第3章 液体输配管网水力特征与水力计算
第3章液体输配管网水力特征与水力计算
3-1 计算例题3-1中各散热器所在环路的作用压力tg=95℃，tg1=85℃，tg2=80℃，tn=70℃。
题3-1
解：双管制：第一层：ΔP1=gh1(ρh-ρg)=9.8×3×(977.81-961.92)=467.2Pa
第二层：ΔP2=gh2(ρh-ρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=934.3Pa 第三层：ΔP3=gh3(ρh-ρg)=9.8×8.5×(977.81-961.92)=1323.6Pa 单管制：ΔP h=gh3(tg1-tg)+gh2(tg2-tg1)+gh1(ρh-ρg2)=9.8×8.5×(968.65-961.
92)
+9.8×6×(971.83-968.65)+9.8×3×(977.81-971.83)=923.4Pa
3-2 通过水力计算确定习题图3-2所示重力循环热水采暖管网的管径。图中立管Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ各散热器的热负荷与Ⅱ立管相同。只算I、II立管，其余立管只讲计算方法，不作具体计算，散热器进出水管管长1.5m，进出水支管均有截止阀和乙字弯，没根立管和热源进出口设有闸阀。
图3-2
解
：
ΔP Ⅰ1′=gH(ρH -ρg )+ΔP f =9.81×(0.5+3)(977.81-961.92)+350=896Pa ∑l Ⅰ1=8+10+10+10+10+(8.9-0.5)+1.5+1.5+(0.5+3)+10+10+10+10+8+(8.9+3)=122.8m
水力计算表
管 段 号
Q (w )
G (kg /h)
L (m )
D (m m)
v (m /s ) R (Pa
/m) ΔP y =Rl
(Pa)
Σξ
P d (P a)
ΔP j (Pa )
ΔP (P a)
局部阻力统计
1
1800
62
5.8
20
0.05
3.11
18.0
25
.0 1.
23
30.8
48
.8 散热器1×2.0，截止
阀2×10，90o弯头1×1.5，合流三通
1.5×1
2 5300 182
13.5
32
0.05
1.65 2
2.3
2.5
1.23 3.1 25.4 闸阀1×0.5，直流三通1×1.0，90o弯头1×1.0 3
99
341 10 40 0. 2.5
25.8 1.
2.
2.2
28
直流三通1×1.0
00 07 8 0 25 5 .1 4
14500 499 10 40
0.11 5.21 52.1
1.0 5.98 5.98 58.1 直流三通1×1.0
5
19100 657 10 50 0.08 2.42 24.2 1.0 3.14 3.14
27.3 直流三通1×1.0
6
23700 815
9
50
0.11 3.60 28.8 1.5 5.98 9.0
37
.8 闸阀1×0.5，90o弯
头2×0.5 7
23700 815 19.9
50
0.11 3.60 71.6
2.5 5.98 15.0 86.6 闸阀1×0.5，90o弯头2×0.5，直流三通1×1.0 8
19100 657 10 50
0.08 2.42 24.2
1.0 3.14 3.14 27.3 直流三通1×1.0
9
14500 499 10 40 0.11 5.21 52.1 1.0 5.98 5.98 58.1 直流三通1×1.0
10
9900 341 10 40
0.07 2.58 25.8 1.0 2.25 2.25 28.1 直流三通1×1.0 11 5300 182 12.8 32 0.05 1.65 21.1
2.5 1.23
3.1
24.3 闸阀1×0.5，直流三通1×1.0，90o弯1×1.0 12 3300
114 2.8
25 0.06
2.88
8.1 1.0
1.77
1.8
9.9
直流三通1×1.0
Pa ，系统作用压力富裕率，
满足
富裕压力要求，过剩压力可以通过阀门调节。
立管Ⅰ，第二层ΔP Ⅰ，2=9.81×6.3×(977.81-961.92)+350=1332Pa 通过第二层散热器的资用压力：ΔP 13，14′=1332-896+48.8=485Pa ，R pj =0.5×485/5.8=41.8Pa/m
管
段 Q
(w
G (kg
L (m
D (m
v (m
R (Pa
ΔP y =Rl
Σ
ξ P d (P
ΔP j (Pa
Δ
P
局部阻力统计
号) /h) ) m) /s
) /m) (Pa) a) ) (P
a)
13 15
00
52 3 15
0.
08
9.9
2
30 37
3.
14
116
14
6
散热器1×2，截止阀
2×16，旁流三通
2×1.5
14 35
00
120
2.
8
15
0.
17
65.
93
128.
6
1.
14
.2
2
14.
2
14
3
直流三通1×1.0
压降不平衡率
因13、14管均选用最小管径，剩余压力只能通过第二层散热器支管上的阀门消除。
立管Ⅰ，第三层ΔPⅠ，3=9.81×9.1×(977.81-961.92)+350=1768Pa
资用压力：ΔP′15，16，14=1768-896+48.8+9.9=931Pa
管段号
Q
(w
)
G
(kg
/h)
L
(m
)
D
(m
m)
v
(m
/s
)
R
(Pa
/m)
ΔP y=
Rl
(Pa)
Σ
ξ
P d
(P
a)
ΔP j
(Pa
)
Δ
P
(P
a)
局部阻力统计
15 20
00
68.
8
3 15
0.
1
15.
26
45.8 35
4.
9
172
21
7
散热器1×2，截止阀
2×16，90o弯头
1×1.0
16 20
00
68.
8
2.
8
15
0.
1
15.
26
42.7
1.
4.
9
4.9
48
.0
直流三通1×1.0
压降不平衡率
因管段15、16、14已选用最小管径，剩余压力通过散热器支管的阀门消除。
计算立管Ⅱ，ΔPⅡ1=9.81×3.5×(977.81-961.92)+350=896Pa
管段17、18、23、24与管段11、12、1、2并联
Ⅱ立管第一层散热器使用压力ΔPⅡ,1′=24.3+9.9+48.8+25.4=108.4Pa
管
段 号
Q (w
) G (kg /h)
L (m ) D (m m)
v (m /s ) R (Pa
/m) ΔP y =Rl
(Pa)
Σξ
P d (P a) ΔP j (Pa ) ΔP (P a) 局部阻力统计
17 1500 52 5.8 15 0.08 9.9 57.4 37
.0 3.
