2022年重庆大学《流体输配管网》课程试题 2.pdf

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1、学院专业年级、班学号姓名密封线重庆大学流体输配管网课程试题（ A 卷）一 简答题（共 45 分）1. 如何区分枝状管网和环状管网？（5 分）2. 为什么要对燃气管网按照输气压力进行分级？（5 分）3. 热水采暖重力循环和机械循环比较，各有哪些优点和缺点？（5 分）4. 简要分析管内流速取值对管网设计的影响。（5 分）5. 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？（5 分）6. 简述欧拉方程gvvgwwguuHT222212222212122的物理意义。（5 分）

2、7. 什么是水力失调？哪些原因会导致水力失调？（5 分）8. 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。请简要说明：（1）AB、CD 管段坡度方向？（ 2 分）（2）疏水器的作用？（ 3分）（3）管段 AB、BC 内蒸汽流速哪个可取得大些，为什么？（3 分）（4）为节省投资，图中疏水器在什么条件下可采用水封代替？（2 分）二、 （共 15分）如图，某 5 层建筑，层高 4.5 米，新风处理机组设于屋顶。夏季新风送风竖管向各层送冷风，冬季送热风。夏季设备出口点6 空气密度 =1.20 kg/m3，速度为 8 m/s ，全压 Pq6=200 Pa ，6 点至 5 点的风管总长

3、度为10 米，各段新风管内气流比摩阻 R为 0.6 Pa/m ，弯头局部阻力系数取0.2 ，直流三通局部阻力系数取0.1 ，分流三通局部阻力系数取0.35，不考虑管道漏风。（1） 请选出该管网的最不利环路，并说明其阻力由哪些部分构成？（3 分）（2） 求 5 点的静压 Pj5？（3 分）（3） 若要实现各风口均匀送风， 在不依靠阀门调节的情况下， 4 点管内动压风速应为多大？（ 5 分）（4） 如考虑重力影响，管网和新风机（后向型叶片）均不做任何调节，定性分析冬季与夏季送风量的变化情况，并说明理由。（4 分）命题人：审题人：命题时间：重庆大学教务处制题号一二三四五六七八九十总分得分名师资料总结

4、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 学院专业年级、班学号姓名密封线三、 （共 20 分）某闭式水管网系统并联有两台相同的循环水泵。单台水泵在额定转速2900r/min 时的 QH 性能曲线为图中曲线I。 管网中开启一台水泵时， 流量为 130 m3/h，扬程为 26mH2O。（1）在图中，作图求解开启一台水泵时的工况点。（4 分）（2）若管网只需流量70 m3/h，拟采用：关小管路中阀门或调节水泵转速的办法来实现。在图中，作图

5、求出采用这两种调节方法后水泵的工况点。采用关小调节阀的方法时，管网的阻抗值应增加多少？采用调节转速的方法时，转速应为多少？比较采用这两种方法后水泵耗用电能的情况。水泵效率取为75%。 （10 分）（3）不改变管网，让两台水泵共同工作，在图中，作图求解此时管网的总流量、每台水泵工况点及流量和扬程。 （6 分）H(mH O)Q(m /h)301002000102030402I四、（共 10 分）如图是一个机械送风管网。设计流量下的水力计算结果见下表：管段1-2 3-4 4-6 4-5 流量（ m3/h）5000 5000 2000 3000 阻力（ Pa）100 100 200 200 为该管网匹

6、配了一台风机，当风机运行时，测得其风量是5500m3/h。（1）绘制此管网在风机运行时的全压分布图。（4 分）（2） 送风口 5 关闭后，送风口 6 的实际风量会怎样变化？定性画出此时的全压分布图。（6 分）第四题图五、 （共 10 分）如图为某流体输配管网图，所有分支的阻抗均已知。各节点流量如下表。节点号1 2 3 4 5 6 流量（ m3/h）-420 530 -440 570 -610 370 （1）以节点 V6为参考节点，写出该管网图的基本关联矩阵Bk，和节点流量平衡方程组。 （5 分）（2）以管段 1、2 为余枝，写出该管网图的独立回路矩阵Cf 和独立回路压力平衡方程组。 （5 分）

