流体输配管网.docx

一、流体输配管网的组成：管道，动力装置，调节装置，末端装置及附属装置。通风工程的主要任务：控制室内空气污染物，保证良好的室内空气品质，保护大气环境。通风工程的风管系统分为：1排风系统：排出室内的污染空气；2送风系统：将清洁空气送入室内。空调系统的两个基本功能：控制室内空气污染物浓度和热环境质量。通风空调工程中空气输配管网的装置及管件有：风机，风阀，风口，三通，弯头，变径（形）管，空气处理设备。风阀：截断或开通空气流通的管路，调解或分配管路流量。主要性能：流量特性，全开时的阻力性能，全关闭时的漏风性能。风口基本功能是将气体吸入或排出管网。主要特性是风量特性和阻力特性。储备站：储存必要的燃气量用以调峰；使多种燃气混合，保证用气组分均衡；将燃气加压以保证每个燃气用具前有足够的压力。调压站：将输气管网的压力调节到下一级管网或用户需要的压力；保持调节后的压力稳定。冷热水输配管网系统的形式：1、按循环动力可分为重力循环系统和机械循环系统。2、按水流路径可分为同程式和异程式系统。3、按流量变化可分为定流量和变流量系统。4、按水泵设置可分为单式泵和复式泵系统。5、按与大气接触情况可分为开式和闭式系统。膨胀水箱作用：1、用来储存冷热水系统水温上升使得膨胀水量。2、排气3、恒定水系统的压力。分水器、集水器:便于连接通向各个环路的许多并联管道而设置的，也能起一定程度的均压作用，有利于流量分配和调节、维修和操作。过滤器：设在水系统中的水泵、换热器、孔板等设备的入口管道上，以防止杂质的进入，污染和堵塞这些设备。枝状官网与环状管网的区别：枝状官网不具有后备供热能的性能。当供热管网某处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。放气、排水装置：为便于热水管道顺利放气和在运行或检修时排净管道的存水，地下敷设供热管道的坡度应不小于0.002，同时，应配置相应的放气、排水装置。补偿器：为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，已补偿管道的热伸长，从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。蒸汽管网较之单相流管网有以下特点：单相流管网内流体状态参数变化小，没有相变产生。蒸汽管网内，蒸汽状态参数变化大，往往伴相态变化；当沸点降到凝结水温度以下时，部分凝结水重新气化，形成气液两相流。蒸汽采暖分类（按供气压力大小）：供气的表压力高于70kpa时，称为高压蒸汽采暖；小于等于70kpa时，称为低压蒸汽采暖；当系统中的压力低于大气压力时，称为真空蒸汽采暖。蒸汽疏水器：阻止蒸汽逸漏，迅速排走用热设备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。减压阀：对蒸汽进行节流而达到减压目的，并能自动地将阀后压力维持在一定范围内。二次蒸发箱：将室内各用气设备排出的凝水，在较低压力下分离出一部分二次蒸汽，并将低压的二次蒸汽输送到热用户利用。管网之间的连接方式分为直接连接和间接连接。直接连接管网之间水力相关、热力相关。间接连接管网之间水力无关，热力相关。二、水力计算的基本理论依据是流体力学一元流动连续性方程和能量方程及串、并联管路流动规律。流动动力等于管网总阻力，若干管段串联后的阻力等于各管端阻力之和。常用水力计算方法：1、假定流速法 特点：先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需要输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管段阻力，得出需要的动力2、压损平均法 特点：将一定的总资用动力，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3、静压复得法 特点：通过改变管段断面尺寸，降低流速，克服管段阻力，维持所要求的管内静压流量当量直径：设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管的空气流量相等，并且单位长度摩擦阻力也相等，则该圆形风管的直径就称为矩形风管的流量当量直径并联管路阻力平衡：为保证各管路达到预期的风量，在水力计算中，应使并联管路在预期风量时的计算阻力相等。工程上允许两并联管路的计算管路的计算阻力存在一定的偏差，一般不超过15%，含尘风管应不超过10%。实现均匀送风的基本条件：要使各侧孔的送风量保持相等，必须保证各侧孔的静压Pj和流量系数u相等，要使出口气流尽量保持垂直。三、液体管网与气体管网的根本区别在于管内液体的密度是管外气体密度的1000倍左右。另一个区别是，空气的渗入会严重影响管内液体的正常流动。垂直失调：在采暖建筑内，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。在双管系统中的垂直失调是由于各层所在环路的循环作用动力不同而引起；单管系统中的垂直失调是由于各层散热器的传热系数K随各层散热器平均计算温度差的变化程度不同而引起的。重力循环的作用动力大小和方向取决于整个管网内的沿程温度分布，机械循环的动力是从水泵所在位置输入的，动力方向由水泵出口方向决定。室内热水采暖管网，空调冷冻水管网和给水管网流动几乎都处于紊流过渡区，室外管网大多处于阻力平方区。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，显然前者大得多四、二次蒸汽：从散热器设备流出的饱和凝结水，通过疏水器后，凝结水管路中压力下降，沸点降低，部分凝水重新气化形成“二次蒸汽”，以两相流的状态在管路内流动。