08 114.0 171.4 同管段13
18 4600 158 3.5 32 0.05 1.31 4.6 2.0 1.23 2.5 7.1 闸阀1×0.5 合流三通1×1.5 23
2800 96
2.8 20
0.08 6.65 18.6
1.0 3.14 3.14 2
2.0 直流三通1×1.0 24 4600
158 2.8
32 0.05
1.31
3.7
3.0
1.23
3.7
7.4
闸阀1×0.5，直流三通1×1.0，旁流三通1×1.5 压降不平衡率
压降不平衡χ较大，可适当调整管径如下。
管 段 号
Q (w )
G (kg /h)
L (m )
D (m m)
v (m /s ) R (Pa
/m) ΔP y =Rl
(Pa)
Σ
ξ ΔP d (P
a) ΔP j (Pa )
ΔP (P a)
局部阻力统计
17
′ 1500 52
5.8 20
0.04 1.38 8.0
25.0 0.8 20.0
28
.0 散热器1×2，截止阀
2×10，90o弯
1o×1.5，合流三通
1.5×1
18′ 4600 158 3.5 25 0.09 11.0
38.5
2.0 4.0 8.0 46.5 闸阀1×0.5 合流三通1×1.5
23
′ 28
00 96
2.8 25
0.05 5.0 14.0 1.0 1.2 1.2 15.2 直流三通1×1.0 24
′ 46
00
158 2.8
25 0.09
11.0
30.8
3.0
4.0 12.0
42.8
闸阀1×0.5，直流三通1×1.0，旁流三通1×1.5
调整后的压降不平衡率
多余压力可以通过阀门调节。
确定Ⅱ立管第二层散热器管径
资用压力ΔPⅡ，2′=1332-（896-28.0-46.5）=511Pa
管段号
Q
(w
)
G
(kg
/h)
L
(m
)
D
(m
m)
v
(m
/s
)
R
(Pa
/m)
ΔP y=
Rl
(Pa)
Σ
ξ
P d
(P
a)
ΔP j
(Pa
)
Δ
P
(P
a)
局部阻力统计
19 13
00
44.
7
3 15
0.
06
7.8 23.4 37
1.
73
64.
1
87
.5
同管段13
20 31
00
106
.6
2.
8
15
0.
16
37.
103.
6
1
12
.5
12.
5
11
6.
1
直流三通1×1.0
压降不平衡率
管段19、20已选用最小管径，剩余压力由阀门消除。确定Ⅱ立管第3层散热器管径。
资用压力ΔP′Ⅱ，3=1768-（896-28.0-15.2）=915Pa
管段号
Q
(w
)
G
(kg
/h)
L
(m
)
D
(m
m)
v
(m
/s
)
R
(Pa
/m)
ΔP y=
Rl
(Pa)
Σ
ξ
Δ
P d
(P
a)
ΔP j
(Pa
)
Δ
P
(P
a)
局部阻力统计
21 18
00
62 3 15
0.
09
13.
6
41.0
35
.5
3.
9
139
18
散热器1×2.0，截止
阀2×16，旁流三通
1×1.5
22 18
00
62
2.
8
15
0.
09
13.
6
38.0
2.
5
3.
9
9.8 48
直流三通1×1.0
90o弯头1×1.5
压降不平衡
剩余压力由阀门消除。
第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ立管的水力计算与Ⅱ立管相似，方法为：1）确定通过底层散热器的资用压力；
2）确定通过底层散热器环路的管径和各管段阻力；
3）进行底层散热器环路的阻力平衡校核；
4）确定第2层散热器环路的管径和各管段阻力；
5）对第2层散热器环路进行阻力平衡校核；
6）对第3层散热器作4）、5）步计算，校核。
3-3 机械循环室内采暖系统的水力特征和水力计算方法与重力循环系统有哪些一致的地方和哪些不同之处？
①作用压力不同：重力循环系统的作用压力：双管系统ΔP=gH(ρH-ρg)，
单管系统：，总的作用压力：ΔP zh=ΔP h+ΔP f；机械循环系统的作用压力：P+ΔP h+ΔP f=ΔP l，ΔP h、ΔP f与P相比可忽略不计。∴P=ΔP l，但在局部并联管路中进行阻力手段时需考虑重力作用。
②计算方法基本相同：首先确定最不利环路，确定管径，然后根据阻力平衡，确定并联支路的管径，最后作阻力平衡校核。
3-4 室外热水供热管的水力计算与室内相比有哪些相同之处和不同之处？
答：相同之处：（1）计算的主要任务相同：按已知的热煤流量，确定管道的直径，计算压力损失；按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失；按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中流量。（2）计算方法和原理相同：室内热水管网水力计算的基本原理，对室外热水管网是完全适用的。在水力计算程序上，确定最不利环路，计算最不利环路的压力损失，对并联支路进行阻力平行。
不同之处：（1）最不利环路平均比摩阻范围不同，室内R pj=60~120Pa/m，
室外R pj=40-80Pa/m。
（2）水力计算图表不同，因为室内管网流动大多于紊流过渡区，而室外管网流动状况大多处于阻力平方区。
（3）在局部阻力的处理上不同，室内管网局部阻力和沿程阻力分开计算，而室外管网将局部阻力折算成沿程阻力的当量长度计算。
（4）沿程阻力在总阻力中所占比例不同，室内可取50%，室外可取60~80%。
3-5 开式液体管网水力特征与水力计算与闭式液体管网相比，有哪些相同之处和不同之处？
答：从水力特征上看，开式液体管网有进出口与大气相通，而闭式液体管网（除膨胀水箱外）与大气隔离。因此，开式液体管网的动力设备除了克服管网流动阻力外，还要克服进出口高差形成的静水压力。此外，开式液体管网（如排水管网）中流体可能为多相流，其流态比闭式管网复杂；由于使用时间的不确定性，开式液体管网中流量随时间变化较大，而闭式液体管风中流量一般比较稳定。
在水力计算方法上，开式液体管网的基本原理和方法与闭式管网没有本质区别。但具体步骤中也有一些差别：
（1）动力设备所需克服的阻力项不完全相同，开式管网需考虑高差；（2）管网流量计算方法不同，闭式管网同时使用系数一般取1，而开式管网同时使用系数小于1；
（3）水力计算图表不同；
（4）对局部阻力的处理方式不同，闭式管网通过局部的阻力系数和动
压求局部损失，而开式管网对局部阻力一般不作详细计算，仅根据管网类型采用经验的估计值，局部损失所占比例也小于闭式管网中局部损失所占比例。
（5）在并联支路阻力平衡处理上，闭式管网强调阻力平衡校核，而开式管网则对此要求不严，这是开、闭式管网具体型式的不同造成的，开式管网对较大的并联支路也应考虑阻力平衡。
3-6 分析管内流速取值对管网设计的影响。
答：管内流速取值对管网运行的经济性和可靠性都有很重要的影响。管内流速取值大，则平均比摩阻较大，管径可减小，可适当降低管网系统初投资，减少管网安装所占空间；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。并且也可能带来运行噪声和调节困难等问题。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，相应运行噪声和调节问题也容易得到解决。
