水循环分配系统支管用点计算：流量、流速、压力损失分析

水循环分配系统支管用点计算：流量、流速、压力损失分析

本文将详细计算水循环分配系统支管的用点数量，并分析相关计算过程。

已知条件：

• 循环主管道管径：34.1 mm
• 循环主管道流速：3 m/s
• 回流流量：5 吨/h
• 支管管径：25 mm
• 支管流速：2 m/s
• 泵的输出压力：0.44 MPa
• 用点总压力损失：50 kPa
• 单个用点流量需求：0.1 m³/h

计算步骤：

1. 计算支管流量

根据流量守恒原理，支管的流量等于循环主管道回流流量。

• 回流流量：5 吨/h = 5000 kg/h
• 将流量单位转换为 m³/s：
  • Q = 5000 kg/h = 5000 ÷ 3600 m³/s ≈ 1.39 m³/s

2. 计算支管压力损失

利用流量和流速的关系，计算支管的压力损失。

• 经验公式：支管摩阻系数为 0.02
• 支管摩阻损失公式：
  • ΔP = 0.02 × (L/D) × (ρQ²/2) = 0.02 × (L/D) × ρ × A² × V²/2
  • 其中：
    • L/D 表示支管长度与管径的比值
    • ρ 表示水的密度，取 1000 kg/m³
    • A 表示管道的截面积，A = π × (D/2)²
    • V 表示流速
• 将上述参数代入计算，得到支管的摩阻损失：
  • ΔP = 0.02 × (L/D) × ρ × A² × V²/2 = 0.02 × (1/25) × 1000 × π × (25/2)² × 2²/2 ≈ 27.5 kPa

3. 计算支管有效压力

利用泵的输出压力和支管的压力损失，计算出支管最远能到达的用点数量。

• 支管有效压力：
  • P = 0.44 MPa - ΔP - 50 kPa ≈ 0.11 MPa

4. 计算支管最远能到达的用点数量

利用有效压力和支管的流量，可以计算出支管最远能到达的用点数量。

• 用点数量：
  • N = Q ÷ (3600 × 0.1) × (P/0.1) ≈ 7

结论：

该水循环分配系统可以有 7 个用点。

注意：

以上计算结果仅供参考，实际情况需要根据具体的系统参数进行调整。

建议：

• 为了确保系统的安全运行，建议对水循环分配系统进行模拟仿真，并根据仿真结果对系统进行优化设计。
• 定期对系统进行维护保养，确保系统处于最佳运行状态。