文档介绍：主题：管网可调性和稳定性的定量分析
摘要：为了研究热网及空调水系统的调节特性，设计调节性能好的管网，评价不同连接方式的管网对调节 特:性的影响，给出了水系统变流最调节时，各用户支路可调性和稳定性的是量沱义及它们的具体计算方法 与现场实测验方法。
关键词：管网调节特性变流量系统计算方法
1引言
水网是暖通空调系统的克要组成部分。供热系统的运行调节主要是热水管网的调节。随看系统规模的增大, 空调冷冻水系统、冷却水系统也愈來愈复杂，愈来愈重要。水系统的任务是通过水的循环来传输冷量和热 量，山于系统负荷的变化，导致各个用户要求通过的循环水量也要随之变化。这就要求对管网进行调节以 实现这种改变了的流最分配。许多运行调节屮的问题都源于对管网的这种调节屮。例如，令时通过调节阀 门，很能难准确地实现要求的流量，图1为阀门开度与流量变化关系…例。此时，尽管随阀门开度増大， 流杲可以在0到100%范围内变化，但实际上很难貞止达到屮间的某个流量，调节性能很不好。山于流昴难 以准确调节，就导致温度不能准确调节，配有自动控制的阀门还会來冋振荡，此时我们称其为"可调性差"。 再…种情况是几个支路间的相互爆响。…个支路开大阀门以加大流量，邻近支路流量就会相应减少。我们 称此为〃稳定性差〃。设计管网时除满足其流速、压降、噪声等方面的要求,还希望系统能够有较好的"可调 性"和〃稳定性在对系统进行调节或实施自动控制时，还希塑了解其可调性及稳是性，从ifu采取相M的调 节F段和控制算浓。然而尽管这两个概念…岚被设计和运行人员匝视，但…冇未见具体的定量定义及定量 度量方法，从而对这两方面的性能仅能进行定性的分析与评价。为此，木文提出对这两个性能的定量定义 及其具体计算方法，并利用此方法对一实际系统进行一些分析以进…步说明其真正含义。
・«»«
0
阀门开度K
2可调性定义与计算方法
阀门两端压差恒定时通过阀门的流帚G与阀门开度K之间的关系，可用卜•式给出：
mvc
(1)
式中g为全开即K二1时的流量。对于所谓少线性特性〃的调节阀，其相对流量与开度成正比,即:
m^x
然而，当此阀门与一个设备（如热交换器）串联时，其流最特性就不再是线性。此时若支路两端的压差A
P为常数，则可导出通过阀门的相对流量为：
式中m为阀门全开时该支路上除阀门外其它部分的压降与阀门的压降之比。当m=0即其它压降可忽略不计 时，G,/Gmax=Kc只有这时阀门调节特性才真正成为线性。图2为不同m值时相对流量随阀门开度K的变化。 从图中可看出当呼10时此支路的调节性能已经很差。
0・4
• •
■
♦
9
0
*
/
0 1
开度K
图2不同m值时的调节特件
实际上支路两端压差并不能恒定,往往山于与水泵或管网的其它部分连接而产生波动。此时其调节特性将 进一步变差。图3为一简单的循环水系统，当阀V全开且曲间的压差为水泵两端（cd间）压差的三分之 一时，不同m值时的调节特性山图2屮的虚线给出。比较图2屮的实线与虚线，可以看出管网的结构、水 泵的特性都将爆响支路最终的调节性能。这样，一个支路上安装一个阀门后，该阀门对此支路流量的调节 作用与如下三个因索有关：（1）阀门本身的调节特性；（2）支路的阻力；（3）该支路外管网其它部分的 影响。为了仅硏究后两个因索对调节性能的影响而不涉及阀门本身的特性，可以先考虑阀门为上述〃线性调
节特性"时该支路点的调节特性。此时，可将相対流最对开度K的导数在K二1即全开时的值定义为支路i的
可调性R, BP：
(4)
图3简单的水系统一例
当支路i两端为恒定压差时，山式（3）知
dK
当m二0时，RfI,这相应于线性调节特性;当HF10时,RfO. 091,即调节性能很差。因此,对于线性阀门,
R在0到1之间，愈接近1调节性能愈接近线性。实际管网中某支路的可调性可直接测得，可以测阀门开 到90%时与阀门全开时的流昴之比，得到
(6)
亦可通过测爭实上该支路上部件（如热交换器）两侧压差Ap的变化來计算:
A = 10
(7)
下血讨论当己知管网结构参数及泵的性能曲线时，如何计算各用户支路的可调性R。定义一个支路的阻力 系数S为：
Ap为该支路两端的压降，G为该支路流最。因此，山式（4）,可调性为:
Si为带有阀门的支路的阻力系数,由式(5)可导出:
2Si 1
(10)
因此,
2 Si 3Q _ 2 %
(11)
昭+1怎边dsi 昭+1羽
式屮rru