流体输配管网期末复习资料
1.按照流体力学特性，管道乂可分为简单管路、复杂管路 复杂管路是简单管路、申联管路与并联管路的组合，一般可分为：枝状管网 和环状管网。枝状管网，并联管路的阻力损失一定相同。 2.流体输配管网有两个基本任务：一是流体（物质）的转运与分配，二是能量的 转运与分 配。而且在这种流体（物质）、能量的转运与分配过程中，存在流体的机 械能损失。 2 2 3.包定气流流动能量方程式：P i （ a ）（Z 2 Z i ） P 2 P ll 2 2 2 pi 、p2 是断面1、2的相对压力，专业上习惯称静压。 动压，反映断面流速无能量损耗地降低至零所转化的压力值。 静压和动压之和，称为全压。 4. “烟囱”效应，即通常所说的“热压”作用：在断面处开个孔，会导致外部空 气流入烟 囱并向上流动的现象。 5. 根据泵与风机的工作原理，通常可将它们分为：容积式、叶片式。 根据流体的流动情况，可将它们再分为 i ）离心式泵与风机、2）轴流式泵与风 机、3）混流式泵与风机、4）贯流式风机。 6. 泵的扬程H 与风机的全压P 和静压P j i ）泵的扬程：泵所输送的单位质量流量的流体从进口至出口的能量增值除以 2 2 重力加速度即为扬程。H H i H 2 z 2 z i 虹里 2g 风机的全压P ：单位体积气体通过风机所获得的能量增量即全压，单位为 5） 全效率（效率）：表示输入的轴功率 P 被流体所利用的程度，用泵或风机 的全效率 )(Z 2 Z i ) 重度差与高程差的乘积，称为位压。 P P s ( a b )(Z 2 Z i ) 静压和位压之和，称为势压 P at 2 DP ( ）（Z 2乙） 静压、动压和位压三项之和，称为总压。 P q 2) Pa 。 P P q2 P qi 2 PV 2 风机的静压Pj ：风机全压减去风机出口动压即风机静压。 P j P 2 有效功率：在单位时间内通过泵的流体（总流）所获得的总能量叫有效功 率，符号 P& （单位：kW Pe q v P/i000（风机）Pe rq v h/iOO0 水泵） 3) 4)
《流体输配管网》复习题及答案A
一．26. 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。 二．（填空题（每空2分，共30分） 1．流体管网应包括(管道系统)、(动力系统)、( 调节装置)、(末端装置)及保证管网正常工作的其他附属装置。 2．要保证流体流动过程力学相似必须同时满足（几何相似）、（运动相似）、（动力相似）。3．流体流动阻力有两种：摩擦阻力也称沿程阻力，及局部阻力。 其中（沿程）阻力随水力半径的增大而（减少）。 4．当各环路的（重力作用相等）时，并联管段的总阻抗S b与各 并联管段的阻抗S I有如下关系 i n i b S S 1 1 ∑ = = 5．管道中某点的测压管水头高度，就是该点的距基准面的位置高度与该点的（测压管水柱高度）之和。 6．膨胀水箱的膨胀管，在重力循环中应接在(供水总立管的顶端)；在机械循环系统中，一般接在(循环水泵吸入口)。7．常用的风机有离心风机、（轴流风机）、斜流风机、（惯流风机）。 三．简答题（每题8分，共40分） 1．简述流体输配管网水力计算的主要目的。 答：根据要求的流量分配，确定管网的各管段管径和阻力，（4分）求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件。（4分）2．现场测得水泵得扬程和流量低于厂家给出的样本性能，能否断定该水泵为不合格产品？为什么？ 答：不能断定该水泵为不合格产品。（3分） 因为水泵接入管网时会产生系统效应，即由于生产厂家在设备性能测试时进出口接管方式形成的流体能量损失小于实际进出口接管方式形成的流体能量损失。（5分） ’.
流体输配管网水力计算的基本原理和方法
?对于气体管流中气体密气体状态方程和连续性方程联立，
下式是具体应用： 圆形管道内气体接近于0℃的常温，压力≯0.8M P a 近似取 得到： P ≤0.005M P a 的管道，因为 注意：正确选择适合管流特征的摩阻计算式。 确定计算公式后，需计算摩擦阻 力系数 依 据： 层流区：Re<2000 紊流到层流过渡区： 2000 谢维列夫公式：（适用于新铸 铁管） 水力光滑区 过渡区 阻力平方区 ★★★ 注意的问题 管网中流体的流动状态 计算式与计算图表的使用条件和修正方法 二、局部阻力计计算公式 ： 局部阻力ζ由实验方法确定，其大小取决于管件部件或设备流动通道的几何参数，不考虑Re 和绝对粗糙度的影响. 根据不同流通断面的几何参数，可以通过相关的计算图表计算局部阻力ζ. 三、常用的水力计算方法 1、假定流速法： 技术经济流速→确定输送流量→确定管道断面尺寸 →计算管道阻力 284 .06284.011055.075.0??? ? ?+?=-v d K νλ: )107.2( 6?≥ν v :)107.2(6 ?<νv 284 .01 0134 .0d K =λ: )10176.0(6?<ν v 284 .01 Re 77.0K =λ 2、压损平均法： 总作用压头均分给各管段→确定管段阻力→由管段流量→确定管道断面尺寸3、静压复得法 管道分段→改变管道断面尺寸→降低流速→克服管段阻力→重新获得静压 一、简答题（每小题5分，共计25分） 1.设水泵和水箱的给水管网在什么条件下应用? 答：设水泵和水箱的给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑室内给水管 网所需的水压，且室内用水不均匀时采用。 2、同程式水系统和异程式水系统各有什么特点? 答：同程式水系统除了供回水管路外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基 本相同，阻抗差异较小，流量分配容易满足。异程式水系统管路简单，系统投资小，但当 并联环路阻抗相差太大时，水量分配、调节较难。 3．高层建筑供暖空调冷热水管网常采用的几种分区形式是什么? 答;1、对于裙房和塔楼组成的高层建筑，将裙房划为下区、塔楼划为上区。 2、以中间技术设备层为界进行竖向分区，为上、下区服务的冷热源、水泵等主要设备都集 中布置在设备层内，分别与上、下区管道组成相互独立的管网。 3、冷热源、水泵等设备均布置在地下室，为上区服务的用承压能力强的加强型设备，为下 区服务的用普通设备。 4、冷热源、水泵等设备仍布置在地下室，在中间技术设备层内布置水-水式换热器和上区循环水泵。 4、膨胀水箱在冷、热水管路中起什么作用?是如何进行设计的。 答：膨胀水箱的作用是用来储存冷热水系统水温上升时的膨胀水量，在重力循环上供下回 式系统中，他还起着排气作用，另一作用是恒定水系统压力。膨胀水箱的容积由下式确定 Vp max t Vc 5、.减少排水管中终限流速的措施有哪些? 答：1、增加管材内壁粗糙高度Kp，使水膜与管壁的界面力增加，减小水流下降速度 2、立管上每隔一段距离设乙字弯消能， 3、利用横支管与立管连接处的特殊构造，发生溅水现象，使下落水流与空气混合，形成密 度小的水沫状水气混合物，减小下降速度。 4、由横直管排出的水流沿切线方向进入立管，在重力与离心力共同作用下，水流旋流而下，其垂直下落速度大幅度降低。 