水力計算的案例
冷凍水和冷卻水循環系統水力計算
水系統管路水力計算是系統正確設計和優化的基礎。
空調水系統的管路水力計算是在已知水流量和推薦流速下,確定水管管徑,計算水在管路中流動的沿程阻力損失和局部阻力損失,確定水泵的揚程和流量。
空調水循環管路水力計算的原理
1.1.沿程阻力損失
水管路將流量和管徑不變的一段管路稱為一個計算管段,計算管段沿程阻力損失,即：
在給定水狀態參數及其流動狀態的條件下,λ和ρ值均為已知,則式(6) 就表示為R = f (d,qm)的函數式。
利用公式(4) ,(5) ,(6) ,計算出冷卻水和冷凍水在不同水流量、不同管徑、不同速度的沿程比摩阻,詳見表1 和表2。
空調水系統水力計算方法
2.1空調冷凍水系統水力計算方法
2.1.1冷凍水水量
空調冷凍水循環系統一般采用閉式系統,系統的供水溫度通常為7℃, 回水溫度為12℃, 溫差為5℃,泵的流量按空調系統夏季最大計算冷負荷確定,即：
若空調冷凍水循環系統采用二次泵循環管路,則：
1) 一次泵的選擇
a) 泵的流量應等于冷水機組蒸發器的額定流量;
b) 泵的揚程為克服一次環路的阻力損失,其中包括一次環路的管道阻力和設備阻力;
c) 一次泵的數量與冷水機組臺數相同.
2) 二次泵的選擇
a) 泵的流量按分區夏季最大計算冷負荷確定;
b) 二次泵的揚程應能克服所管分區的二次最
不利環路中用冷設備、管道、閥門附件等總阻力要求。
無論采用一次泵冷凍水系統,還是采用二次泵冷凍水系統,選擇水泵時,流量附加10% 的余量,揚程也附加10% 的余量。
2.2.空調冷卻水系統水力計算方法
空調冷卻水循環系統一般采用開式系統,水力計算是確定冷卻水流量后,確定冷卻水泵的揚程.
2.2.1冷卻塔冷卻水量
池到噴嘴的高差) 所需的壓力,Pa.
展開 通風空調工程設計與安裝基礎
2、計算：
ΔPj-局部損失，Pa；
ξ—局部阻力系數，見附錄V。
3、減小局部阻力的措施
（2）彎頭
總阻力損失：
總損失即為沿程損失與局部損失之和：
ΔP=ΔPm+ΔPj
ΔP—管段總損失，Pa。
風管內的壓力分布
從圖中可以看出：
1．在吸風口點1處的全壓和靜壓均比大氣壓力低，入口外和入口處的一部分靜壓降轉化為動壓，另一部分用于克服入口處產生的局部阻力。
2．在斷面不變的風道中，如管段1～2、3～4、5～6、6～7和8～9，能量的損失是由摩擦阻力引起的，此時全壓和靜壓的損失是相等的。
3．在收縮段2～3，沿著空氣的流動方向，全壓值和靜壓值都減小了，減小值也不相等，但動壓值相應增加了。
4．在擴張段7～8和突擴點6，動壓和全壓都減小了，而靜壓則有所增加，即會產生所說的靜壓復得現象。
5．在出風口點9處，全壓得損失與出風口形狀和流動特性有關，由于出風口的局部阻力系數可大于1、等于1或小于1，所以全壓和靜壓變化也會不一樣。
6．在風機段4～5處，風機的風壓即是風機入口和出口處的全壓差，等于風道的總阻力損失。
風管的水力計算：
一、水力計算的任務和方法
1．水力計算的任務
(1)確定系統中各個管段的斷面尺寸
(2)計算阻力損失
(3)選擇風機
2．水力計算的方法
（1）假定流速法
先按技術經濟要求選定風管的流速，再根據風量來確定風管的斷面尺寸和壓力損失，目前常用此法進行水力計算。
（2）壓損平均法
（3）靜壓復得法
水力計算步驟：
1．確定通風系統方案，繪制管路系統軸測示意圖。
2．在軸測圖中對各管段進行編號，標注長度和風量。通常把流量和斷面尺寸不變的管段劃分為一個計算管段。
3．選定合理的氣流速度。
展開 排水系統流量、水力計算實例
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建筑給水系統計算講解（PPT下載）
排水系統培訓—（PPT可下載）
給水系統水壓水量和設備講解（PPT可下載）
建筑內部給水系統詳解（PPT可下載）
消防給水系統培訓，看完就明白了（PPT可下載）
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【9月20-21日 武漢】Hanmmer高級培訓班
