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管道流量设计计算汇doc

归档日期:07-14       文本归类:地下管道      文章编辑:爱尚语录

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  给排水计算 给水设计流量 1住宅,公寓,集体宿舍,旅馆,医院,疗养院,休养所,诊疗所,幼儿园,托儿所,办公楼教学楼等建筑的生活给水管道设计秒流量,按下式计算: qg=0·2a√Ng+KNg(2·4─1) 式中:qg─计算管段的设计秒流量(L/s) Ng─计算管段的卫生器具给水当量总数,按表2·4─1确定; a,K─根据建筑物用途而定的系数,按表2·4─2采用。 1)按上式计算结果,如计算值小于该管段上一个卫生器具给水额定流量时,应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。这种情况主要发生在支管计算时,卫生器具的支管一般不需计算,可按表中所给支管管径选用。 2)如计算值大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值时,应按卫生器具给水额定流量累加值采用。 ??2公共浴室,洗衣房,公共食堂,实验室,影剧院,游泳场,体育场(馆) 等建筑物的生活给水管道设计秒流量,应按下式计算: qg=∑q0n0b(2·4─2) 式中qg─计算管段的给水设计秒流量(L/s); q0─同类型的卫生器具给水额定流量(L/s); n0─同类型的卫生器具数; b─卫生器具的同时给水百分数,见表2·4─3。 短管计算 当管道的供水压力已经确定时,如清水池的进水管,溢流管,上区水箱向下区减压供水的供水专用管等的管径和供水流量计算,建议按短管出流方式计算。计算公式如下: πD2─── Q=μ───√2gH(2·4─11) 4 式中Q─管段的通过流量(m3/s); μ─管段的流量系数; D─管道直径(m); g─重力加速度为9·81(m/s2); π─常数为3·14; H─管段两端的水头差(m)。 当管段末端为自由出流时 1 μ=──────────(2·4─12) ───────── √1+∑ζ+λL/D 当管道末端为淹没出流且自由表面相对D很大时 1 μ=────────(2·4─13) ─────── √∑ζ+λL/D 式中ξ─管道局部阻力系数,详见水力计算手册; λ─管道摩擦阻力系数,见表2·4─8; L─管道长度(m)。 表2·4─8 ━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━ D(mm)│λ│D(mm)│λ│D(mm)│λ ─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───── 50│0·051│150│0·037│400│0·028 80│0·044│200│0·034│500│0·026 100│0·042│300│0·030││ ━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━ 水池调节容积计算 V1=(Qb-Qg)Tb(2·5─2) 式中Qb─水泵的出水量(m3/h) Qg─水源的供水能力(m3/h) Tb─水泵的运行时间(h) β V0=───V(2·6─4) 1-a 式中P0─罐内初次充水前的绝对压力 P1─设计最小压力,即满足给水系统最不利点供水压力所需的罐内最低 绝对压力 P2─设计最大压力,即停泵时罐内绝对压力 V0─气压罐的总容积 V ─气压罐的调节(水)容积 V=V1-V2 V1─P1时罐内气体容积 V2─P2时罐内气体容积 a=P1/P2β=P1/P0 热媒消耗量计算 1 直接加热时的蒸汽消耗量按下式计算: W Gm=(1·1~1·2)─────(3.4─2) im-ir 或 W Gm=(1·1~1·2)─────(3.4─3) im-C·tr 式中Gm─蒸汽耗量(Kg/h); W─设计小时耗热量(KJ/h)按公式(3.3─3),(3.3─4) 计算; im─蒸汽的热焓(KJ/Kg)见表3.4─3; ir─混合后热水的热焓(KJ/Kg); ir=C·tr tr─热水温度(℃)。 2间接加热时的蒸汽耗量 W Gm=(1·1~1·2)─────(3.4─4) im-in 或 W Gm=(1·1~1·2)── (3.4─5) γ 式中in─蒸汽冷凝水的热焓(KJ/Kg); γ─水蒸汽的汽化热(KJ/Kg)。 