5、对立管内壁做特殊处理，增加水与管壁间的附着力。 一、判断题- 1、所有管网的并联管路阻力都应该相等(错) 2、同程式管网各并联环路阻抗相等，异程式不相等(对) 3、管路最长和部件多的环路为最不利环路(对) 4、环状管网与枝状的最根本区别在于是否连成环状(对) 5、双管系统与单管系统的垂直失调是基于不相同原理() 6、调节阀的阀权度越大越好(错) 7、高层建筑的排气竖井，由于位压的影响，冬季排气能力比夏季强(对) 8、在吸入式风机管路中，管外气体渗入管内可能会发生在风机的吸入和压出段(对) 9、当泵的工况沿广义管网特性曲线变化时,工况点之间满足相似工况。(对) 10、闭式管网特性曲线大多是狭义管网特性曲线(对) 11、静压复得法适用于均匀送风管道设计(对) 12、双管闭式热水供热系统是我国目前最广泛应用的热水供热系统(对) 13、调节阀在并联管道中实际可调比的下降比串联管路管道更严重(对) 14、高层建筑的排气竖井，由于位压的影响，冬季排气能力不如夏季强(错) 15、供暖管网中由于各层作用压力不同，单、双管系统均出现垂直失调(错) 16、只要满足节点流量的平衡，环状干线各管段的流量可以任意分配(错) 17、环状管网各管段之间的串并联关系式全部确定的。(错) 18、气体管网系统的性能调节适用吸入管路调节方法（对） 19、水泵的最大安装高度等于其吸上真空高度(错) 二、简答题 1、高层建筑竖向液体输配管网为什么要竖向分区？画出1个竖向分区管网的示意图。 高层建筑高度大，底层管道中的静水压力较大。为了克服静水压力过大的弊病，保证管网正常运行和设备可靠性，对高层建筑竖向流体输配管网进行分区。以高层建筑给水为例，竖向按串联式分为高、中、低三区,如图3。水箱1、2、3分别向低、中、高三区供水，各区管网中的静水压力都适中，系统耐压要求降低，费用减小，启停时产生水锤的危险性减小，水流噪音小，运行稳定可靠 《流体输配管网》复习题 一、填空题 1、燃气储配站有三个功能：、和。 2、供热管网主干线水力计算时，采用的平均比摩阻越大，需要的管径越，运行费用越，水力稳定性越。 3、热水供暖系统水压曲线的位置，取决于和。 4、泵或风机的最佳工作区一般为的区域。 5、最不利环路应选最大的环路。 6、空调水系统冷冻水泵全部采用变速泵，两种压差控制方式中的方法更加节能。 7、通风空调空气输送管网，沿流动方向风道内的全压，静压。 8、在建筑排水系统中，随着排水流量的不断增加，立管中水流状态依次经历、 . 、等三种流动状态。 9、离心式的泵或风机的损失主要有、、 和 . 。 10、离心式泵与风机的损失大致可分 为：、、、 . 等，其中引起泵与风机扬程和全压的降低， 引起泵与风机流量的减少，和则引起耗功增多。11、泵的入口与管网系统的连接有三个基本要 求：、、。 12、离心式风机的出口安装角β2是前向型叶片，β2是后向型叶片。 13、切削叶轮调节的第一切削定律的性能关系 为：，， . ，泵与风机性能调节的另两种主要调节方式 是：、。 14、举出管网系统的三种定压式：、、气体定压。 二、选择题 1、异程式热水采暖系统的水平失调是有下列哪个原因造成的？ A、热压作用 B、自然循环作用压力不同 C、并联环路的阻力相差较大 D、散热器在立管中的连接方式不同 2、机械循环热水采暖系统的重力循环作用压力与下列哪个因素无关？ A、供回水温度 B、供回水密度 C、散热器距热源的距离 D、系统作用半径 3、当外网的静压线低于用户的充水高度时，用户与外网可考虑下列哪种连接方式？ A、直接连接 B、间接连接 C、直接连接，回水管设加压泵 D、加混合水泵的直接连接 4、某热水供热系统有5个采暖热用户，若关闭其中任何一个用户，下列哪个说法是错误的？ A、其他四个用户流量按同一比例变化 B、其他四个用户流量均增加 C、系统的总阻力增大，总流量减小 D、其他四个用户的室温均升高 5、热水供热系统某用户阀门关闭后，该用户处供回水管的资用压差的情况如何？ A、减小 B、增大 C、等于零 D、不变 6、当空调冷冻水系统中某阀门关小时，循环水泵的工作点在性能曲线图中的情况如何？ A、向左上方移动 B、向右下方移动 C、不变 D、向左下方移动 7、如图所示，某空调冷冻水系统为异程式，共连接5个相同的空气处理机组，每个机 1- 4试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。 答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。 不同点：①各类管网的流动介质不同； ②管网具体型式、布置方式等不同； ③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。 ［说明］随着课程的进一步深入，还可以总结其它异同点，如： 相同点：各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程； 各类管网水力计算思路基本相同； 各类管网特性曲线都可以表示成△ P=S(Q+F St ；各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。 不同点：不同管网中介质的流速不同； 不同管网中水力计算的具体要求和方法可能不同； 不同管网系统用计算机分析时其基础数据输入不同，等等。 1-5比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。 答：开式管网：管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，耗能较多。开式液体管网内因与大气直接接触，氧化腐蚀性比闭式管网严重。 闭式管网：管网内流动的流体介质不直接与大气相通，闭式液体管网水泵一般不需要考虑高 度引起的静水压头，比同规模的开式管网耗能少。闭式液体管网内因与大气隔离，腐蚀性主要是结垢，氧化腐蚀比开式管网轻微。 枝状管网：管网内任意管段内流体介质的流向都是唯一确定的；管网结构比较简单，初投资 比较节省；但管网某处发生故障而停运检修时，该点以后所有用户都将停运而受影响。 环状管网：管网某管段内流体介质的流向不确定，可能根据实际工况发生改变；管网结构比较复杂，初投资较节枝状管网大；但当管网某处发生故障停运检修时，该点以后用户可通过令一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。 1-6按以下方面对建筑环境与设备工程领域的流体输配管网进行分类。对每种类型的管网，给出一个在工程中应用的实例。 (1)管内流动的介质； (2)动力的性质； (3)管内流体与管外环境的关系； (4)管道中流体流动方向的确定性； (5)上下级管网之间的水力相关性。 答：流体输配管网分类如下表： 问题编号类型及工程应用例子 (1)按流体介质气体输配管网：如燃气输配管网液体输 配管网：如空调冷热水输配管网汽-液两 相流管网：如蒸汽采暖管网液-气两相流 管网：如建筑排水管网气-固两相流管 网：如气力输送管网 (2)按动力性质重力循环管网：自然通风系统机械循环管 网：机械通风系统 (3)按管内流体与管外环开式管网：建筑排水管网 境的关系闭式管网：热水采暖管网 重庆大学《流体输配管网》课程试题（B 卷） 一、什么是枝状管网？