重庆大学《流体输配管网》课程试题（B 卷）.pdf

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1、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（1 0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2,=/?,“/的使用条件。为什么不同的管网，4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。（1 0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？（1 0 分）六、以气力输配管网为例，描述气一固两相流管网的水力特征。气一固两相流管网水力计算的主要特点是什么？（1 0分）七、写出比转数，

2、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？（1 0分）八、某空调冷冻水管网的循环水泵转速2 900r/m i n ,所配电机功率2.2 K W。流量一扬程性能如下表：流 量（m3/i）7.512.515扬 程（帆）222018.5管网在设计工况下运行时;流 量 为15m,扬程为1 8.5机o（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7.5 尸/人。有哪些方法可 将 管 网 流 量 调 节 到?（3）哪种方法最节能？为什么？（2 0 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

3、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4 0007/?,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？段设 计 流 量(m3/h)400060001000050001500015000设 计 流 速(m/s)661081012计 算 阻 力(几)18012060200120250管 1一4 24 45 35 56 78环状管网：管网起点和终点重合，构成闭合回路,如 图2；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；图21区别：枝状管网：系统简单，运行管理方便

4、，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。样栩 白图3三、公式乙,=;?,“/的使用条件为：管

5、 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：4是雷诺数和相对粗糙度的函数，即：Z=/（Re,f）,在不同的流态下，2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，造成了不同管网义的计算式可能不同。四、均匀送风管道设计的原理：保证各送风口流量系数相等，并且使各送风口处静压相等，使两送风口间的动压降等于两送风口间的流动阻力。实现均匀送风的主要步骤：a.根据送风量确定送风口个数、间距、风口风量等，画出均匀送风系统图，对各段编号；b.选定系统起始端静压、动压，计算初始全压，确定初始断面尺寸；C.计算第1、2风

6、口间阻力，求出风口 2处全压P“；d.根 据 计 算 风 口 2处动压52,求风口 2处断面尺寸；e.计算风口 2 3间阻力，求出风口 3处全压3；f.根据巴 乃 计算风口 3处动压5 3,求出风口 3处断面尺寸；g.其余类推，参照步骤5七五、影响建筑排水管网排水能力的主要因素有：管径、过水断面与管道断面之比、管网壁粗糙度。要提高其排水能力，应想法稳定排水立短中的压力，减小其压力波动。可从以下两方面入手：(1)减小终限流速。具体措施有：a.增加管内壁粗糙度；b.立管上隔一定距离(如5层)消 能；c.在横支管与立管连接处采用特殊构造，发生溅水现象，减小水下降流速；d.横支管排出水流沿切线进入立管

7、，使水旋流而下；e.对立管作特殊处理，增加水与管内壁的附着力。(2)减小水舌阻力系数。具体措施有：a.设置通气立管；b.在横支管上设单路进气阀；C.在横支管与立管连接处设挡板；d.横支管与立管错开半个管径连接，水流沿切线方向进入立管；e.立管与横支管连接处采用形成水舌面积小，两侧气孔面积大的斜三通或异径三通。六、气固两相流体管网的水力特征：a.管网中流动介质为物料与空气形成的两相流体；b.物料颗粒在悬浮状态下进行输送；c.输送管内气固两相的运动状态随气流速度和料气比的不同而改变，可能出现悬浮流、底密流、疏密流、停滞流、部分流和柱塞流等儿种不同的输送状态；d.两相流的流动阻力比单相流的阻力要大，

8、并且二者阻力与流速的关系也不同。单相流阻力与流速成单调递增关系，气固两相流阻力随流速增大先增大，再减小，最后再增大。气固两相流管网水力计算的主要特点是：把两相流和单相流的运动形式看作是相同的，物料被看作是一种特殊的流体，利用单相流的阻力公式进行计算，两相流的阻力可以看作是单相流的阻力与物料颗粒引起的附加阻力之和，计算中在阻力系数加入料气比从项。七、%=驾。比转数，是表明泵与风机性能参数”、。、P 的综合特性指标；可用来划分泵与风机的类型,反映叶轮的几何形状以及用来指导泵与风机的相似设计；高比转数的风机，说明风机的流量大、压力低，叶轮出口相对宽度且大；低比转数的风机，说明流量D2小、压力高，叶轮