Hammer（水錘計算和瞬態分析)軟件培訓
一、培訓背景：
Hammer將水錘效應的復雜原理結合成為簡單易用的工具，協助水利工程師順利地進行任何復雜的水錘水擊水力計算與設計。可用于各種輸配水管道系統的水錘分析，包括長距離輸水管道、城市市政配水管網、多級泵站系統、調速泵系統、廠區管網、大流量工業水系統及水電站渦輪發電機組及管路的水錘分析。
HAMMER 為用戶提供了基于精確數值解的水力計算引擎和簡單易用的用戶界面與接口，能夠有效的辨識、管理、并減少和水錘有關的風險。
與同類型軟件相比HAMMER 具有：
1) 多運行平臺的支持。HAMMER 除了獨立運行版以外，還有AutoCAD、Microstation和ArcGIS版本。
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3) 全中文界面。中國用戶使用無語言障礙。
4) 專門用于輸配水管道系統的瞬變流分析，專業性強。
5) 在國內有數十個用戶，在國內上百個實際工程中得到驗證。無論國際上還是國內，是目前同類產品中市場占有率最高的水錘計算軟件。
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低頻水力脈沖延時先導閥設計計算及仿真
018-低頻水力脈沖延時先導閥設計計算及仿真.rar
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基于AQWA的救撈作業場錨泊分析
表3 海洋環境參數
2 頻域計算結果及驗證
不規則的海浪可以簡化為無數個頻率、方向和波幅不同的規則波疊加[5]，因此對艦船的靜水力結果和規則波中的頻域進行了計算，通過頻域分析可以得到模型在不同頻率規則波下的運動響應幅值算子，為后續時域錨泊計算做鋪墊[1]。
2.1 靜水力參數
該文對作業場進行了靜水力計算，計算結果見表4。計算排水量與實際艦船排水量誤差結果為2%，表明靜水力計算結果比較準確。
表4 靜水力計算結果
2.2 響應幅值算子
搖蕩響應幅值算子即單位規則波下艦船的運動幅值。AQWA軟件對艦船的橫搖、艏搖、縱搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩6個自由度下隨不同頻率規則波的搖蕩幅值算子定義如公式（1）所示[6]。
式中：Yyζ（ω）為艦船的響應幅值算子；ζA為波幅；YA（ω）為艦船的運動幅值。
救撈作業場在橫向載荷下（90°浪向角）的橫搖響應最嚴重，作業場在波浪作用下發生較大幅度或較高頻的橫搖運動，可能會加大船舶傾斜度和系泊纜繩受力，勢必會對作業場的作業效率和系泊安全造成不利影響，因此需要重點關注。作業場橫搖幅值響應幅值如圖2所示。通過計算浪向角下艦船橫搖響應幅值算子隨周期變化可以得出艦船橫搖運動響應最大為3.56324°/m，對應的浪向角為90°，對應的周期為13.84s，與作業場實際周期誤差在0.7%，進一步驗證了計算的準確性。
3 時域計算結果
取錨泊角為45°下，分別計算船舶在不同浪向角下作業場運動響應最大值和錨纜張力最大值，見表5和表6。
從表5和表6可以看出，船體的橫搖、艏搖、橫蕩運動在浪向角為90°時達到最大值，這是由于作業場橫向載荷的受力面積最大，導致了在橫向浪向下其運動響應最明顯。4個纜繩受力中3號和4號纜繩受力較大，1號和2號纜繩受力較小。
展開 船舶總體方案快速設計評估
3、典型應用
船舶某研究所是我國船舶重要研發單位，本案例是總體設計部門利用SRDS軟件對新型大型船舶總體方案進行了快速設計及分析，主要可實現船舶總體方案定義，包括任務需求、戰術技術指標、總體方案、系統方案、關鍵技術等；可實現船舶總體外形的參數化快速創建，并可生成型線數據庫；基于船體外形可以創建甲板、平臺及分層艙室，基于船體外形和艙室平面可以創建船體結構和內部艙室結構；系統模型布置模塊包括詳細模型布置、參數化機構模型布置、簡化模型布置等，可形成船舶常見的分系統方案模型；通過創建標準人可以對船舶總體方案的空間及人員編制進行分析；基于三維模型可以生成船舶總體方案二維布置圖；基于方案三維模型可進行多種靜力學和動力學分析，主要包括質量質心分析、質量分站計算、裝載平衡分析、靜水力計算、浮性穩性分析、操縱性分析、快速分析分析、結構強度分析等；根據設計分析結果可以對總體方案進行指數評估，包括武器系統、動力系統、平臺系統、船舶綜合以及研制風險等。最后形成滿足要求的最優船舶設計方案，為后續研發階段提供重要數據支持。
某新型船舶總體方案示例
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展開 壓力管道輸水灌溉優化設計研究進展（上）
從最開始用于灌溉管道水力學的計算模塊出發，逐步在其中添加了繪圖模塊、管材模塊、工程造價模塊、管網布置模塊、管徑優化模塊和人工干預模塊等，使得軟件越來越人性化、智能化和可視化。
陳寧生等［51］較早地研發了以管道系統水力計算為主的低壓管道輸水輔助設計軟件。彭永臻等［52］則研發了具有人機對話功能，可對管道設計進行宏觀控制與局部干預的灌溉管道系統優化設計軟件。
王學珍等［53］研發了能自動實現管道系統優化布設的計算機繪圖程序，其中管道系統優化布設采用了Prim算法、Kruska算法等，繪圖程序則采用了BASIC語言。Andrade C等［54］基于Windows平臺研發了灌溉系統仿真模型SPRINKMOD，可用來模擬管道系統壓力與水量的分配。
嚴雷等［55］開發了能進行人工干預的CAD噴灌系統管道布設優化設計軟件，該軟件以年費用最小為優化目標來求解最優管徑，并在其中加入了圖形處理模塊、數據庫模塊與計算模塊等功能。Morley M S等［56］在GIS的基礎上研發了一款管道系統優化決策管控軟件（GAnet），該軟件主要采用遺傳算法對管道系統進行優化設計，還兼備以提高軟件適用性為目的的二次開發功能。
許建中等［57］研發了“水力圖解”軟件，通過基于能量疊加的諾謨圖法、計算水力損失曲線的準有限元法與計算機視窗技術，將管道系統水力設計的數解法、圖解法等優點進行了集成。歐建峰等［58］基于Auto－CAD、Visual Basic、Excel等軟件，開發了微灌工程規劃設計專家系統，該系統可進行管道系統布設、水力計算與水泵等設備選型，并根據其計算結果自動生成管道系統布設圖、管道系統結構圖與工程造價表。
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展開 常用通風空調估算及數據
Δp1和Z可從有關產品樣本中查得；沿程損失和局部損失應從水力計算求出，作估算時，管路中管件局部損失可取5mH2O，沿程損失可取每100m管長約5mH2O。若冷卻水系統來回管長為L，則冷卻水泵所需揚程的估算值H（mH2O）約為H=Δp1+Z+5+0.05L。
③、依據冷卻水泵的流量和揚程，參考有關水泵性能參數選用冷卻水泵。
水流量計算
①、冷卻水流量：一般按照產品樣本提供數值選取，或按照如下公式進行計算，公式中的Q為制冷主機制冷量L(m3/h)=[Q(kW)/（4.5~5）℃x1.163]X(1.15~1.2)
②、冷凍水流量：在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據產品樣本提供的數值選用或根據如下公式進行計算。如果考慮了同時使用率，建議用如下公式進行計算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時使用率情況下的總冷負荷。L(m3/h)=Q(kW)/（4.5~5）℃x1.163
③、冷卻水補水量一般1為冷卻水循環水量的1~1.6%。
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全參數化建模優化軟件CAESES 5.3用戶培訓會順利舉辦