3间接加热时热媒热水的耗量 W Qm=(1.1~1.2) ───────── ×10-3 (3.4─6) C(tmc-tmz) 式中Qm─用热水作热媒时的耗量 tmc─热媒供水水温(℃),tmc≥tr+10℃; tmz─热媒回水水温(℃)。 4燃煤,燃油,煤气和电力直接加热时的耗量 W Gm=───(3.4─7) H·E 式中W─设计小时耗热量(KJ/h); Gm─燃料耗量(Kg/h); H─燃料发热量,见表3.4─4; E─加热器效率。 容积式加热器 1加热面积计算 W F=(1·1~1·2)──────(3·5─1) ε·K·△t 式中F─表面式水加热器的加热面积(m2); W─制备热水所需的热量(KJ/h); K─传热系数(KJ/h·cm2·℃),见表3·5─1; ε─K值的附加系数,一般采用0·8~0·6; △t─热媒与被加热水的计算温度差(℃),按下式计算。 tmc+tmztc+tz △t=───────-─────(3·5─2) 22 式中tmc,tmz─热媒的初温和终温(℃), 当热媒为蒸汽时,按饱和蒸汽温度计算; 按蒸汽压力低于70KPa时,按100℃计算。当热媒为高温水时,按供、回水的最低温度计算,但热媒的初温与被加热水的温度差不得小于10℃。 tc,tz─被加热水的初温和终温(℃)。 2贮水容积 容积式加热器的进水(冷水)一般从下部进入,在容器的底部可能产生滞流,在全部容积内产生分层现象。因此,在计算容积时应附加20~25%。在前面计算贮热容积时已经知道民用建筑物的贮热(水)容积V为0·75Qh,考虑附加容积后则为V=(1·2~1·25)Qh,在不需要精确计算时取V≈Qh。 3水头损失 在容积式水加热器的壳程中,水的流程很短,流速很低,水头损失很小,一般为0·005~0·02米水柱,常常忽略不计。 快速加热器 1加热面积 快速加热器盘管的加热面积按公式(3·5─1)计算,式中的K值按表3·5─2选用,热媒和被加热水的温度差按公式(3·5─3)计算。 △tmax-△tmin △t=─────────────(3·5─3) △tmax ln─────── △tmin 式中△t─热媒与被加热水的计算温度差(℃); △tmax─热媒与被加热水在一端的最大温度差(℃); △tmin─热媒与被加热水在一端的最小温度差(℃) 2热媒与被加热水的计算温差 水─水快速加热器,有水─水顺流交换和水─水逆流交换。其△tmax和△tmin如图3·5 ─1,图3·5 ─2。对于汽─水快速加热器,只按利用汽化热考虑,热媒温度不变。 3水头损失计算 快速加热器的管程水流阻力为沿程阻力和局部阻力之和,按下式计算: λ·Lγv2 h=(───+∑ξ)──(3·5─4) d2g 式中h─快速加热器管程水头损失(mm水柱); λ─沿程阻力系数, 钢管:0·03 铜管:0·02 L─被加热水流程总长度(m); d─传热管计算管径(m); ξ─局部阻力系数,可近似取∑ξ=(n-1)×1·5+1 n─加热器行程数; γ─被加热水在平均温度时的容重(Kg/m3); v─被加热水在管内的流速(m/s)一般采用1~3; g─重力加速度常数。 膨胀管 当水加热器的冷水由高位水箱供给时,可采用膨胀管来解决热水的膨胀问题。膨胀管高出冷水箱最高水面的高度,可按下式计算。 γ1 h=1·2H(──-1)(3·7─1) γ2 式中h─膨胀管高出冷水箱最高水面的高度(m); H─水加热器底部至冷水箱最高水面的垂直高度差(m); γ1─冷水的密度(Kg/m3); γ2─热水的密度(Kg/m3)。 膨胀管的管径可按表3·7─2确定。 膨胀管上不得安装阀门,如有冰冻的可能时,应采取保温防冻措施。 管道热伸长量计算 金属管道的热伸长量按下式计算。 △l=a(tm-t1)l(3·7─3) 式中△l─管道热伸长量(mm); l─管道长度(m); tm─计算管段热水平均温度(℃); t1─安装管道时周围环境的气温,室内取-5℃,室外架设时取冬季室外 计算温度; a─金属线膨胀系数(mm/m·℃)。 碳钢管道a=0·012 铜管道a=0·020 饮用水计算 1冷饮水量Q N·q·K Q=─────(4·5─3) T 式中N,q,K,T─同前 2饮水冷负荷 W1=1·2Q(tc-tz)(4·5─4) 式中tc─冷水的初温(℃); tz─冷水的终温(℃)一般为8~12℃ 3配水管道冷损失 2(to-tz)πL W2=∑─────────────── (4·5─5) 2 1 d1 ────+──lg(──) a·d1 λ d0 式中a─管道保温层表面散热系数(w/m2.K); d1─保温层外径(m); d0─管道外径(m); to─管道周围的空气温度(℃); L─管道长度(m); λ─保温材料的传热系数(w/m·K)。 