9、出口相对宽度压小。高低比转数的泵与风机其性能曲线形状也有差异。八(1)图中I为水泵性能曲线；II为管网特性曲线;交叉点A为工况点。(2)调节管网流量到1 5 m 3%的方法有：a.改变管网特性曲线(可关小阀门)至性能曲线I I ；b.减小水泵转速；c.采用水泵进口导流器调节；d.切削叶轮调节。(3)在以上四种调节方法中，减小水泵转速的方法最节能。因为水泵功率N 与转速成三次方关系，减小后，水泵功率下降非常明显；调节阀门开度则增加了额外的压力损失，水泵耗能有大部分消耗在阀门上，是不经济的；采用进口导流器调节，使进水产生预旋，会降低水泵的性能，增加进口损失，不如变速调节的节能效果好；采用切削叶轮的

10、方法调节，虽然达到改变水泵性能曲线的目的，但水泵的效率已下降，其节能效果不及转速调节。九、(1)最不利环路选择为：1 4 5 6 7 8,最不 利 环 路 计 算 阻 力 p =A P i+A p4_5+A p5_6+A p7_8=1 8 0 +6 0+1 2 0 +2 5 0 =6 1 0 p“,考虑1 0%的富裕量，风机全压p =l.l x 6 1 0*6 7 0%；系统所有风量之和为1 5 0 0 0/4,考g 1 0%的富裕量,选用风机风量。=1.1 x 1 5 0 0 0 =1 6 5 0 0 0/o（2）各设计风量不能实现，因为各并联环路未实现压力平衡。当1#风 口 风 量 为 4

11、 0 0 0 m3/h时，可知 p 4=1 8 0 p“；因为管段1一4与管段2 4并联，所以2.4 =1 8 0 2；从 而，对管段 2 4 有：52_4-6 0 0 02=1 2 0 ；52_4-Q2J=1 8 0：计算可得&-4=7 3 4 8 m3/h。管 段 4 5 中 风 量Q4_5=7 3 4 8 +4 0 0 0 =1 1 3 4 8 m3/h；从而，同理可计算得到 4-5=64p”。=1 8 0+6 4 =2 4 4，A P 3-5=2 4 4 p 从而，同理可计算得到0-5=5 5 2 3 mi/h o综 上，当 1#风 口 风 量 为 4 0 0 0 加3/时，2#为7

12、3 4 8 m 3 ,3#为 5 5 2 3/。（3）运行中如要增加1#风口的排风量，可以提高风机转速或在保持风机全压和流量不变的前提下，关小并联支路2 4的阀门开度，增大支路2 4的阻力；当关小支路3 5的阀门开度时，同样也可以部分增大1#排风口风量（2#排风口风量也同时增加）；同时关小2一4、3 5 支路阀门开度，则 1#排风口增加排风量更加明显。四、什么说管内流速是流体输配管网设计和运行的重要参数？在确定管内流速时，应考虑哪些因素？空调风管和除尘风管哪个的管内流速高？为什么？（1 0 分）五、确定图中管网的最不利环路。（5分）重 庆 大 学 流体输配管网课 程 试 题（A卷）一、什么是开

13、式管网？什么是闭式管网？各举两例。（5分）二、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？（5分）三、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？（5分）通风管网dg七、述风机性能试验的标准方法，并回答为什么试验hc-Q-bIe-f l-燃气管网六、泵 与 风 机 的 理 论 扬 程 方 程 为：Hr=（l i2T Vu2 T UT-V（Iir）请回答：在什么条件g下理论扬程方程可简化为：HT=-U2T-VII2 T,这有g何指导意义？（1 0 分）风机的吸入管段中要设阻尼网和蜂窝

14、器。（1 0分）八、3台相同的风机并联运行，单台风机性能如下表:全 压（Pa）5 305 1 04 904 604 1 0流 量(m3/h)1 9902 5 4 02 82 030 903370当1台风机运行时，风量为2 82 0机3。问；（1）请作出3台风机并联运行的性能表；（2）3台风机同时运行时的风量为多少？（1 5 分）九、流体输配管网为什么要进行水力计算？水力计算有哪些主要步骤？不同流体的输配管网，水力计算的主要区别是什么？（1 5分）十、写出泵与风机的流量系数、全压系数、功率系数。写出流量、全压、功率换算公式。分析泵与风机提高转速后有哪些利弊？（1 0分）十一、为什么风机进出口与弯