什么是环状管网？分别画一个枝状管网和一个环状管网的示意图，说明其主要区别。（10分） 二、高层建筑竖向液体输配管网为什么要竖向分区？画出1个竖向分区的示意 图，说明其作用。（5分） 三、说明公式l R P m ml ?=的使用条件。为什么不同的管网，λ的计算公式可能会 不相同？（5分） 四、简述均匀送风管道设计的原理和主要步骤。（10分） 五、影响建筑排水管网的排水能力的主要因素有哪些？怎样提高排水能力？ （10分） 六、以气力输配管网为例，描述气—固两相流管网的水力特征。气—固两相流管 网水力计算的主要特点是什么？（10分） 七、写出比转数s n 的数学表达式。比转数s n 有什么应用价值？高比转数泵与风 机和低比转数泵与风机有什么主要区别？（10分） 八、某空调冷冻水管网的循环水泵转速2900min r ，所配电机功率2.2KW 。流 管网在设计工况下运行时，流量为15h m 3，扬程为18.5m 。 （1） 画出设计工况下水泵的性能曲线和管网特性曲线，并标出工况点。 （2） 在部分负荷时，只需流量7.5h m 3。有哪些方法可将管网流量调节到 7.5m 3？ （3） 哪种方法最节能？为什么？ （20分） 九、如图所示通风系统，各管段的设计流速和计算阻力如下表。 （1） 系统风机的全压和风量应为多少？ （2） 各设计风量能否实现？若运行时，测得1#排风口的风量为4000h m 3，2#、 3#排风口的风量是多少？ （3） 若运行中需要增加1#排风口的风量，应怎样调节？ （20分） 《流体输配管网》课程试题（B 卷）参考答案 一、枝状管网：管网有起点和终点、主管和支管，如图1； 环状管网：管网起点和终点重合，构成闭合回路，如图2； 图1 图2 区别： 枝状管网：系统简单，运行管理方便，但管网后备性差，管网某处发生故障 时，该点后面管网部分将受影响而不能正常工作； 环状管网：管网系统比较复杂，管网后备性好；某处发生故障时，流体可以通过环状管网从另一个方向流动，因此故障影响范围小。 二、高层建筑高度大，底层管道中的静水压力较大。为了克服静水压力过大的弊 病，保证管网正常运行和设备可靠性，对高层建筑竖向流体输配管网进行分区。以高层建筑给水为例，竖向按串联式分为高、中、低三区,如图3。水箱1、2、3分别向低、中、高三区供水，各区管网中的静水压力都适中，系统耐压要求降低，费用减小，启停时产生水锤的危险性减小，水流噪音小，运行稳定可靠。 图3 三、公式l R P m ml ?=的使用条件为：管网特性（如：管道材料、断面尺寸、连接 方式等）不变，并且流体密度和流速也不随流程变化。 从流体力学知识知：λ是雷诺数和相对粗糙度的函数，即：()d K f Re,=λ，在不同的流态下，λ的计算式不同。实际工程中各种流体输配管网的流态有明显差别，雷诺数范围不相同，造成了不同管网λ的计算式可能不同。 四、均匀送风管道设计的原理：保证各送风口流量系数相等，并且使各送风口处 《流体输配管网》习题集及部分参考答案部分习题、作业参考答案 第1章（略） 第2章 2-1 已知4—72—No6C型风机在转速为1250 r/min 时的实测参数如下表所列，求： 各测点的全效率；绘制性能曲线图；定出该风机的铭牌参数（即最高效率点的性能参数）； 2-2 根据题2-1中已知数据，试求4-72-11系列风机的无因次量，从而绘制该系列风机的无因次性能 2-3 得用上题得到的无因次性能曲线 求4-72-11No5A 型风机在n=2900 r/min 时的最佳效率点各参数 什，并计算该机的比转数值。计算时D2=0.5m 。 解： 查无因次曲线表得：P = Q = N = 222 2 222222 2 3 322/60 3.14*0.5*2900/6075.9/3.14*0.536003600*75.9**0.20310886 44 1.205*75.9*0.42829713.14*0.5/1000*1.025*75.9*0.095/10009.8244 u D n m s D Q u Q P u P D N u N kW ππρπρ========== == 2-4 某一单吸单级泵，流量Q=45m/s ，扬程H=33.5m ，转速n=2900r/min ,试求其比转数为多少如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算，则其比转数应为多少，当该泵 设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬和计算值，则比转数为多少 '"3.65853.6560.13.65404.3 sp sp n n =========sp 双吸式：n 八级式： 2-5 某一单吸单级离心泵，Q=(m3/s) ，H=14.65m ，用电机由皮带拖动，测得n=1420r/min,N=; 后因改为电机 直接联动，n 增大为1450r/min ，试求此时泵的工作参数为多少 解： 设增大后的泵的参数用Q ’ H ’ N ’来表示 '''3''22 ''33 1450 1.02 1.020.075/1420 1450()() 1.04 1.0415.2414201450()() 1.065 1.065 3.51420Q n Q Q m s Q n H n H m H n N n N kW N n ===============''解得解得H 解得N 2-6 在n=2000的条件下实测一离心泵的结果为Q=0.17m/s,H=104m,N=184kW.如有一几何相似的水泵， 其叶轮比上述泵的叶轮大一倍，在1500r/min 之下运行，试求在相同的工况点的流量，扬程及效率各为多少 '''33 '3'''22 '''35 1500()*266 1.02/2000 ()() 2.25234()()13.52484Q n D Q Q m s Q n D H n D m H n D N n D kW N n D ===========''解得解得H 解得N 2-7 有一转速为1480r/min 的水泵，理论流量Q=0.0833m/s ，叶轮外径D=360mm ，叶轮出中有效面积A=㎡，叶片出口安装角β=30°，试做出口速度三角形。假设流体进入叶片前没有预旋运动，即Vu=0,试计算此泵的理论压头Ht ∞.设涡流修正系数k=，理论压HT 这多少 解： 2222222220.0833/0.023 3.62/1480**0.3627.88 260 27.88 3.62*3021.6111*27.88*21.6161.59.8 0.77*61.547.4r u r T u T T Q v m s A D u v u v ctg ctg H u v m g H kH m πωβ∞∞= ======-=-== =====o 如图所示： 2-8 有一台多级锅 炉给水泵，要求满足扬程H=176m ，流量 Q=81.6m 3/h ，试求该泵所需的级数和轴 学院领导 B卷 审批并签名 广州大学2008-2009学年第 1 学期考试卷 课程流体输配管网考试形式（闭卷，考试） 一．判断题（每题2分，共20分；正确的在（）内打√，错误的打×） 1．异程式水系统管路简单，不需要同程管，系统投资较少，因而常在水系统规模较大时采用。