4冷水箱的冷损失 (to-tz)M W3=───────── (4·5─6) 1 X ──+── a λ 式中M─冷水箱的外表面积(m2); X─保温层厚度(m)。 5制冷量计算 制冷系统的制冷量按下式计算: W=1·1~1·2(W1+W2+W3)(4·5─7) 其中W1是主要负荷,(W2+W3)所占比例很小,因此可采用简化的计算方法,即将式(4·5─4)中的温度差增加2~4℃作为其他冷损失的补偿。变化后的公式如(4·5─8) W=1·2Q(tc-tz+2)(4·5─8) 6冷水箱计算 冷水箱计算包括容积计算和冷冻盘管换热面积计算。 (1)冷水箱容积一般可按贮存0·5小时的冷饮水量计算。 (2)冷冻盘管换热面积一般不需计算,按制冷系统所需的制冷量选择冷水箱。当需要复核盘管换热面积时,可按容积式加热器的计算方法计算,其传热系数采用K=500~600(w/m2.K)。 排水流量计算 1住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼和学校等建筑的生活污水设计秒流量按下式计算: q=0·12a√N+qm(7·3─1) 式中:q─计算管段设计秒流量(L/s) N─计算管段的卫生器具排水当量总数 a─根据建筑物用途而定的系数,可按表7·3─2确定 qm─计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量(L/s) 计算所得的流量值如果大于该管段上卫生器具排水流量的累加值时,应按卫生器具排水流量累加值计算。 表7·3─1 ━━┯━━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━ 序││排水流量│当量│排水管 │卫生器具名称││├──────── 号││L/s│N│管径(mm) ━━┿━━━━━━━━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━━━━━ 1│污水盆│0·33│1·0│50 2│单格洗涤盆(池)│0·67│2·0│50 3│双格洗涤盆(池)│1·00│3·0│50 4│洗手盆,洗脸盆(无塞)│0·10│0·3│32 │(有塞)│0·25│0·75│32 5│浴盆│1·00│3·0│32~40 6│淋浴器│0·15│0·45│50 7│大便器│││ │高水箱│1·50│4·5│100 │低水箱│2·00│6·0│100 │自闭冲洗阀│1·50│4·5│100 8│小便器│││ │手动冲洗阀│0·05│0·15│40~50 │自闭冲洗阀│0·10│0·3│40~50 │自动冲洗水箱│0·17│0·5│40~50 9│小便槽(每米长)│││ │手动冲洗阀│0·05│0·15│─ │自闭冲洗阀│0·17│0·5│─ 10│化验盆│0·20│0·6│40~50 11│净身器│0·10│0·3│40~50 12│饮水器│0·05│0·15│25~50 13│家用洗衣机│0·50│1·5│50 ━━┷━━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━━━━━━ 表7·3─2 ━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━ 建筑物│集体宿舍、旅馆和其他公共建│住宅、旅馆、医院、疗 名称│筑物的公共盥洗室和厕所间│养院、休养所的卫生间 ──────┼───────────────┼─────────── a值│1·5│2·0~2·5 ━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━ 2工业企业卫生间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室等建筑物的生活污水设计秒流量,按下式计算: q=∑qpnb(7·3─2) 式中: qp─同类型的一个卫生器具排水流量(L/s) n─同类型的卫生器具数; b─卫生器具的同时排水百分数,按表7.3─3,7.3─4,7.3─5 洗衣工作量计算 m·e G=───(13·4─1) n·T 式中G─洗衣量(Kg/h) m─计算单位数(人;床;户) e─污衣量标准(Kg)见表13·4─1。 n─每日工作班制数。一般按一班制计算,大型洗衣房可按二班制计算。 T─每班工作小时数。一般按8小时计算。 