过120m,这里假定客厅地暖管环路长度为120m(正常计算超过120m),再加上机器到分集水器间的主管路长度约20m,那么整个环路总地暖管长度约140m。环路共有7个阀门,预估阀门Kv0.01为669L/h(机 器进出水口2个、分水器进出水口2个、集水器进出水口2个、Y型过滤网一个)。
实测冷凝壁挂炉机器内阻:3.5mH2O。分以下两种极端情况计算:
2.1 当所有支路全部打开时,其环路阻力最小,流量最大,为最有利环路(由于管路粗
细、长短不一,计算非常复杂,这里以大环路管径为 25mm计算)
2.1.1 流量计算:
将各参数代入公式(2)可得供暖负荷:Q1=1.2×1.2×/㎡×120㎡=/h=12kW/h
将各参数代入公式(1)可得水流量: G1=3.6×12kW/h×4.1868×(50-40)℃=1.032m³/h
对应水流速为:V1=G/S=0.58m/s
2.1.2阻力计算:
首先根据公式(6)计算雷诺数
Re=VD/γ=0.58×0.025/0.54×10-6=26852>2300为紊流流动
再根据公式(5)计算λ=0.316Re-0.25 =0.025 将各参数代入公式(3)可得沿程阻力:
H1=λ•L/D•V2/2g =0.025×140m×(0.58m/s)2/0.025m×2×9.8=0.235m
将各参数代入公式(7)可得局部阻力:ΔP1=7×102(G/Kv0.01)2=7×102×(1032/669)2=156mm=0.156m
环路总阻力=沿程阻力+局部阻力+机器内阻=0.235m+0.156m+3.5m=3.9m
2.2当只有客厅一条支路打开时,其环路阻力最大,流量最小,为最不利环路(该环路为一个管径为15mm的管路环路)
2.2.1流量计算:将各参数代入公式(2)可得供暖负荷:
Q2=1.2×1.2×/m2×40m2=/h=4kW/h
将各参数代入公式(1)可得水流量:
G2=3.6×4kW/4.1868×(50-40)℃=0.344 m³/h
对应水流速V=G/S=0.54m/s
2.2.2阻力计算:
首先根据公式(6)计雷诺数 Re=VD/γ=0.54×0.015/0.54×10-6=15000>2300为紊流流动
在根据公式(5)计算λ=0.316Re-0.25 =0.028 将各参数代入公式(3)可得沿程阻力:H2=λ•L/D•V2/2g=0.028×140m×(0.54m/s)2/0.015m×2×9.8=0.388m
将各参数代入公式(7)可得局部阻力:ΔP2=7×102(G/Kv0.01)2=7×102×(344/669)2=188.8mm=0.188m
环路总阻力=沿程阻力+局部阻力+机器内阻=0.388m+0.188m+3.5m=4.08m 从以上两种极端情况下的计算结果可以看出,该北京120m2的住房采用冷凝壁挂炉加低温地板辐射采暖系统需要的最大流量为1.032m3/h,需要克服的最大系统阻力为4.3mH2O,理论上扬程为5m、6m、7m的循环水泵都可满足要求。
3循环水泵选型
根据液体在管路中流动的管路特性方程:F=K+SG2
管道阻力与流量成二项式关系,将以上计算的点(Q、H)分别代入管路特性方程可 得最有利和最不利环路的管路特性方程,其对应管道特性曲线如图2所示:
曲线1为最不利管路阻力曲线,也就是单开客厅回路时的阻力曲线。
曲线2为最有利管路阻力曲线,也就是所有支路同时打开时的阻力曲线
该套北京120㎡房子实际工作时的管路特性在曲线1和曲线2之间,其对应的5m扬程水泵实际工作点在AB两点之间,流量区间是0.55~1.05m³/h,最大流速0.59m/s; 对应6m扬程水泵实际工作点在C、D两点之间,流量区间是0.6~1.45m3/h,最大流速 0.82m/s;对应7m扬程水泵实际工作点在EF两点之间,流量区间是0.65~1.8m³/h,最大流速1.0m/s。
参考图1的水泵效率曲线,考虑5m扬程的水泵实际工作区间效率过低,不适用于 该地暖系统;《地面辐射供暖技术规程》建议地暖回路最大水流速不宜超过0.8m/s,7m 扬程的水泵最大流速明显过大,不适用于该地暖系统;6m扬程的水泵最大流速虽然超过0.8m/s,但考虑随着使用时间的增长,地暖系统阻力会相应增大,一般在设计之初
都会使工作点向右适当偏移,而且6m扬程的水泵在该地暖系统中提供的流量最接近其 最高工作效率点,所以综合考虑:6m扬程的循环水泵最适合该套地暖系统。
注意:本文系转载文章,旨在提供解决问题的思路和方法,存在数据、单位错误的错误,借鉴时请注意。
以上内容为蝴蝶兰风评投稿者为大家精心整理,希望对大家有所帮助!