（×） 2.夏季时某卫生间排气竖井内气体密度大于室外，若无排气风机，竖井内气体将向下流动，倒灌进底层的卫生间。（√） 3.为便于进行并联管路阻力平衡，在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，应列在流量较小的管段上。（√） 4.在空调冷热水管网中，膨胀水箱的主要作用是给水系统加压。（×） 与无限多叶片数的理论扬程5.叶轮对流体做功时，有限多叶片数的理论扬程H T 的比值小于1，这是由于流体具有惯性的缘故。（√） H T 6.两台风机（或水泵）并联时，其总流量Q能等于各机单独工作时所提供的流量q1和q2之和。（×） 7.提高管网水力稳定性的主要方法是相对地减少网路干管的压降，或相对地增大用户系统的压降。（√） 8.通风机的风压是指风机进出口的动压差。（×） 1 2 9.对于有串联管路的调节阀，阀权度越大越好。（×） 10.欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程与被输送流体的种类有关。（×） 二．简答题（30分） 1．下图为空调冷却水系统简图，请说明该管网系统分别按以下方面进行分类时各属于何种类型？（4分） （1）管内流动的介质； （2）动力的性质； （3）管内流体与管外流体的关系； （4）管道中流体流动方向的确定性。 （1）单相流（2）机械循环 （3）开式系统（4）枝状管网 2.为什么要通过全面的技术经济比较来选定流体输配管网合理的管内流速？（5 分） 管内的流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响，对系统的技术条件也有影响。流速高，风管断面小，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。若气流中含有粉尘等，会增加设备和管道的磨损。反之，流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。流速过低会使粉尘沉积而堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。 3．请确定如图所示的重力循环采暖系统的最不利环路。并简要说明确定最不利环路应考虑哪些因素？（5分） 最不利环路： 1-5,17,18,19,20,10-16,1 确定最不利环路应根据各环路中重力作用的大小和管路长度、复杂程度。 1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装作的其它附属设备。不同点：①各类管网的流动介质不同；②管网具体型式、布置方式等不同；③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。 1-5比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。 答：开式管网：管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，耗能较多。开式液体管网内因与大气直接接触，氧化腐蚀性比闭式管网严重。闭式管网：管网内流动的流体介质不直接与大气相通，闭式液体管网水泵一般不需要考虑高度引起的静水压头，比同规模的开式管网耗能少。闭式液体管网内因与大气隔离，腐蚀性主要是结垢，氧化腐蚀比开式管网轻微。枝状管网：管网内任意管段内流体介质的流向都是唯一确定的；管网结构比较简单，初投资比较节省；但管网某处发生故障而停运检修时，该点以后所有用户都将停运而受影响。环状管网：管网某管段内流体介质的流向不确定，可能根据实际工况发生改变；管网结构比较复杂，初投资较节枝状管网大；但当管网某处发生故障停运检修时，该点以后用户可通过令一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。 2-1 某工程中的空调送风管网，在计算时可否忽略位压的作用？为什么？（提示：估计位压作用的大小，与阻力损失进行比较。） 答：民用建筑空调送风温度可取在15~35℃（夏季~冬季）之间，室内温度可取在25~20℃（夏季~冬季）之间。取20℃空气密度为1.204kg/m 因此： 夏季空调送风与室内空气的密度差为1.225-1.184=0.041kg/m3 冬季空调送风与室内空气的密度差为1.204-1.145=0.059kg/m3 空调送风管网送风高差通常为楼层层高，可取H=3m，g=9.807 N/m.s则 夏季空调送风位压=9.807×0.041×3=1.2 Pa 冬季空调送风位压=9.807×0.059×3=1.7 Pa 空调送风系统末端风口的阻力通常为15~25Pa，整个空调送风系统总阻力通常也在100~300 Pa之间。可见送风位压的作用与系统阻力相比是完全可以忽略的。但是有的空调系统送风集中处理，送风高差不是楼层高度，而是整个建筑高度，此时H 可达50米以上。这种情况送风位压应该考虑。 2-3如图2-2 ，图中居室内为什么冬季白天感觉较舒适而夜间感觉不舒适？ 答：白天太阳辐射使阳台区空气温度上升，致使阳台区空气密度比居室内空气密 度小，因此空气从上通风口流入居室内，从下通风口流出居室，形成循环。提高了居室内温度，床处于回风区附近，风速不明显，感觉舒适；夜晚阳台区温度低于居室内温度，空气流动方向反向，冷空气从下通风口流入，床位于送风区，床上的人有比较明显的吹冷风感，因此感觉不舒适。 2-4 如图2-3 是某高层建筑卫生间通风示意图。试分析冬夏季机械动力和热压之间的作用关系。 答：冬季室外空气温度低于通风井内空气温度，热压使通风井内空气向上运动，有利于气体的排除，此时热压增加了机械动力的通风能力；夏季室外空气温度比通风竖井内空气温度高，热压使用通风井内空气向下流动，削弱了机械动力的通风能力，不利于卫生间排气。 2-5 简述实现均匀送风的条件。怎样实现这些条件？ 答：根据教材推导式（2-3-21）式中从该表达式可以看出，要实现均匀送风，可以有以下多种方式：（1）保持送风管断面积F和各送风口面积f0不变，调整各送风口流量系数μ，使之适应Pj 的变化，维持L0 不变；（2）保持送风各送风口面积f0 和各送风口流量系数μ不变，调整送风管的面积F，使管内静压Pj 基本不变，维持L0 不变；（3）保持送风管的面积F 和各送风口流量系数μ不变，根据管内静压Pj 的变化，调整各送风口孔口面积f0 ，维持L0不变；（4）增大送风管面积F，使管内静压Pj 增大，同时减小送风口孔口面积f0 ，二者的综合效果是维持L0 不变。 第3章液体输配管网水力特征与水力计算 3-1 计算例题3-1中各散热器所在环路的作用压力tg=95℃，tg1=85℃，tg2=80℃，tn=70℃。 题3-1 解：双管制：第一层：ΔP1=gh1(ρh-ρg)=9.8×3×(977.81-961.92)=467.2Pa 第二层：ΔP2=gh2(ρh-ρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=934.3Pa 第三层：ΔP3=gh3(ρh-ρg)=9.8×8.5×(977.81-961.92)=1323.6Pa 单管制：ΔP h=gh3(tg1-tg)+gh2(tg2-tg1)+gh1(ρh-ρg2)=9.8×8.5×(968.65-961. 