孔口和管嘴出流 1 各种孔口和管嘴的流量计算公式基本形式相同,只是一些系数因孔口或管嘴形状不同而异, 其基本公式如下: ──── q=μω√(2gH) (14.2─9 ) ω=πd2/4 式中 q─流量(m3/s); μ─流量系数,见表14.2─5; ω─管咀或孔口的断面积(m2); d─管咀或孔口的直径(m); g─重力加速度常数; H─管咀或孔口前的水头(m水柱)。 对于圆形孔口或管咀, 公式可减化为下式: ── q=3.477μd2√ H (14.2─10) 2 水平射流距离(图14.2─3) ── L=2 φ√H+h (14.2─11) 式中 h─管咀或孔口的高度 (m); φ─流速系数见表14.3─5。 3 倾斜射流距离(图14.2─4) L h=────────+Ltgθ (14.2─12) 4φ2H cosθ 式中 θ─管咀或孔口的轴线与水平线夹角 (度); L─倾斜射流的水平距离(m)。 堰流计算 瀑布、水帘或叠水, 一般均可按堰流计算。堰流基本计算公式如下: ── q= mb√2g H3/2 (14.2─13) = M b H3/2 (14.2─14) 式中 q─过流量(m3/s); b─堰口宽度(m); H─堰前水头(m); M,m─流量系统, 见表14.2─6 堰 流 系 数 表 14.2─6 ┏━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┓ ┃││流量系数│┃ ┃名称│φ├───────┬─────────┤注┃ ┃││m│M│┃ ┣━━━━━┿━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━━━┿━━━━━━━━┫ ┃薄避堰│0.97│0.42│1.86│┃ ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨ ┃宽顶堰│0.85│0.32│1.41│顶宽c≥2.5H┃ ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨ ┃实用断面堰││0.36│1.59│┃ ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨ ┃矩形堰││0.4─0.5│1.77─2.21│┃ ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨ ┃梯形堰││0.42│1.86│b≥4H┃ ┗━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━┛ 喇叭口溢流管计算 可按下式计算: 3/2 Q=5DH (14.4─6) 式中 Q─溢流量 (m3/s); D─喇叭口直径 (m); H─喇叭口上淹没深度 (m)。 水池泄水管径计算 泄水管管径一般按水池放空时间确定, 泄水管应按短管出流计算, 计算公式与基本公式相同, 但流量系数应采用管系流量系数。管系的流量系数按下式计算: ── q=3.477μd√ H (14.4─7) 1 μ=────────── (14.4─8) λl 1/2 (∑ξ+───+1) d 式中 q─流量(m3/s); H─水池水面至泄水管出口中心的高差(m); Σξ─管系各局部阻力系数之和; λ─管道摩擦系数, 与管径有关如下式, 或查表 14.4─2。 0.021 λ=──── (14.4─9) d0.3 L─管系长度(m); d─泄水管管径(m)。 池水的泄空时间 水池泄空过程中水位逐渐下降, 泄水管系的工作水头由H至H。出流量是连续变化的, 泄空时间为: F H-H。 dH T=─────∫ ──── (14.4─10) 3.477μd H √H ─── 0.575F(√H─√H─H。) =────────────── μd 式中 T─水池泄空时间(秒); F─水面面积(平方米)。 λ值 表14.4─2 ━━━━┯━━━━━━━┯━━━┯━━━━━┯━━━┯━━━━━ d│λ??│d│λ│d│λ mm││mm││mm│ ━━━━┿━━━━━━━┿━━━┿━━━━━┿━━━┿━━━━━ 50│0.051│150│0.037│300│0.030 ────┼───────┼───┼─────┼───┼───── 80│0.045│200│0.034│400│0.028 ────┼───────┼───┼─────┼───┼───── 100│0.042│250│0.032│500│0.026 ━━━━┷━━━━━━━┷━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━

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