“水电站下泄生态流量”是指为满足维持河道的基本生态功能和群众生产、生活及其它用水需求,所需要水电站下泄的最小流量。水电站下泄流量与当地生态环境息息相关,各地环保局对所管辖区内的水电站要求全部安装生态下泄流量监测系统,把数据实时上报省环保厅。
现将常见的几种下泄流量计量方法总结如下水泵扬程怎么计算,以方便水电站业主进行参考。
一、管道下泄式
现场环境:出水口为管道形式(为下泄流量单独修建的出水管道,根据下泄流量的工艺来配置适合的管径)需保证满管出水;
计量方式:安装配套电磁/超声波流量计、水表等计量装置,直接计量出流量;
特点:精度高,安装施工难度较小;与普通供水管道测流区别不大,适用范围较小,多数水电站不能提供此安装环境。
二、渠道下泄式
现场环境:出水口是渠道形式,因渠道形状多数为不规则,需人工修建量水堰槽;
计量方式:在断面处安装水位自动监测传感器(投入式、浮子式、雷达式、超声波、电子水尺等)和常规测量流速装置(雷达波流速仪、多普勒ADCP、电磁流速仪等),通过水位换算断面过水面积,过水面积与流速积分换算得出流量值;也可以不安装流速装置,找专业水文勘测队伍进行水位率定,通过水位推算流量值;
特点:安装施工难度较小,适用范围广;精度一般,费用较高。
三、人工抽水下泄式
现场环境:单独安装一台水泵直接抽水下泄,无需任何土建施工,只要有电即可;
计量方式:人工抽水泄放生态流量,可以直接根据水泵功率换算水泵扬程,从而计算出下泄流量数据,此种模式通过监测水泵电流来判断是否在下泄流量,只需监测水泵功率即可换算下泄流量值;
特点:安装极为简单,费用低;精度一般,适用范围较小,需要电源持续给水泵供电,消耗电力资源。
四、机组发电下泄式
现场环境:通过机组发电功率来换算下泄流量,此种方式与第三类相似;
计量方式:直接监测机组发电量,来推算下泄流量数据,此种模式只需要安装计量电表即可,通过发电功率计算下泄流量值;
特点:安装简单,费用较低;精度一般水泵扬程怎么计算,适用范围较小,只有坝后式水电站采用此种方式。
五、闸门开度下泄式
现场环境:现场不具备土建施工条件,利用现有条件加装传感器,直接通过测量闸门前后水位,以及闸门开度值,换算下泄流量;
计量方式:此种下泄流量值由遥测终端RTU负责计算,遥测终端RTU内置计算公式,通过实际采集如下几个参数值来计算下泄流量值;
公式关系表: Q =μO b e√2gh
μO:流量系数,按照平地上平板闸门闸孔流量系
数计算 μO=0.6-0.176e/h ,一般取0.6。
b:闸门宽度(常数)
e:闸门提起高度(开度仪得出)
g:重力加速度9.81m/s2(常数)
h:水站水位高度(超声波液位计得出)
Q:下泄流量,取环保核定数据;
特点:安装难度一般,有土建工作,费用一般;适用范围广(适合大多数水电站),精度一般。
以上内容为蝴蝶兰风评投稿者为大家精心整理,希望对大家有所帮助!
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