15、头连接会使风机性能下降？（6 分）十二、图中阀A、B、C分别关小后，流量Q、Q 1 Q4怎样变化，说明理由。（1 4 分）Q7工)1 1，Q 1 ，71 1,Q 2 、,Q 3 、流 体 输 配 管 网 课 程 试 题（A卷）参 考 答 案一、开式管网与大气直接相通的管网，如；建筑给排水管网、冷却水管网；闭式管网不与大气直接相通的管网，如：空调冷冻水管网、热水采暖管网；二、两系统所需水泵扬程不相同。热水采暖系统是闭式管网，给水系统是开式管网。开式管网水泵扬程应包括高差，而闭式管网水泵扬程不含次项。因此，即使其他条件相同，热水采暖系统和给水系统水泵扬程也不相同。三、供暖空调冷热水管网中通常会有少

16、量气体（空气）产生，这些气体汇集后会减少管道的过流断面，甚至产生气塞，影响管网的正常运行，加快管网的腐蚀。因此，通常需要对气体进行集中排放，排气装置设在系统的最高处。建筑给水管网是开式管网，各水龙头防水时，管网中的气体可一并排出，因此给水管网不需要设排气装置。四、管内流速的取定，对系统的经济性和技术性都有关系。合理的管内流速能够保证系统正常、经济地运行，达到设计的流量要求。确定管内流速应考虑以下几个因素：（1）管内流体种类 不同流体的流速范围不同，取定合理的流速范围；（2）经济性 流速大，管道断面小，占用空间小,基建费用少，但相应系统阻力大，动力消耗多，运行费用高；反之亦然。从而，在选择流速时

17、，应使初投资和运行费的综合效果最佳。（3）运行可靠性 流速的选定与阻力、噪声都有关，选定的流速应使阻力容易平衡，达到设计的流量，并且尽量减少运行噪声。空调风管和除尘风管内流速相比，除尘风管流速高。因为除尘风管需要将尘粒输送至除尘设备，防止尘粒在风管内聚积，堵塞风道；而空调风管为考虑噪声要求和风量分配平衡，大多属低速风管。五、最不利环路：通风管网：1 2 3 4-7或1 2 5 6 1 0；燃气管网：a b e f j六、当进口切向分速度乙I T=%r c o s/=0 时，理论扬程 方 程 可 简 化 为=-u2 T-vu 2T O这说明在泵或风机g的设计时，使进口绝对速度匕与圆周速度/之间工

18、作角。尸9 0 时，可以获得最大的理论扬程，此时流体按径向进入叶片的流道。七、泵与风机性能试验的标准方法：采用吸入式试验装置，吸入管前端微压计用来测风量Q,风机吸入口前的微压计测入口静压，用来计算全压P。电机电路上连接功率表用来计算轴功率N,电机轴头上用闪光测速仪测转速。试验步骤：（1）试验前先检查仪表，使之处于正常状态，关闭吸风口，启动风机，待正常运转后打开全部吸风口面积,开始测定。（2）记录最大流量Q m a x 下的各参数6、匕“、N 电、；（3）在节流网处用贴纸片的方法，改变流量Q （从。“,a x逐渐减小到0）,不少于7次流量调整。在不同的流量下，记录各自片、P a、心、并记录各自进

19、气参数（干球温度和大气压力）。（4）测定完毕，关闭吸风口和微压计，停机整理仪器。（5）整理实验数据，将结果换算成标准状态的性能曲线图或表。在风机吸入管段中设置阻尼网地的作用是使进口气流均匀稳定，设置蜂窝器的作用是将大旋涡变成小旋涡，并对气流进行梳直导向，减小进气扰动涡流对性能的影响。八（1）3 台风机并联运行性能表全压5 3 05 1 04 9 04 6 04 1 0单台流量（m 7 h）1 9 9 0 25 4 0 28 20 3 0 9 0 3 3 7 0并联流量（m 7 h）5 9 7 0 7 6 20 8 4 6 0 9 27 01 0 1 1 0（2）按上述性能表作出性能曲线，对并联