7、重庆大学教务处制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 重庆大学建环专业2002 级流体输配管网期末考试题解答（A）考试时间： 2004.12.27 上午 8：0010：00 考试地点： B3501，B3502，B3503，B3508，B3509，B3511 一、简要回答以下各题。 （共 45 分）1. 如何区分枝状管网与环状管网？（5 分）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

8、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。2. 为什么要对燃气管网按照输气压力进行分级？（5 分）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。3. 热水采暖重力循环和机械循环比较，各有哪些优点和缺点？（5 分）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

9、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。4. 简要分析管内流速取值对管网设计的影响。（5 分）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名师资料总结 -

10、 - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 经济比较选定合理的流速。5. 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？（5 分）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，1拉萨成都拉萨成都拉萨成都；NNQQ。6. 简述欧拉方程gvvgwwguuHT222212

11、222212122的物理意义。（5 分）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。7. 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

12、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。8. 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 分）（2）疏水器的作用？（ 3 分）（3）管段 AB、BC 内蒸汽流速哪个可取得大些，为什么？（3 分）（4）为节省投资，图中疏水器在什么条件下可采用水封代替？（2 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共

13、10 页 - - - - - - - - - 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。二、 （共 15 分）如图，某 5 层建筑，层高 4.5 米

14、，新风处理机组设于屋顶。夏季新风送风竖管向各层送冷风，冬季送热风。夏季设备出口点6 空气密度 =1.20 kg/m3，速度为 8 m/s ，全压 Pq6=200 Pa ，6 点至 5 点的风管总长度为10 米，各段新风管内气流比摩阻R为 0.6 Pa/m ，弯头局部阻力系数取0.2 ，直流三通局部阻力系数取 0.1 ，分流三通局部阻力系数取0.35，不考虑管道漏风。（5） 请选出该管网的最不利环路，并说明其阻力由哪些部分构成？（3 分）（6） 求 5 点的静压 Pj5？（3 分）（7） 若要实现各风口均匀送风，在不依靠阀门调节的情况下，4 点管内动压风速应为多大？（ 5 分）（8） 如考虑重力

15、影响，管网和新风机（后向型叶片）均不做任何调节，定性分析冬季与夏季送风量的变化情况，并说明理由。（4 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 答： （1）最不利环路为： 7新风处理机组 654321，其阻力构成为入口局部阻力、新风处理机组局部阻力、90。弯头局部阻力 1 个、直流三通局部阻力 4 个、送风口阻力以及所有管段流动沿程阻力。（2）因为 6 点到 5 点沿程阻力 Py,6-5=RL6-5=0.6x10=6

16、.0 Pa 6 点到 5 点局部阻力 Pj,6-5=22v=0.2x1.2x82/2=7.68 Pa 5 点全压 Pq,5= Pq,6 （Py,6-5+ Pj,6-5）=200-6.0-7.68=186.32 Pa 5 点动压近似取与6 点相等，则Pj,5= Pq,5Pd,5=186.321.2x82/2=147.92 Pa （3）均匀送风时， Pj,4= Pj,5=147.92 Pa 5 点到 4 点阻力 =Py,5-4+ Pj,5-4=0.6x4.5+0.1x1.2x82/2=6.54 Pa 4 点全压 Pq,4= Pq,5 （Py,5-4+ Pj,5-4）=186.326.54=179.

