流体输配管网简答题

简答题

的物理意义。

？什么是水泵的汽蚀余量

和[

1、图中的供热管网与用户管网的连接方式，哪些是直接连接？哪些是间接连接？

1-热源的加热装置；2-网路循环水泵；3-补给水泵；4-补给水压力调节器；5-散热器；6-水喷射器；7-混合水泵；8-表面式水-水换热器；9-供暖热用户系统的循环水泵；10-膨胀水箱；11-空气加热器；12-温度调节器；13-水-水式换热器；14-储水箱；15-容积式换热器；16-下部储水箱；17-热水供应系统的循环水泵；18-热水供应系统的循环管路

答：（a）（b）（c）是直接连接，（d）（e）（f）（g）（h）（i）是间接连接。

2、蒸汽供暖系统中疏水器起什么作用？它通常设置在系统的什么位置？

答：疏水器的作用是阻止蒸汽逸漏，迅速排除管道或用热设备中的凝水。通常设置在用热设备的出口、蒸汽干管一定距离的最低点、水平蒸汽管道上升转弯处等。

3、什么是开式管网？什么是闭式管网？试分别举出两个工程应用实例。

答：开式管网与环境相通，具有进口和出口，它的源或汇是环境空间。环境空间的流体从管网的进口流入管网；管网内的流体从出口排出管网，进入环境空间。通风管网、燃气管网、建筑给排水管网等属于开式管网。环境空间的流体与管内流体水力相关，环境空间的流体状态与流动状况直接影响管网内流体的流动。闭式管网与外界环境空间在流体流动方面是隔绝的。管网没有供管内流体与环境空间相通的进出口。它的源和汇通常是同一个有限的封闭空间。环境空间的流体状态与流动情况对管网内的流体流动和流动所需的动力没有直接的影响，管网内外流体之间是水力无关的。供热管网、空调工程的冷热水管网等都属于闭式管网。

4、流体输配管网的基本功能是什么？怎样才能实现流体输配管网的基本功能？

答：基本功能是按照一定的要求实现流体的输送和分配。要实现流体输配管网的基本功能，需要正确设计管道系统；合理配置动力及保证管网正常运行和便于检测、调控的装置，按照正确的手段进行运行调控。

5、管网中流体流动受到的摩擦阻力受哪些因素的影响？怎样计算摩擦阻力？

答：管道的形状、尺寸、粗糙度；管内流体的物理性质、流动状态等因素的影响。计算的基本公式是：

摩擦阻力系数受流态的影响，工程中常使用经验和半经验公式计算。不同的工程管网，可利用已有的图表进行摩擦阻力计算，但应注意制定图表的条件及修正方法。

6、哪些流体输配管网的管内流速不能过大，要限制上限流速？哪些流体输配管网的管内流速不能过小，要规定下限流速？为什么？

答：要限制上限流速管网如供热管网、空调冷冻水管网、空调送风管网，因为流速太高，噪音大，阻力大，在蒸汽管网中，限制流速过大还为了避免产生水击。在排水管网的横管中、除尘管网中要限制下限流速，是为了顺利排走杂质和粉尘。（补充说明：管内的流速对管网的技术经济性有较大的影响。流速高，管道断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小；但是管网阻力大，动力消耗增大，运行费用增加，且增加噪声。若流体中含有粉尘等杂质，会增加设备和管道的磨损。反之，管内流速低，阻力小，动力消耗少；但是管道断面大，材料和建造费用大，占用的空间也大。一些管网中过低或过高的流速还会影响管网的正常运行，因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速，在设计时，可依据规范标准，参考同类工程的经验数据确定。）

7、假定流速法和压损平均法这两种水力计算方法各自的基本特点是什么？各适用于什么样的情况？

答：假定流速法的特点是，先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力,得出需要的作用压力。假定流速法适用于作用压力未知的情况。压损平均法的特点是，将已定的总作用压力，按干管长度平均分配给每一管段，以此确定管段阻力，再根据每一管段的流量确定管道断面尺寸。当管道系统所用的动力设备型号已定，或对分支管路进行压损平衡计算，此法较为方便。

8、如图所示的空调送风管网，A、B、C三个风口完全相同。A风口处管内的静压为100Pa，若要保证3个送风口的送风量相同，B、C风口处的管内静压应为多少？如何才能使B、C风口处的管内静压达到要求值？