20、运行进行工况分析。图中A点为工作状态点，从图中知3台并联运行风量约为3 6 0 0 m 7 h；每台风量各1 20 0 m3/h,可见并联运行时总风量小于单台运行风量的3倍，但比单台运行风量大。九、流体输配管网进行水力计算的原因：根据设计要求的流量分配，通过水力计算，确定管网各管段的管径或断面尺寸，计算出各管段阻力，求得管网的特性曲线，为管网动力设备的选定作准备。同时，通过水力计算也可以提高管网运行的可靠性和经济性。水力计算的主要步骤有：（1）绘制管网轴侧图，对管段进行标定端号；（2）确定合理的管内流速；（3）根据流量和流速，确定各管段断面尺寸；（4）计算各并联曲篇段阻力；（5）对各并联环路进

21、行阻力平衡计算和调整；（6）计算管网总阻力，求取管网特性曲线；（7）根据管网特性曲线，要求输送流体流量及种类、性质等因素，确定管网动力设备。不同流体的输配管网，水力计算的方法基本相同，其主要的区别有（1）不同管网对阻力平衡的效核。有的管网需要阻力平衡计算，有的则不需要。需要进行阻力平衡计算的管网，其不平衡率要求也不尽相同；（2）不同管网对流体流速要求不同；（3）不同管网对局部阻力的处理不尽相同，有的采用阻力系数，有的采用当量长度；（4）不同管网对单位长度比摩阻要求不尽相同。十、流量系数：0=7 1 D；u,4 2 2全压系数：户=小说N好 P Q 1 O 22V功率系数：N -=-7 7 万八

22、2 3J2%全压换算公式:功率换算公式:流量换算公式:nn泵与风机提高转速后，可以提高流量和扬程（或全压），但转速提高后功率也显著增加，使电机有烧毁的危险。十一、风机进出口与弯头连接使风机性能下降，其原因是：弯头使风机进出口流场不均，叶轮内流动恶化，有涡旋产生，并且气流未按径向流入（流出）叶轮，增加了对口卜轮的冲撞，增加了流动阻力，降低了风机功率。除此之外，由于进口流场不均，进口切向分速度，此时按欧拉方程，风机扬程将不可能达到理论最大扬程，导致风机性能降低。十二、阀门A关小后，管网总阻抗增大，水泵扬程不变时，系统总流量Q减少，并联支路Q Q,各段 用压力减小，QiQ 均减少；阀门B关小后，管网

23、总阻抗增大，因此总流量Q减小；管网压降递度减小，Qi、Q3,QI上的资用压力均增大，因此流量“、Q3 QI均增大；而Q?由于阀门B的节流而减少，其减少量大于Q、Q：、Q,的总增加量,答(1)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。(2)不同点：各类管网的流动介质不同；管网具体型式、布置方式等不同；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 随着课程的进步深入，还可以总结其它异同点，如：(1)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A P=S

24、Q?+P“；各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。(2)不同点：不同管网构造和主要装置不同；不同管网中介质的流速和流态不同；才能使Q减少；阀门C关小后，Qi、Q,资用压力增大,Qz增大，Q八Qi减少,不同管网的动力装置可能不同;同理Q减小，因总流量减少后，而Q 3、Q”资用压力降低，故即、不同管网中水力计算的具体要求和方法可能不同,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。并 且 Q；、Q,减 少 量 大 于“、Q?增 答：开式管网：管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液加量，才能使Q减少。1-4试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。体管网水泵需要克服高

25、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

26、通过另一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。第二章-o 273.15+20 _ _ o.325 C:p,s-.x 1.204=1.184Kg/m25 273.15+35因此：夏季空调送风与室内空气的密度差为1.225-1.184=0.04Kg/机 冬季空调送风与室内空气的密度差为1.204-1.145=0.05 9 /m3空调送风管网送风高差通常为楼层层高，可取H=3z,g=9.807/(m-52),则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1535c（夏季 冬季）之