92) +9.8×6×(971.83-968.65)+9.8×3×(977.81-971.83)=923.4Pa 3-2 通过水力计算确定习题图3-2所示重力循环热水采暖管网的管径。图中立管Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ各散热器的热负荷与Ⅱ立管相同。只算I、II立管，其余立管只讲计算方法，不作具体计算，散热器进出水管管长1.5m，进出水支管均有截止阀和乙字弯，没根立管和热源进出口设有闸阀。 图3-2 解 ： ΔP Ⅰ1′=gH(ρH -ρg )+ΔP f =9.81×(0.5+3)(977.81-961.92)+350=896Pa ∑l Ⅰ1=8+10+10+10+10+(8.9-0.5)+1.5+1.5+(0.5+3)+10+10+10+10+8+(8.9+3)=122.8m 水力计算表 管 段 号 Q (w ) G (kg /h) L (m ) D (m m) v (m /s ) R (Pa /m) ΔP y =Rl (Pa) Σξ P d (P a) ΔP j (Pa ) ΔP (P a) 局部阻力统计 1 1800 62 5.8 20 0.05 3.11 18.0 25 .0 1. 23 30.8 48 .8 散热器1×2.0，截止 阀2×10，90o弯头1×1.5，合流三通 1.5×1 2 5300 182 13.5 32 0.05 1.65 2 2.3 2.5 1.23 3.1 25.4 闸阀1×0.5，直流三通1×1.0，90o弯头1×1.0 3 99 341 10 40 0. 2.5 25.8 1. 2. 2.2 28 直流三通1×1.0 第一章 1-1 认真观察1~3个不同类型的流体输配管网,绘制出管网系统轴测图。结合第1章学习的知识,回答以下问题: (2)该管网中流动的流体就是液体还就是气体？还就是水蒸气？就是单一的一种流体还就是两种流体共同流动？或者就是在某些地方就是单一流体,而其她地方有两种流体共同流动的情况？如果有两种流体,请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体就是主要的。 (3)该管网中工作的流体就是在管网中周而复始地循环工作,还就是从某个(某些)地方进入该管网,又从其她地方流出管网？ (4)该管网中的流体与大气相通不？在什么位置相通？ (5)该管网中的哪些位置设有阀门？它们各起什么作用？ (6)该管网中设有风机(或水泵)不？有几台？它们的作用就是什么？如果有多台,请分析它们之间就是一种什么样的工作关系(并联还就是串联)？为什么要让它们按照这种关系共同工作？ (7)该管网与您所了解的其她管网(或其她同学绘制的管网)之间有哪些共同点？哪些不同点？ 答:选取教材中3个系统图分析如下表: 答:参考给水及排水系统图如图1-6、1-7所示。 图1-6 学生宿舍给水系统图(参考) 图1-7 学生宿舍排水系统图(参考) 1-3 流体输配管网有哪些基本组成部分？各有什么作用？ 答:流体输配管网的基本组成部分及各自作用如下表所示。一个具体的流体输配管网不一定要具备表中所有的组成部分。 组成管道动力装置调节装置末端装置附属设备 作用为流体流动提 供流动空间为流体流动提 供需要的动力 调节流量,开启/ 关闭管段内流体 的流动 直接使用流体,就 是流体输配管网 内流体介质的服 务对象 为管网正常、安 全、高效地工作 提供服务。 1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。 答:相同点:各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。 不同点:①各类管网的流动介质不同; ②管网具体型式、布置方式等不同; ③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持 流体输配管网》课程教学大纲 课程编号：05 课程名称：流体输配管网 英文名称：Fluid Transfer Nets 课程类型：专业基础必修课 总学时：32 讲课学时：28实验学时：4 学分：2 适用对象：四年制本科建筑环境与设备工程专业 先修课程：流体力学、工程热力学、传热学、建筑环境学 一、课程性质、目的和任务流体输配管网是动力工程系暖通专业的专业必修课。其目的是使学生掌握流体输配管网的型式、装置、特征、水力计算、工况分析；掌握管网动力源：泵与风机的基本原理以及选用方法；能运用基本原理、基本公式进行管网的设计、计算，熟悉泵与风机的选用和安装。培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一步学习及毕业后从事专业工作打下必要的基础。 二、教学基本要求学生通过本课程的学习，应达到下列基本要求：1．掌握流体输配管网的型式与装置。 2．掌握流体（气体、液体、多相流）输配管网的特征、水力计算。3．掌握管网系统的工况分析。 4．能正确选择泵与风机，并与管网匹配。 5．了解流体输配管网的计算机计算方法。 三、教学内容及要求 1. 流体输配管网的型式与装置熟悉气体输配管网的型式与装置；熟悉液体输配管网的型式与装置泵。 2. 气体输配管网的水力特征与水力计算熟悉气体管流的水力特征；掌握流体输配管网水力计算的基本原理和方法； 掌握气体输配管网的水力计算。 3．液体输配管网的水力特征与水力计算掌握液体管网的水力特征与水力计算；掌握开式液体管网的水力特征与水力计算。 4. 多相流管网的水力特征与水力计算掌握液气两相流管网的水力特征与水力计算；掌握汽液两相流管网的水力特征与水力计算；熟悉气固两相流管网的水力特征与水力计算。 5．泵与风机的理论基础熟悉离心式泵与风机的基本结构；掌握离心式泵与风机的工作原理与性能参数；掌握离心式泵与风机的基本方程式；熟悉泵与风机的损失与效率；熟悉相似定律与比转数；了解其他常用的泵与风机。 6.管网系统的水力工况分析 掌握管网系统的水力特征；掌握管网系统的压力分布；掌握调节阀的应用及特点；掌握管网系统的水力工况分析与调整。 7 ?泵、风机与管网系统的匹配 熟悉泵、风机运行曲线与工作点；熟悉泵、风机的工况调节；熟悉泵、风机的选用；熟悉泵与风机的安装位置。 8?流体输配管网的计算机分析 熟悉流体输配管网的网路图及其矩阵表示；熟悉管网系统的特性方程组；掌握流体输配管网水力工况的计算机分析；了解流体输配管网的调节概要。 1、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。 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？ 3、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？ 4、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？ 5、燃气管网为什么要按输气压力分级？不同压力等级的管网之间应怎样进行连 接？ 6、为什么说管内流速是流体输配管网的重要参数？怎样合理确定管内的流速？ 7、通风空调的风管系统和燃气输配管网，有哪些共同处？