答：要使3个送风口的送风量相同，B、C风口处的管内静压近似等于100Pa。

9、现场测得水泵的扬程和流量低于厂家样本给出的性能，能否断定该水泵为不合格产品？为什么？

答：不能。因为厂家样本给出的性能参数是在规范规定的状态和测试条件下试验得出的，当水泵的使用条件与试验条件不一致时，水泵的性能不一样。

10、在非典流行期间，迫切需要增加室内的通风换气量。你有哪些方法增加已有通风管网的送风量？说明你的理由。

答：开大管网上的阀门；更换风机，分析新风机在管网中工作的工况点，确认其可提供更大的风量。

11. 如何区分枝状管网与环状管网？

答：枝状管网与环状管网应根据管网中流动路径的确定性进行区分。管网的任一管段的流向都是确定的，唯一的，该管网属于枝状管网。若管网中有的管段的流动方向是不确定的，存在两种可能，该管网属于环状管网。

12. 为什么要对燃气管网按照输气压力进行分级？

答：燃气管道漏气可能导致火灾、爆炸、中毒及其它安全事故。燃气管道的气密性与其它管道相比，有特别严格的要求。管道中压力越高，管道接头脱开或管道本身裂缝的可能性和危险性也越大。因此，燃气管道按输气压力分级。不同压力等级，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。

13. 热水采暖重力循环和机械循环比较，各有哪些优点和缺点？

答：重力循环系统

优点：系统简单，运行节能，无水泵运行噪声；

缺点：系统作用范围小，容易出现水力失调，热源机房位置受限。

机械循环系统

优点：系统作用范围广，并联支路水力平衡容易调节，热源机房位置灵活；

缺点：系统比重力循环系统复杂，运行有水泵能耗和噪声。

14. 简要分析管内流速取值对管网设计的影响。

答：管内的流速对管网的技术经济性有很大的影响。流速高，管道断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，动力消耗增大，运行费用增加，且增加噪声。若流体中含有粉尘等，会增加设备和管道的磨损。反之，流速低，阻力小，动力消耗少；但是管道断面大，材料和建造费用大，占用的空间大。流速过低还会使粉尘、杂质沉积而堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。

15. 有两个完全相同的机械通风管网（即管道系统相同，匹配的风机也相同），一个在成都，一个在拉萨。这两个管网运行时，风机的转速也相同。问：两个管网的风量是否一样？风机耗用的电功率呢？

答：风量相同。成都的这个管网耗用的电功率大。因为这两个管网运行时，风机的工况相似。根据相似率，。

16. 简述欧拉方程的物理意义。

答：第一项是离心力作功，使流体自进口到出口产生一个向外的压能增量；第二项是由于叶片间流道展宽、相对速度降低而获得的压能增量，它代表叶轮中动能转化为压能的份额。由于相对速度变化不大，故其增量较小；第三项是单位重量流体的动能增量。

17. 什么是水力失调？哪些原因会导致水力失调？

答：管网中的管段实际流量与设计流量不一致，称为水力失调。水力失调的原因主要是：(1)管网中流体流动的动力源提供的能量与设计不符。例如：风机、泵的型号、规格的变化及其性能参数的差异，动力电源电压的波动，流体自由液面差的变化等。(2)管网的流动阻力特性发生变化，即管网阻抗变化。如管材实际粗糙度、存留于管道中杂质，管段长度、弯头、三通及阀门开度改变等局部阻力的增减等，均会导致管网实际阻抗与设计计算值偏离。

18. 如图是某蒸汽供暖系统供汽干管的一部分，蒸汽从A点供向D点。简要说明：

（1）AB、CD管段坡度方向？

（2）疏水器的作用？

（3）管段AB、BC内蒸汽流速哪个可取得大些，为什么？

（4）为节省投资，图中疏水器在什么条件下可采用水封代替？

答：（1）AB管段坡度方向为A高B低；CD管段坡度方向为C高D低。

（2）疏水器的作用：管网每次开始运行时可排除管道内空气和其它不凝性气体；管网在运行中可排除积聚在疏水器前的凝结水，同时阻止蒸汽排出管网。

（3）管段AB内蒸汽流速可比BC内取得大些，因为管段AB内蒸汽和凝结水同向流动而BC内蒸汽和凝结水逆向流动，AB内发生水击现象的可能小于BC管段。

（4）当疏水器前蒸汽压力较小，可采用水封代替疏水器以节省投资，此时水封高度必须大于蒸汽压力所对应的水柱高度。

19. 绘制一个自己熟悉的流体输配管网，说明该管网中各组件的名称和作用。

答：如图1-1-2所示：

各组件作用：1——空气入口；2——保证管网正常工作的附属设备；3——为流体流动提供动力；4——为流体流动提供流场（流道）；5——末端装置（出风口）

20. 什么是水力失调？哪些原因会导致水力失调？

答：管网中的管段实际流量与设计流量不一致，称为水力失调。水力失调的原因主要是：(1)管网中流体流动的动力源提供的能量与设计不符。例如：风机、泵的型号、规格的变化及其性能参数的差异，动力电源电压的波动，流体自由液面

差的变化等。(2)管网的流动阻力特性发生变化，即管网阻抗变化。如管材实际粗糙度、存留于管道中杂质，管段长度、弯头、三通及阀门开度改变等局部阻力的增减等，均会导致管网实际阻抗与设计计算值偏离。

21. 为什么要对燃气管网按照输气压力进行分级？

答：燃气管道漏气可能导致火灾、爆炸、中毒及其它安全事故。燃气管道的气密性与其它管道相比，有特别严格的要求。管道中压力越高，管道接头脱开或管道本身裂缝的可能性和危险性也越大。因此，燃气管道按输气压力分级。不同压力等级，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。

22. 开式液体管网与闭式液体管网的水力特征最主要的区别是什么？

答：开式液体管网有进出口与大气相通，重力对循环流动产生的作用力近似为进出口之间的液柱与管外相同高度的空气柱的压力差；而闭式液体管网中仅由管网内部液体密度的差异造成，显然前者大得多。

23. 什么是调节阀的工作流量特性？在串联管道中，怎样才能使调节阀的工作流量特性接近理性流量特性？

答：所谓调节阀的工作流量特性是指调节阀在前后压差随流量变化的工作条件下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系。在有串联管路的场合，增大阀权度可使工作流量特性更为接近理性流量特性。

O。24. 某水泵从开敞的水池中抽水，设计的吸水管中的流速是3m/s，阻力0.4mH

2

水泵的轴线位置比水面高出3m。水泵的允许吸上真空高度[Hs]=3.5m。该水泵能否正常工作？为什么？

答：不能，会发生气蚀。该水泵最大安装高度是[Hss]=3.5-0.4-32/2/9.807=2.64m。而实际安装高度大于最大安装高度。

25. 如图是某建筑雨水及阳台地漏排水系统原理图。屋顶雨水经雨水收集口流入排水立管，阳台积水经阳台地漏流入排水立管，地漏与排水立管间设置水封，排水在A点以后排入市政下水道。问：

（1）下雨时，排水立管内水流可能经历哪些流动状态？）

（2）地漏与排水立管间设置水封有什么作用？

答：（1）随着排水量的不断增大，雨水排水立管内可能经历的流动状态有附壁螺旋流、水膜流和水塞流等三种流态；

（2）水封的作用：防止市政下水道内的臭味溢入各层阳台，尤其是夏季晴天时。

26. 什么是风机的喘振现象？如何有效防止喘振现象的发生？

答：当风机在非稳定工作区运行时，出现一会儿由风机输出流体，一会儿流体由管网中向风机内部倒流的现象，专业中称之为“喘振”。当风机的性能曲线呈驼峰形状，峰值左侧较陡，运行工况点离峰值较远时，易发生喘振。喘振的防治方法有：①应尽量避免设备在非稳定区工作；②采用旁通或放空法。当用户需要小流量而使设备工况点移至非稳定区时，可通过在设备出口设置的旁通管（风系统可设放空阀门），让设备在较大流量下的稳定工作区运行，而将需要的流量送入工作区。此法最简单，但最不经济；③增速节流法。此法为通过提高风机的转数并配合进口节流措施而改变风机的性能曲线，使之工作状态点进入稳定工作区来避免喘振。