水击：在阀门、拐弯等处，流动方向改变时，惯量远大于蒸汽的水滴或水塞，难以改变方向，在高速下与管件或管子撞击，产生“水击”。为减轻水击现象，水平敷设的供气管路必须具有足够的坡度并尽可能保持汽、水同向流动。余压回水：利用疏水器后的余压输送凝水的方式。资用压力：靠锅炉出口蒸汽本身的压力。Rm：每米管长的沿程压力损失（比摩阻）沉降速度和悬浮速度：若气体处于静止状态，则vf是颗粒的沉降速度；若颗粒处于悬浮状态，则vf是使颗粒处于悬浮状态的竖直向上的气流速度，称为颗粒的悬浮速度。输送风速：气固两相流管中的气流速度。输料管内气固两相流的运动状态是随气流速度和料气比的不同而改变的。当气流速度逐渐降低，物料与气体质量比值（料气比）逐渐增大时，水平管内的气固两相流将分别呈以下几种状态：1、悬浮流2、底密流3、疏密流4、停滞流5、部分流6、柱塞流枝状官网的基本水利特征是其流向的唯一性。环路中的全压来源：1、由风机、水泵等动力机械提供。2、由上级官网提供。3、由压力容器提供。4、由环境流体的动压提供。共同特点：提供在环路的一个断面上，作用于整个环路，若全压的作用断面在共用管路上，所有共用该管路的环路都将受到同样的全压动力。若不同环路中的流体密度分布不同，即各环路的独用管段内的流体密度分布不同，则其重力形成的环路动力一般也不相同。压损平衡：通过对管路几何参数（主要是管道断面尺寸）的调整，改变管内流速，使独用管路在要求的流量下，流动阻力等于资用动力，从而保证管网运行时，独用管路的流量达到要求值。五、泵与风机的不同点：1、泵壳顶上设有充气和放气的螺孔，以便在水泵启动前用来充气和排走泵壳内的空气。2、在轴与泵之间的间隙处设置密封装置，称之为轴封。泵与风机的损失与效率：1、流动损失:根本原因在于流体具有粘滞性；改变了叶片传给流体的理论功，并且使进口相对速度大小和方向改变，影响气流角和叶片进口安装角的一致性，使理论扬程下降。2、泄露损失：静止元件与转动部件之间必然存在一定的间隙。随着泄漏的出现既导致出口流量降低又无益地耗功。3、轮阻损失：因为流体具有粘性，当叶轮旋转时引起了流体与叶轮前、后盘外侧和轮缘与周围流体的摩擦损失。性能曲线相似率六、广义和狭义的关键不在于管网的开、闭，而是管网输送流体时，重力作用能否忽略不计。闭合管网内，当重力作用不能忽略时，其特性曲线也是广义的。影响官网特性曲线的形状的决定因素是阻抗S。S越大，曲线越陡。效应管道长度：自风机出口界面不规则的速度分布，到管道内气流速度规则分布的截面之间的管段长度。为避免能量损失，不应在此长度内安装形状突变的管件或设备。计算100%的效应管道长度：如果风速是12.5m/s以下取2.5倍管径为长度，那么风速每增加5m/s，长度增加1倍管径。运行工况点：泵、风机在管网中的实际性能曲线和管网特性曲线的交点。喘振：当风机在非稳定工作去运行时，可能出现一会儿有风机输出流体，一会儿流体由管网中向风机内部倒流的现象。喘振现象发生后，设备运行的声音发生突变，流量、压头急剧波动，并发生强烈振动。如果不及时停机或采取措施消除，将会造成严重破坏。喘振的防治方法：1、尽量避免设备在非稳定区工作。2、采用旁通或放空法。3、增速节流法。泵、风机的并联工作：1、只开一台设备时的流量大于并联机组运行时一台设备的流量。2、管网特性曲线越平坦（即阻抗s越小），并联增加的流量越大。因此管网特性曲线较陡时，因而效果越差。不宜采用并联工作。3、随着并联台数的增多，每并联上一台设备所增加的流量愈小，因而效果越差。泵、风机的串联工作：1、两台设备串联工作时压头增加了，但没增加到两倍。2、串联后流量也增加了，这是因为总压头增加使管路中流体速度加大，流量随之增加。3、泵、风机性能曲线愈平坦，串联后增加的压头和流量愈大，愈适于串联工作。改变管网特性曲线的常用方法：改变管网中的阀门开启程度，从而改变管网的阻力特性，使管网特性曲线变陡或变缓，从而移动泵、风机的工况点，达到调节流量的目的。变速调节：泵与风机的变速即改变其转数。变速方法：改变电机转数 调换皮带轮 采用液力联轴器 水泵的气穴和气蚀现象：当液体在泵内流动时，液体内的压力P降低到某一临界值Pk。（饱和蒸汽压力或汽化压力P。）时，液体就会出现汽化，产生无数充满蒸汽和气体的气泡，液体的连续性遭到破坏，这种因压力降低而形成气相的过程，称为气穴（空化）现象。当气泡随着液体到达高压区后，气泡溃灭并对边壁材料产生机械破坏、化学腐蚀以及电化作用的损伤和破坏，称为气蚀（空蚀）。水泵的安装高度：指水泵吸入口轴线与吸液池的最低液面的高差。吸水管路的基本要求：不漏气 不积气 不吸气压出管路的连接：坚固而不漏水，通常采用钢管，并尽量采用焊接接口，为便于拆装与检修，在适当地点应设法兰连接。风机进口装置：风机入口管以平直管段为佳，对于变径入口管，应尽量采用较小的渐扩管，要避免采用突扩管和突缩管，以免气流速度和方向的突然变化。七膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度，而膨胀水箱的膨胀管又连接在靠近循环水泵进出口侧，就可以保证整个系统无论在运行或停运时，各点的压力都超过大气压力。这样系统就不会出现负压，避免了液体气化或吸入空气。常用的定压方式：1、高位水箱定压方式。2、补给水泵定压方式：（1）不给水泵连续补水定压方式 (2)补给水泵间歇补水定压方式 （3）旁通管定压点补水定压方式 （4）变频调速泵补水方式 3、气体定压：（1）气水接触式 （2）隔膜式 4、蒸汽定压：调节阀的流量特性：指流体介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的特定关系。可分为：1、直线流量特性2、等百分比流量特性3、快开流量特性4、抛物线流量特性