27、间，室内温度可取在2520（夏季冬季）之间。取20空气密度 为1.204kg/m3,可求得各温度下空气的密度分别为：夏季空调送风位压为：9.807x0.041x3=1.2Pa冬季空调送风位压为：9.807 X 0.059 x 3=1.7 Pa15C:pl535。：%273.15+20273.15+15273.15+20273.15+35x 1.204=1.225 K g/6 3xl.204=1.145g/n3空调送风系统末端风口的阻力通常为1525Pa,整个空调送风系统总阻力通常也在100300 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

28、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？图 2-2 习题2-2示意图图 2-3习题2-4示意图答：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，致使阳台区空气密的通风能力，不利于卫生间排气。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2-6 流体输配管网水力计算的目的是什么？

29、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，答：水力计算的目的包括设计和校核两类。一是根据要求的流风速不明显，感觉舒适；夜晚阳台区温度低于居室内温度，空气流量分配，计算确定管网各管段管径（或断面尺寸），确定各管段阻动方向反向，冷空气从下通风口流入，床位于送风区，床上的人有力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确比较明显的吹冷风感，因此感觉不舒适。定动力设备（风机、水泵等）的型号和动力消耗（设计计算）；或2-4 如 图 2-3 是某高层建筑卫生间通风示意图。试分析冬夏季机者是根据已定的动力设备，确定保证流量分配要求的管网尺寸规格械动力和热压之间的作用关系。（校核

30、计算）；或者是根据已定的动力情况和已定的管网尺寸，校“所有管网的并联管路阻力都应相等”这种说法不对、在考虑核各管段流量是否满足需要的流量要求（校核计算）。重力作用和机械动力同时作用的管网中，两并联管路的流动资用压2-7 水力计算过程中，为什么要对并联管路进行阻力平衡？怎样进力可能由于重力重用而不等，而并联管段各自流动阻力等于其资用行？“所有管网的并联管路阻力都应相等”这种说法对吗？压力，这种情况下并联管路阻力不相等，其差值为重力作用在该并答：流体输配管网对所输送的流体在数量上要满足一定的流雕管路上的作用差。分配要求。管网中并联管段在资用动力相等时，流动阻力也必然根-9 比较假定流速法、压损平均

31、法和静压复得法的特点和适用情况。等。为了保证各管段达到设计预期要求的流量，水力计算中应使并 答：假定流速法的特点是先按照合理的技术经济要求，预先假联管段的计算阻力尽量相等，不能超过一定的偏差范围。如果并蜿适当的管内流速；在结合各管段输送的流量，确定管段尺寸规格;管段计算阻力相差太大，管网实际运行时并联管段会自动平衡阻力通常将所选的管段尺寸按照管道统一规格选用后，再结合流量反算此时并联管段的实际流量偏离设计流量也很大，管网达不到设计蛾段内实际流速；根据实际流速（或流量）和管段尺寸，可以计算求。因此，要对并联管路进行阻力平衡。各管段实际流动阻力，进而可确定管网特性曲线，选定与管网相匹对并联管路进行

32、阻力平衡，当采用假定流速法进行水力计算时配的动力设备。假定流速法适用于管网的设计计算，通常已知管网在完成最不利环路的水力计算后，再对各并联支路进行水力计算，流量分配而管网尺寸和动力设备未知的情况。其计算阻力和最不利环路上的资用压力进行比较。当计算阻力差超 压损平均法的特点是根据管网（管段）已知的作用压力（资用过要求值时，通常采用调整并联支路管径或在并联支路上增设调至压力），按所计算的管段长度，将该资用压力平均分配到计算管段阀的办法调整支路阻力，很少采用调整主干路（最不利环路）阻 址，得到单位管长的压力损失（平均比摩阻）；再根据各管段的流的方法，因为主干路影响管段比支路要多。并联管路的阻力平衡也

33、量和平均比摩阻确定各管段的管道尺寸。压损平均法可用于并联支可以采用压损平均法进行：根据最不利环路上的资用压力，确定右路的阻力平衡计算，容易使并联管路满足阻力平衡要求。也可以用并联支路的比摩阻，再根据该比摩阻和要求的流量，确定各并联好校核计算，当管，道系统的动力设备型号和管段尺寸已经确定，路的管段尺寸，这样计算出的各并联支路的阻力和各自的资用压）根据平均比摩阻和管段尺寸校核管段是否满足流量要求。压损平均基本相等，达到并联管路的阻力平衡要求。法在环状管网水力计算中也常常应用。静压复得法的特点是通过改变管段断面规格，通常是降低管内 第三层：P 3=g h 3(P P.)=9.8 X 9 X流速，使管