17、78 Pa 4 点动压 Pd,4= Pq,4 Pj,4=179.78147.92=31.86 Pa 4 点动压速度 V4=4,2dP=2. 186.312=7.29 m/s （4）考虑重力影响时，冬季送风量比夏季少。因为冬季热风重力附加作用压力向下为负数， 重力作用削弱了系统的总作用压力；夏季冷风重力附加作用压力向名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 下为正数，重力作用增强了系统的总作用压力。在系统管网阻抗不变的风机

18、不调节的情况下，冬季送风量比夏季少。三. 某闭式水管网系统并联有两台相同的循环水泵。单台水泵在额定转速2900r/min 时的 QH 性能曲线为图中曲线I。管网中开启一台水泵时，流量为130 m3/h，扬程为 26mH2O。 （20 分）（1）利用图解法求解开启一台水泵时的工况点。（2）若管网只需流量 70 m3/h，拟采用：关小管路中阀门或调节水泵转速的办法来实现。利用图解法求出采用这两种调节方法后水泵的工况点。采用关小调节阀的方法时，管网的阻抗值应增加多少？采用调节转速的方法时，转速应为多少？比较采用这两种方法后水泵耗用电能的情况，水泵效率近似为75%。（3）不改变管网，让两台水泵共同工作

19、，利用图解法求解此时管网的总流量、每台水泵的流量及扬程。答： （1）管网的总阻抗是2322/h)O/(mmH001538.013026S，作管网特性曲线，与一台水泵性能曲线的交点a为工况点。（2）关小阀门时工况点是b，此时扬程36.5 mH2O，流量70m3/h，阻抗2322/h)O/(mmH007449.0705.36 S，阻抗增加值：232/h)O/(mmH005911.0。调整转速时工况点应为点c，此时扬程 7.54 mH2O，流量 70m3/h，过 c 作相似工况曲线222QQHkQHcc，与管网特性曲线重合，交水泵性能曲线a 则 c 与 a 是相似工 况 点 。 所 以 转 速 应

20、调 至 ：min/1562290013070rn。 功 率 相 差 ：W736375.036007054.7980775.03600705 .369807。（3）两水泵并联工作时的联合性能曲线是II，此时总工况点是d，管网总流量152m3/h，每台水泵工作在点e，流量 76 m3/h。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 30001020100H(mH O)402Q(m /h)20031521302635.67.54

21、36.5III70cadb76e四、（共 10 分）如图是一个机械送风管网。设计流量下的水力计算结果见下表：管段1-2 3-4 4-6 4-5 流量（ m3/h）5000 5000 2000 3000 阻力（ Pa）100 100 200 200 为该管网匹配了一台风机，当风机运行时，测得其风量是5500m3/h。（1）绘制此管网在风机运行时的全压分布图。（4分）（2）送风口 5 关闭后，送风口 6 的实际风量会怎样变化？定性画出此时的全压分布图。（ 6 分）答：（ 1）风机运行时，各管段的流量与阻力见下表：管段1-2 3-4 4-6 4-5 流量（ m3/h）5500 5500 2200 3

22、300 阻力（ Pa）121 121 242 242 压力分布图如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 12345600-121363242（2）风口 5 关闭后，管网总阻抗增大，总流量减小。全压分布图为上图中虚线所示。五、 （共 10 分）如图为某流体输配管网图， 所有分支的阻抗均已知。 各节点流量如下表。节点号1 2 3 4 5 6 流量（ m3/h）-420 530 -440 570 -610 370 （1

23、）以节点 V6为参考节点，写出该管网图的基本关联矩阵Bk，和节点流量平衡方程组。（5分）（2）以管段 1、2 为余枝，写出该管网图的独立回路矩阵Cf 和独立回路压力平衡方程组。（5分）（1） 以节点 6 为参考点的基本关联矩阵Bk=10100000010010000101111010000100100名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 节点流量平衡方程矩阵101000000100100001011110100001001007654321qqqqqqq=610570440530420（2）独立回路矩阵 Cf=10100100101101节点压力平衡方程矩阵101001001011017654321hhhhhhh=00写成方程的形式：将71,2iqShiii代入。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -