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  眾智平臺時(shí)常有小伙伴詢問如何計(jì)算系統(tǒng)的工作壓力，以及工作壓力的屬性到底是什么,單從計(jì)算方式來講，水暖專業(yè)規(guī)范的條文都很清楚，無需贅述。此次筆者就從稍微脫離工程的角度，以基礎(chǔ)理論為分析工具，試圖揭開工作壓力背后的秘密。知識無極限，人人當(dāng)懷有敬畏之心，筆者也受限于知識水平的不足，所表達(dá)之觀點(diǎn)亦有對錯(cuò)偏頗，供諸君評點(diǎn)。本文篇幅較長，對理論不感冒的小伙伴，可以直接翻看最后的不同水暖系統(tǒng)工作壓力計(jì)算圖示。
問題一：什么是系統(tǒng)的工作壓力？以及確定工作壓力的作用為何？
  借用《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014的如下條文：
  8.2.3 高壓和臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)在供水時(shí)，可能的最大運(yùn)行壓力確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：…
  在其他水暖專業(yè)的眾多規(guī)范中，都有提及工作壓力的概念，但以上條文這個(gè)描述最易懂，意思就是，不論您設(shè)計(jì)的是什么樣的管網(wǎng)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，管網(wǎng)內(nèi)部所能產(chǎn)生的最大運(yùn)行壓力。那么從這個(gè)角度出發(fā)，其他的規(guī)范上列出的關(guān)于工作壓力的條文要求就也能理解了。確定系統(tǒng)工作壓力，是確定系統(tǒng)的管道，設(shè)備，閥件承壓能力的依據(jù)，也就是這些東東的承壓能力都必須在所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作壓力之上（各規(guī)范均有原文條文表述，不一一列舉）。試想一下，若設(shè)計(jì)計(jì)算不正確，要求的設(shè)備承壓能力不夠的情況下，系統(tǒng)運(yùn)行起來會不會導(dǎo)致部件漏水乃至爆管，產(chǎn)生設(shè)計(jì)失責(zé)的后果，所以對水暖設(shè)計(jì)者，確定工作壓力是比較重要的計(jì)算基礎(chǔ)。
  就從大范圍上來說，這個(gè)定義依然適用于所有類型的管網(wǎng)，不論氣體管網(wǎng)，液體管網(wǎng)，還是除塵凈化。氣體介質(zhì)其自身的分子作用力不能忽視（即溫差作用明顯），而可以忽視重力作用產(chǎn)生的壓強(qiáng)，工作壓力的確定相對簡單。液體介質(zhì)是當(dāng)做連續(xù)介質(zhì)模型來研究（本科水平，研究生以上水平請自動(dòng)忽略），重力作用產(chǎn)生的壓強(qiáng)不可忽略，液體管網(wǎng)工作壓力標(biāo)準(zhǔn)的確定略微復(fù)雜，故本文以下所述內(nèi)容，主要對具有代表性的液體管網(wǎng)做描述。建立的基本概念是：管網(wǎng)為單相流，液體介質(zhì)為連續(xù)介質(zhì)模型，液體自身分子作用力忽略（即是由溫度差異代來的體積膨脹或收縮在整體管網(wǎng)計(jì)算時(shí)忽略，例如供暖管網(wǎng)低溫區(qū)與高溫區(qū)自身密度差帶來的壓力作用忽略—供暖管網(wǎng)自循環(huán)系統(tǒng)不在本次表述范圍之內(nèi)。）雖然做這些模型假設(shè)會與實(shí)際管網(wǎng)狀態(tài)有所偏差，但總體差距不大，卻會大大簡化管網(wǎng)壓力計(jì)算的方式。

問題二：我們再深入一步，管網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，從流體力學(xué)上講，究竟內(nèi)部作用壓力為何？
  我們從研究流動(dòng)模型的三大公式之一，流體壓強(qiáng)變化的伯努利方程（推導(dǎo)過程各種資料均有）開始分析，總結(jié)基本概念：全壓=靜壓+動(dòng)壓。在流體力學(xué)中做一元流動(dòng)表述時(shí)又稱之為：總水頭=測壓管水頭+速度水頭（位置水頭+壓強(qiáng)水頭概念融入測壓管水頭內(nèi)），老一輩的管網(wǎng)的工程師，對管網(wǎng)的壓力分布做精確分析時(shí)都會繪制水壓圖，其中主要繪制總水頭線，測壓管水頭線。

  上圖是教材上的圖示。

  這是工程上繪制的一段室外供熱管網(wǎng)的水壓圖。
  在這個(gè)基本概念上，我們再來分析，各部分的屬性。
  管網(wǎng)系統(tǒng)輸入口的總壓（總水頭）：凡帶有流體輸送設(shè)備的管網(wǎng)，管網(wǎng)運(yùn)行時(shí)總壓都由設(shè)備提供；不帶有流體輸送設(shè)備或設(shè)備不運(yùn)行時(shí)的管網(wǎng)，管網(wǎng)入口總壓通常由位置水頭提供。流體管網(wǎng)中，某點(diǎn)總壓需根據(jù)測壓管水頭，流速水頭反算，不能直接測量。（我們后續(xù)討論的系統(tǒng)，均為總壓由流體輸送設(shè)備提供且設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況。）
  動(dòng)壓（速度水頭）：以斷面流速V為初速的鉛直上升射流所能達(dá)到的理論高度，水力學(xué)中稱為速度水頭（出自《流體力學(xué)》教材定義），動(dòng)壓（流速水頭）作用方向與流線（歐拉法描述流體運(yùn)動(dòng)時(shí)反映流動(dòng)方向的一系列人為畫出的線條）平行，與流線垂直的方向流速水頭為零（假設(shè)管網(wǎng)正常流動(dòng)，水流線均平行于管網(wǎng)，彎頭，變徑及管道擾流等處的特殊情況作用力不計(jì)，畢竟管網(wǎng)正常流動(dòng)時(shí)，絕大部分流線依然處于與管道壁平行狀態(tài)，在這樣的假設(shè)前提下，管道壁上，幾乎沒有動(dòng)壓作用）。動(dòng)壓計(jì)算公式V2/2g，可通過測量流速，間接計(jì)算獲取，例如畢托管，孔板流量計(jì)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)等測流速的儀器。
  靜壓（測壓管水頭）：它的本質(zhì)就是流體靜壓強(qiáng)，流體為連續(xù)介質(zhì)，所以無論流動(dòng)還是靜止?fàn)顟B(tài)，自身由于位置水頭（管網(wǎng)前后段高差）或輸入壓強(qiáng)（輸入設(shè)備作用）的作用都會存在靜壓，水柱壓強(qiáng)的概念在初中物理就有學(xué)過，流體中的靜壓存在于介質(zhì)的各向空間，形象舉例就是一個(gè)盒子裝滿了水，盒子的各個(gè)外壁都會受到靜壓的作用。所以，關(guān)鍵來了，作用在管網(wǎng)管壁，設(shè)備內(nèi)壁，閥門內(nèi)部的主要作用壓力就是這個(gè)靜壓。也就是計(jì)算工作壓力的本質(zhì)，就是確定管網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的最大靜壓（測壓管水頭）。靜壓可測量，通過壓力測量儀器，壓力表可獲得管網(wǎng)某一點(diǎn)的靜壓（所有的能直接安裝在管壁測量壓力的儀器，所測均為靜壓即測壓管水頭）。