34、内流动动压减少而静压维持不变，动压的减少用于克月援9 7 7.8 1-9 6 1.9 2)=1 4 0 1.5 P a流动的阻力。静压复得法通常用于均匀送风系统的设计计算中。单管制：P h=g h 3(P g P g)+g h 2(P g z-P g)+g h i(P P g)第三章=9.8 X 3 X (9 6 8.6 5-9 6 1.9 2)+9.8 X 3 X3-1计算例题3-1 中各散热器所在环路的作用压力t g=9 5 C,(9 7 1.8 3-9 6 1.9 2)t g i=8 5,t g 2=8 0,t n=7 0。+9.8 X 3 X (9 7 7.8 1-9 6 1.9 2)

35、=9 5 6.4 P a题 3-1”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一环系统有哪些一致的地方和哪些不同之处？上二 作用压力不同：重力循环系统的作用压力：双管系统小P=g H(P n-pB),单管系统:3.50=总的作用压力：%=a ph+a P f ；机械循环系统的f(UP S-1P +Ph+Pf=P,P h、Z X P r 与 P 相比可忽略不计。；.P=PH解:双 管 制:第 一层：R=g h i(P p J=9.8 X 3 X(9 7 7.8 1-9 6 1.9 2)=4 6 7.2 P a第二层：p 2=g h z(P P J=9.8 X 6 X(9 7 7.

36、8 1-9 6 1.9 2)=9 3 4.3 P a但在局部并联管路中进行阻力手段时需考虑重力作用。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：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,(1)计算的主要任务相同：按已知的热煤流量，确定管道的直则管径增大，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，相应运行噪声损失；按已知管道直径和允

37、许压力损失，计算或校核管道中流量。和调节问题也容易得到解决。(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，第四章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4-1 什么是水封？它有什么作用？举出实际管网中应用水封的例路，计算最不利环路的压力损失，对并联支路进行阻力平行。子。不同之处：答：水封是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压的变化，(1)最不利环路平均比摩阻范围不同，室内R 后6 0 1 2 0P a/m,穿方止管内气体进入室内的措施。因此水封的作用主要是抑制排水管外 R 0=4 0-8 0P a/m。内臭气窜入室内，影响室内空气质量。另外，由于水封中静水高度

38、(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，的水压能够抵抗一定的压力，在低压蒸汽管网中有时也可以用水封而室外管网流动状况大多处于阻力平方区。来代替疏水器，限制低压蒸汽逸出管网，但允许凝结水从水封处排(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句凝结水回收管。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。实际管网中应用水封的例子很多，主要集中建筑排水管网，如:(4)沿程阻力在总阻力中所占比例不同，室内可取5 0%,室外可取先练盆、大/小便器等各类卫生器具排水接管上安装的存水弯(水6 0 8 0%。封)。此外，空调末端设备(风机盘管、吊顶或组合式空调器等)3

39、-6 分析管内流速取值对管网设计的影响。凝结水排水管处于空气负压侧时，安装的存水弯可防止送风吸入排答：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水管网内的空气。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1-2讲述建筑排水管网中液气两相流的水力特征？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答：(1)可简化为水气两相流动，属非满管流；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(2)系统内水流具有断续非均匀的特点，水量变化大，排水历 由于流速较高，可能形成“水击”、“水塞”等不利现象，时短，高峰流量时水量可能充满水管断面，有的时间管内又可

40、能全因此应控制流速并及时排除凝结水；是空气，此外流速变化也较剧烈，立管和横管水流速相差较大。系统运动时排气，系统停止运行时补气，以保证系统长期、(3)水流运动时夹带空气一起运动，管内气压波动大；可靠运行。(4)立管和横支管相互影响，立管内水流的运动可能引起横支 凝结水回水方式有重力回水、余压回水、机械回水等多种方管内压力波动，反之亦然；式(回水管段也有少量蒸汽存在)。(5)水流流态与排水量、管径、管材等因素有关；4-7简述保证蒸汽管网正常运行的基本技术思路和技术措施？(6)通水能力与管径、过不断面与管道断面之比、粗糙度等因答：保证蒸汽管网正常运行的基本思路是减少凝结水被高速蒸汽流素相关。裹带，

41、形 成“水塞”和“水击”。主要预防思想包括：减少凝结;4-5空调凝结水管内流动与建筑排水管内流动的共性和差别是什分离水滴；汽液两相同向流动；若两相逆向流动减少，则尽么？量相互作用。可采取的技术措施是：通过保温减少凝结；在供答：共性：均属于液气两相流。汽干管向上拐弯处装耐水击的疏水器分离水滴；设置足够坡度使区别：空调凝结水管在运动时管内水流量变化不大，气压变水汽同向；在两相逆向的情况下，降低蒸汽的速度；在散热器化也不大，而建筑排水管风水量及气压随时间变化都较大；上装自动排气阀，以利于凝水排净，下次启动时不产生水击；汽、空调凝结水管内流速较小，排水管网内流速较大；水逆向时，适当放粗管径；供汽立管从

42、干管上方或下方侧接出，空调凝水管内流动可当成凝结水和空气的流动，排水管避免凝水流入立管；为保证管正常运行，还需适当考虑管网变形内的流动除水和气体外，还有固体。的破坏作用，设置补偿器。4-6汽液两相流管网的基本水力特征是什么？4-8简述室内蒸汽供热管网水力计算的基本方法和主要步骤。答：属蒸汽、凝结水的两相流动；答：蒸汽管网水力计算的基本方法一般采用压损平均法，与热水管流动过程中，由于压力、温度的变化，工质状态参数变化较网大致相同，管网同样存在着沿程阻力和局部阻力。从最不利环路大，会伴随着相态变化；算起，满足锅炉出口蒸汽压力等于流动阻力+用户散热器所需压力。水力计算主要步骤：（1）确定最不利环路；

43、（2）管段编号，统潜数都与环境流体相同；流向从实际开式管网出口流向进口；虚拟各管段长度及热负荷：（3）选定比压降，确定锅炉出口压力；（4管路的管径无限大，流速无限小，流动阻力为零。对最不利环路各管段进行水力计算，依次确定其管径和压损；（5）虚拟管路通过“突然扩大”与开式管网的出口相连，通 过“突对各并联管路进行水力计算，确定其管径和压损；（6）确定各凝燃缩小”与开式管路的进口相连，使虚拟管路与实际开式管路连接管路管径，必要时需计算凝水管路压损并配置相应回水设备，如凝在一起，组成个虚拟的闭式管网，这称为管路的虚拟闭合。虚拟水泵，凝水箱等。闭合时，通过虚拟管路把开式管网的各出口和进口连接起来就构成

44、4-1 5 什么是料气比？料气比的大小对哪些方向有影响？怎样确定虚拟闭合环路。对于多极连接的某一级管网，可在其上下级管网的料气比？分解处虚拟断开，形成虚拟进出口，虚拟进出口的水力和热力参数答：料气比是单位时间内通过管道的物料量与空气量的比值，也称与原分界处开式管网内流体相同，再用虚拟管路将各虚拟进出口逐料气流浓度，料气比的大小关系到系统工作的经济性、可靠性的正连接，形成多个独立的虚拟环路。料量较大小。料气比大，所需送风量小，因而管道设备小动力消耗4T 8枝状管网的环路动力如何计算？环路中的全压有那些来源？如少，在相同的输送风量下输料量大，所以在保证正常运行的前提下，何确定枝状管网需山动力机械（

45、水泵、风机等）提供的全压？力求达到较高的料气比。料气比的确定，受到输送经济性、可 靠 性 答（1）枝状管网的环路动力P 包括作用在环路上的全压巳和重力靠 道 富 匕 鲁 源 7膘系统誉黑验嚣空整用所产生的动力心即尸环路中的全压来源=2070。物料性能好，管道平直，喉管阻力小时;可采用较高的包括：由风机、水泵等动力机械提供。提供的全压大小取决于风机,料气比，反之取用较低值。水泵性能与管网水力特性的耦合状态；由上级管网提供，其全压大4-1 7 什么是虚拟管路？如何进行开式管网的虚拟闭合？小取决于上级管网的水力工况；由压力容器提供，其全压大小取决答：虚拟管路是连接开式管网出口和进口的虚设管路，虚拟管