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</p><p>2、 <strong>計算參數</strong></p><p><span style="color: rgb(25, 25, 25);">氣體進口參數：進口風量67087m3/h，進口溫度250℃，進口尺寸直徑1.2m，進口風速計算為16.49m/s，水力直徑計算為1.2m，湍流強度計算為2.97%，氣體密度為0.653kg/m3，氣體粘度為2.8E-05Pa·s</span></p><p><span style="color: rgb(25, 25, 25);">噴粉管進口參數：進口風量500m3/h，進口溫度20℃，進口尺寸直徑0.1m,進口風速計算為17.69m/s，水力直徑計算為0.1m，湍流強度計算為3.81%，氣體密度為1.164kg/m3，氣體粘度為1.82E-05Pa·s</span></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify">含硫煙氣 流化粉末（單個噴槍，共兩只）</p><p>3、 <strong>模型及邊界</strong></p><p class="ql-align-justify">建立三維計算模型如下：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/e0a834a2ac25f35edda23ad8724f8ab9.png"></p><p class="ql-align-center">三維模型</p><p>進口為速度進口（velocity-inlet），出口采用壓力出口（pressure-outlet），壓力設定為0Pa，湍流模型采用standard k-e模型，近壁面處采用無滑移邊界條件。
展開 什么是公稱壓力、工作壓力與設計壓力？
工作壓力由管網水力計算而得出。
流體力學分析軟件VirtualFlow，實現核反應堆熱工水力高效仿真
3 月 13 日，由中國核學會核反應堆熱工流體力學分會主辦，中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室、上海積鼎信息科技有限公司、先進核能技術全國重點實驗室承辦的 “核反應堆熱工水力仿真技術前沿探索與實踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應堆仿真領域的最新進展與挑戰，吸引了近300位行業專家及在校學生的關注。
中國核動力研究設計院反應堆工程研究所副所長、中國核學會核反應堆熱供流體力學分會的理事長 黃彥平 在致辭中指出，核能技術的迭代對流體仿真提出了更高要求，亟需在精度提升、計算效率優化及模型驗證等方面取得突破。國產流體仿真軟件的自主研發是打破技術壟斷的關鍵。黃總呼吁產學研各方需強化合作，通過資源共享與協同創新，共同攻克行業難題。
作為本次活動的承辦單位之一，積鼎科技研發中心總監符凱的報告《國產流體仿真軟件在核反應堆仿真中的應用》受到關注。積鼎科技深耕 CFD 領域多年，自主開發了通用流體仿真軟件 VirtualFlow在核反應堆仿真中展現出顯著優勢。
積鼎科技的仿真軟件可應用于核領域的多種堆型，包括壓水堆、鉛鉍/鈉冷快堆、熔鹽堆等。在壓水堆中，軟件可模擬安注水過程、氫氣復合及燃燒、抑壓水池工作過程等；在鉛鉍/鈉冷快堆中，可進行金屬液體熱工水力計算、事故工況下自然對流計算等；在熔鹽堆中，實現了堆芯流量分配計算、熔鹽泄露凝固計算等關鍵場景的仿真。
技術優勢：
全代碼自主可控：該軟件安全可靠可控，經第三方評測顯示代碼自主率超過 95%。
全方位仿真能力：支持多相流、湍流、相變、傳熱等復雜物理模型，能夠精確模擬核反應堆中的流動傳熱傳質、多相流相變、可壓縮流體、多組分等問題。
應用場景覆蓋廣：軟件經過市場長期驗證，已積累的測試案例庫>1000個。
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