27. 试分析管网水力计算时平均比摩阻的取值对管网设计及运行的影响。

答：平均比摩阻的取值对管径的选取具有很大的影响，是一个技术经济问题。如选用较大的比摩阻值，则管径可减小，管网系统初投资降低；但同时管道内的流速较大，系统的压力损失增加，水泵的动力消耗增加，运行费增加。反之，选用较小的比摩阻值，则管径增大，管网系统初投资较大；但同时管道内的流速较小，系统的压力损失减小，水泵的动力消耗小，运行费低。

28. 如图所示，若1、2断面处的两个侧孔形式与面积完全相同，怎样才能实现这两个侧孔均匀送风？

答：（1）保持两侧孔静压相等，应有。（2）保持两侧孔流量

系数相等，在、=0.1～0.5范围内，孔口流量系数近似为常数。（3）要保持，必须使

。

29. 有A、B两台离心式水泵，其中A水泵的比转数为150，B水泵的比转数为50。说明这两台水泵在几何形状和性能特点上的差别。

答：（1）A水泵的相对宽度大，外形比较“宽胖”，而B水泵则相反；（2）A水泵的流量大，压力低；B水泵则相反。

30. 什么是系统效应？

答：由于泵（风机）是在特定管网中工作，其出入口与管网的连接状况一般与性能试验时不一致，将导致泵（风机）的性能发生改变（一般会下降）。例如，入口的连接方式不同于标准试验状态时，则进入泵、风机的流体流向和速度分布与标准实验有很大的不同，因而导致其内部能量损失发生变化（一般情况为能量损失增加），泵、风机的性能下降。由于泵、风机进出口与管网系统的连接方式对泵、风机的性能特性产生的影响，导致泵（风机）的性能下降被称为“系统效应”。

31. 何为管网的水力稳定性？如何提高管网的水力稳定性？

答：管网中各个管段或用户，在其它管段或用户的流量改变时，保持本身流量不

变的能力，称其为管网的水力稳定性。通常用管段或用户规定流量Q

g

和工况变

动后可能达到的最大流量Q

max

的比值y来衡量管网的水力稳定性，即

y=Q

g /Q

max

=1/x

max

。

因提高管网水力稳定性的主要方法是相对地减小网路干管的压降，或相对地增大用户系统的压降。

32. 指出双管热水采暖系统垂直失调的主要原因和防止失调的措施。

答：同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求，出现上、下层冷热不匀的现象，称作系统垂直失调。双管系统的垂直失调，是由于各层所在环路的重力作用循环

作用动力不同而引起的。防止的方法可以是：（1）各个环路通过选择管径或调节实现动力和阻力平衡，使运行流量达到设计流量；（2）根据各层的实际流量设置相应的散热器面积。

33. 膨胀水箱有什么作用？膨胀水箱在管网中常设置在什么位置？

答：（1）膨胀水箱的作用是用来贮存液体输配管网中冷热水由于水温上升引起的膨胀水量。此外，它还兼有从管网排气、向管网补水、恒定管网定压点压力等作用。

（2）膨胀水箱的膨胀水管与水系统管路连接，在重力循环系统中，常接在供水立管的顶端；在机械循环系统中，一般接在水泵入口管上。

34. 室内燃气输配管网水力计算与通风空调管网水力计算相比，有哪些重要特点？

答：室内燃气输配管网水力计算与通风空调管网水力计算相比的重要特点：

（1）计算管段的流量需要考虑同时使用系数；

（2）管段阻力构成除局部阻力、沿程阻力外，还包括由燃气密度和空气密度差引起的附加压头；

（3）不强调并联支路的阻力平衡，但需要检查管网最大压降是否超过允许阻力；（

（4）最不利环路通常是包括燃气向下流动的环路；

（5）局部阻力的计算按当量长度处理计入总阻力；

（6）管网介质的流速不同于通风空调管网。

35. 汽-液两相流管网中“二次蒸汽”是如何形成的？该管网中疏水器有什么作用？疏水器常设于管网的哪些位置？

答：（1）汽-液两相流管网中高温凝结水由于流动阻力或流经疏水器、局部阻力较大的构件等，造成凝结水温度高于该压力下的饱和温度，因而重新汽化，形成了“二次蒸汽”；（2）疏水器的作用是允许凝结水通过、阻止蒸汽通过，同时允许空气等不凝性气体通过，尤其是排除系统在初始运行时管网内的空气；（3）疏水器常设置的位置有：用汽（热）设备出口、供汽干管向上拐弯处、供汽立管底部、回水干管终端、分汽缸排水口等。