46、路中于压力容器内的压力特性；由环境流体的动压提供，只能提供在管流体为开式管路中出口和进口高度之间的环境流体，其水力和热力网的真实开口上，大小取决于环境流体动压的大小和开口的流体动力特性。（3）确定环路所需的全压，可根据要求的流量，合理的管内流速，确定环路的管道尺寸，先计算出环路流动阻力 ；再根力的计算方法于其它并联的环路有差异。最不利环路资用动力受流据环路内流体密度与环路空间走向计算出重力作用形成的环路流动动阻力和外部压力影响，其 资 用 动 力 可 按=以+尸。计算。而其P.=空 _ P动力口;环路由风机、水泵等压力源提供的全压为：1 它并联支路资用动力受最不利环路资用动力分配的约束，以此来

47、实4 T 9 什么是最不利环路？确定最不利环路应考虑那些因素？现管网总体的压损平衡（流量分配要求）。任环路与最不利环路答：最不利环路是流体流动阻力最大的环路，或理解成实现设计湘用管段的资用动力，是由最不利环路的资用动力分配确定的。任量分配要求最困难的环路。确定最不利环路应考虑多方面因素，如环路只在其独用管路上有分配资用动力的自由。p 4-2 1 如何计算独用管路的资用压力？独用管路的压损平衡和并联重力作用、局部阻力情况、流量分配要求等。在重力作用看可忽略管路的阻力平衡有何区别？各并联支路局部阻力相当的情况下，最不利环路通常是最远的环路答：（D可按以下步骤计算独用管路的资用压力：（a）根据最不利

48、但不能一概视之，如 在 重 力 作 用 W0的情况下，不应只根据管砂路的资用动力分配，确定共用管路的资用动力，它等于共用管路的长短和局部阻力部件的多少选定最不利环路，而 应 综 合 考 虑 流 动 的 流 动 阻 力 计 算 独 用 管 路 的 资 用 动 力 匕 然重 即，鬻鳖J件多，重力推动作用小（甚至是阻七=&用 按 确 定 的 方 案 将 匕 分 配给独用管路的每一管碍流动）的环路为最不利环路。J4-2 0 如何确定环路的资用动力？最不利环路资用动力的计算方法上段。（d）重复以上步骤确定其它并联环路独用管段的资用动力。其他环路有何差异？（2）独用管路压损平衡指在设计中通过对管路儿何参数

49、（主要是管答：任意环路i 的资用动力 匕.等于环路中外部压力作用？大遵断面尺寸）的调整，改变管内流速，使独用管路在要求的流量下,-加 流动阻力等于资用动力，从而保证管网运行时，独用管路的流量达和重力作用大 小 分 之和，即P=P+P最不利环路资用疆要求值；并联管路阻力平衡指并联管路的动力相等前提下，通过G，3 G，脑整管路尺寸，使各并联管路在各自要求的流量下，计算阻力相等。这样可保证管网运行中，各并联管路的流量分配满足要求。各环路（7）按合理的方案，将资用动力分配给独用管路的每 管段。的独用管路是并联管路，当各环路中重力作用不相同时，这些并联（8）按所分资用动力和设计流量，根 据“压损平衡”，

50、确定各独用管路的动力不相等。因而，它们的流动阻力也不相等。“阻力平衡管段的断面尺寸。只适用于各环路重力作用相等的情况，而“压损平衡”是普遍适用应注意不同流体的枝状管网水力计算的主要区别在于比摩阻的计算的。公式及其计算图表不同，不可乱用。4-2 2简述枝状管网水力计算通用方法。5-2离心式泵与风机的工作原理是什么？主要性能参数有哪些？答：枝状管网都可以按以下步骤进行水力计算：答：离心式泵与风机的工作原理是：当泵与风机的叶轮随原动机的（1）绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标明其空间位置（如超4旋转时，处在叶轮叶片间的流体也随叶轮高速旋转，此时流体受点和终点的空间坐标）和长度，确定设计流量。到离心