有哪些区别？ 8、建筑热水供暖管网系统与空调冷冻水管网系统的共同点是什么？不同点是什 么？ 9、建筑排水管网内是液体单相流还是液——气两相流？建筑排水管网的流动障 碍主要是什么？克服障碍、增强管网排水能力的关键技术措施是什么？ 10、假定某建筑的热水采暖系统和给水系统的管径、管网高度相同，管内流 速也相同，两系统所需的水泵扬程是否相同？为什么？ 11、为什么供暖空调冷热水管网要设排气装置？排气装置设在什么地方？为 什么建筑给水管网不设排气装置？ 12、确定图中管网的最不利环路。 13、泵与风机的理论扬程方程为：。请回答：在 什么条件下理论扬程方程可简化为：，这有何指导意义？ 14、说明公式的使用条件。为什么不同的管网，的计算公式 可能会不相同？ 15、简述均匀送风管道设计的原理和主要步骤。 16、影响建筑排水管网的排水能力的主要因素有哪些？怎样提高排水能力？ 17、写出比转数的数学表达式。比转数有什么应用价值？高比转数泵 与风机和低比转数泵与风机有什么主要区别？ 18、图中所示，（ a ）（ b ）（ c ）（ d ）（ e ）（ f ）（ g ）（ h ） 一、什么是枝状管网？什么是环状管网？分别画一个枝状管网和一个环状管网的示意图，说明其主要区别。（10分） 二、高层建筑竖向液体输配管网为什么要竖向分区？画出1个竖向分区的示意 图，说明其作用。（5分） 三、说明公式l R P m ml ?=的使用条件。为什么不同的管网，λ的计算公式可能会 不相同？（5分） 四、简述均匀送风管道设计的原理和主要步骤。（10分） 五、影响建筑排水管网的排水能力的主要因素有哪些？怎样提高排水能力？ 六、以气力输配管网为例，描述气—固两相流管网的水力特征。气—固两相流管 网水力计算的主要特点是什么？（10分） 七、写出比转数s n 的数学表达式。比转数s n 有什么应用价值？高比转数泵与风 机和低比转数泵与风机有什么主要区别？（10分） 八、某空调冷冻水管网的循环水泵转速2900min r ，所配电机功率2.2KW 。流 管网在设计工况下运行时，流量为15h m 3，扬程为18.5m 。 （1） 画出设计工况下水泵的性能曲线和管网特性曲线，并标出工况点。 （2） 在部分负荷时，只需流量7.5h m 3。有哪些方法可将管网流量调节到 7.5m 3？ （3） 哪种方法最节能？为什么？ 九、如图所示通风系统，各管段的设计流速和计算阻力如下表。 （1） 系统风机的全压和风量应为多少？ （2） 各设计风量能否实现？若运行时，测得1#排风口的风量为4000h m 3，2#、 3#排风口的风量是多少？ （3） 若运行中需要增加1#排风口的风量，应怎样调节？ 一、枝状管网：管网有起点和终点、主管和支管，如图1； 环状管网：管网起点和终点重合，构成闭合回路，如图2； 图1 图2 区别：枝状管网：系统简单，运行管理方便，但管网后备性差，管网某处发生故障时，该点后面管网部分将受影响而不能正常工作； 环状管网：管网系统比较复杂，管网后备性好；某处发生故障时，流体可以 通过环状管网从另一个方向流动，因此故障影响范围小。 二、高层建筑高度大，底层管道中的静水压力较大。为了克服静水压力过大的弊 病，保证管网正常运行和设备可靠性，对高层建筑竖向流体输配管网进行分区。以高层建筑给水为例，竖向按串联式分为高、中、低三区,如图3。水箱1、2、3分别向低、中、高三区供水，各区管网中的静水压力都适中，系统耐压要求降低，费用减小，启停时产生水锤的危险性减小，水流噪音小，运行稳定可靠。 三、公式l R P m ml ?=的使用条件为：管网特性（如：管道材料、断面尺寸、连接 方式等）不变，并且流体密度和流速也不随流程变化。 从流体力学知识知：λ是雷诺数和相对粗糙度的函数，即：()K f Re,=λ，在不同的流态下，λ的计算式不同。实际工程中各种流体输配管网的流态有明显差别，雷诺数范围不相同，造成了不同管网λ的计算式可能不同。 第6章泵、风机与管网系统的匹配 6-1 什么是管网特性曲线管网特性曲线与管网的阻力特性有何区别与联系 答：枝状管网中流体流动所需的能量与流量之间的关系为，反映了外界环境对管网流动的影响，包含重力作用及管内流体与外界环境交界面的压力作用，当管网处于稳定运行工况时，与流量变化无关。为管网的总阻抗。将这一关系在以流量为横坐标、压力为纵坐标的直角坐标图中描绘成曲线，即为管网特性曲线，见习题6-1图。而管网的阻力特性则反映了管网中流体的流动阻力与流量之间的关系，可用表示。当时，管网特性曲线为“狭义管网特性曲线”，与阻力特性曲线重合。 （a）广义管网特性曲线（b）狭义管网特性曲线与阻力特性曲线 习题6-1图管网特性曲线与阻力特性曲线 6-2 广义管网特性曲线与狭义管网特性曲线有何区别 答：广义管网特性曲线与狭义管网特性曲线分别如习题6-1图所示。广义管网特性曲线，反映在Y轴上有一截距，反映了外界环境对管网流动的影响，包含重力作用及管内流体与外界环境交界面的压力作用，管网处于稳定运行工况时，与流量变化无关。时，需要提供压力能量克服其影响；当时，它可以为管网流动提供能量。管网流动所需能量的另一部分用来克服流体沿管网流动产生的阻力，与流量的平方成正比。当泵或风机的工况沿广义管网特性曲线变化时（如调节泵或风机的转速，不改变管网特性曲线），工况点之间不满足泵或风机的相似律。而具有狭义管网特性曲线的管网，流动所需的全部能量为流体沿管网流动产生的阻力，与流量的平方成正比，当泵或风机的工况沿管网特性曲线变化时遵守相似泵或风机的相似律。 6-3 分析影响管网特性曲线的因素。 答：影响管网特性曲线的形状的决定因素是管网的阻抗S。S值越大，曲线越陡。当流量采用体积流量单位时，管段阻抗S的计算式为： kg/m7 根据S的计算式可知，影响S值的参数有：摩擦阻力系数、管段长度、直径（或当量直径）、局部阻力系数、流体密度。其中取决于流态。由流体力学知，当流动处于阻力平方区时，仅与（管段的相对粗糙度）有关。在给定管路条件下，若值可视为常数，则有。由此可知，当管网系统安装完毕，管长、管径、局部阻力系数在不改变阀门开度的情况下，都为定数，即S为定值，对某一具体的管网，其管网特性就被确定。反之，改变式中的任一参数值，都将改变管网特性。由于S正比于、，反比于，所以当管网系统较长、管径较小、局部阻力（弯头、三通、阀门等）部件较多、阀门开度较小、管内壁粗糙度较大、流体密度较大都会使S 值增加，管网特性曲线变陡；反之则使S值减小，管网特性曲线变缓。在管网系统设计和运行中，都常常通过调整管路布置、改变管径大小或调节阀门的开度等手段来达到改变管网特性，使之适应用户对流量或压力分布的需要。 外界环境对管网流动的影响反映在项上，包含重力作用及管内流体与外界环境交界面的压力作用，在管网特性曲线图上反映在Y轴上有一截距，管网处于稳定运行工况时，与流量变化无关。重力或管内流体与外界环境交界面的压力作用与流体流动方向一致时，推动流体流动，反之则阻碍流体流动。 6-4 什么是系统效应如何减小系统效应 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”。流体输配管网复习要点答案最新版1..
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