36. 实际风机运行全压和风量低于欧拉方程推导的H T ∞和Q T ∞,简述造成这种差异

的主要原因。

答：主要原因是：

（1） 欧拉方程假定叶片数量无限多，叶片厚度无限薄，而实际风机叶片数量有限并且具有厚度，造成流体在叶轮内的轴向涡流且减少了流体过流面积，使得风机的全压和流量均有所降低；（2分）

（2） 欧拉方程假定流体流动为理想的无能量损失的过程，而实际风机运行存在流动损失、泄露损失、轮阻损失、机械传动损失等多种损失，使实际效率比理想效率低，全压和风量也有所降低；（2分）

（3） 风机的实际运行过程中存在“系统效应”的影响，即风机的实际安装条件不利于风机进出口的流动而造成明显的性能下降，使得风机全压和风量降低。（2分）

37．为什么要控制吸上式水泵的吸上真空高度[H S ]？什么是水泵的汽蚀余量

? 实际应用中控制H s 和比[H S ]和[]大还是小？

答：控制水泵的吸上真空高度[H S ]，是为了保证水泵内压力最低点（K 点）处压

力高于工作温度下的饱和蒸汽压力，避免水泵发生气穴和气蚀；水泵的汽蚀余量

就是水泵入口处所剩下的（总）水头距离水泵内发生汽化所剩余的水头值。=；实际应用中控制H

S [H S ]，控制 []。

38．什么是水力失调？产生水力失调的原因有哪些？水力失调的不利影响有哪些？

答：流体输配管网中管段的实际运行流量与对应的设计流量不一致的现象称为水力失调。产生水力失调的原因包括：管网设计过程中未平衡各分支的阻力，不平衡率超过规定值；管网的动力设备实际运行参数远离设计选定的工作参数；管网实际流动阻力与设计计算的阻力相差较大；人为地对管网阀门进行误调节造成流量分配偏离设计值等。水力失调造成各管段实际运行能量偏离设计流量，达不到设计的各管段流量分配的目的，影响管网运行的可靠性；水力失调还可能造成管网和设备的损坏。

39．什么是调节阀的理想流量特性？什么是阀权度S V ？实际应用中S V 常控制在

什么范围内？S V 取得过高有什么影响？

答：

（1）调节阀的理想流量特性就是指阀门前后压差在阀门调节过程中保持固定不变，此时流经调节阀的介质相对流量与调节阀相对开度之间的特定关系；

指调节阀全开时调节阀前后压差（）与调节阀及管道构成（2）阀权度S

V

=

的总压差（+）的比值。即：S

V

（3）实际应用中S

常控制在0.3~0.5范围内。

V

取得过高，说明阀门上的压力损失（）较大，阀门能量损失多，不（4）S

V

利于节能；且阀门调节能力过强，调节阀的开度改变易引起管网流量及压力波动。

40. 风机的实际性能曲线不同于理想性能曲线，这是如何造成的？

答：风机实际性能曲线不同于理想性能曲线，造成这种差异的原因有：

a 风机叶片数量与厚度不满足欧拉方程“叶片数量无限多，叶片厚度无限薄”的假设，实际风机叶片影响风机的流量和扬程；

b 流体流经风机进口至出口的整个流道中将产生流动损失、轮阻损失、泄露损失等多种损失，不满足欧拉方程“流动为理想流动”的假设；

c 风机安装产生的局部损失，如进口气流有涡漩或预漩作用，使气流有冲击地进入叶片，降低了风机性能。

2、为何夏季有排气竖井建筑的低层卫生间可能出现气流倒灌的现象？

答案：气体重力流的流动方向取决于管道内外气体密度的相对大小，若管道内气体密度小于管道外气体密度，管道内气流向下，反之气流向上。在夏季，卫生间排气竖井内气体密度大于室外，若无排气风机，则出现气流倒灌现象。