《流体输配管网》复习课PPT课件

-,1,第一章流体输配管网型式与装置,1.1举例认识管网,1.2小结,排烟管网；燃气管网；热水采暖管网；蒸汽采暖管网；气力输送管网；建筑给水管网；建筑排水管网。-熟悉各种管网的组成及特点。,管网的基本功能与基本组成；管网的分类：开、闭管网；支、环状管网；同、异程管网,-,2,第二章泵与风机的理论基础,2.1离心式泵与风机的基本结构,2.2离心式泵与风机的工作原理及性能参数,2.3离心式泵与风机的基本方程欧拉方程,2.4泵与风机的损失与效率,2.5性能曲线及叶型对性能的影响,2.6相似率与比转数,-,3,2.1离心式泵与风机的基本结构,-离心式风机、泵的基本结构：叶片结构,2.2离心式泵与风机的工作原理及性能参数,-离心式泵与风机的工作原理,-离心式泵与风机的性能参数：流量Q；扬程H/全压P；功率（有效功率Ne；轴功率N）；效率；转速。,back,-,4,2.3离心式泵与风机的基本方程欧拉方程,-绝对速度与相对速度、牵连速度概念及相互关系（包括计算）；-流体在叶轮中运动的速度三角形；-欧拉方程：假定条件；方程具体形式及其物理意义（包括计算）。,back,-,5,2.4泵与风机的损失与效率,-流动损失产生原因与流动效率概念；-泄漏损失与泄漏效率；-轮阻损失与轮阻效率；-有效功率、内功率、轴功率；-效率：内效率、机械传动效率、全压效率。,back,-,6,2.5性能曲线及叶型对性能的影响,-性能曲线概念；-HT-QT、NT-QT曲线及叶型对性能的影响；-泵与风机的实际性能曲线；-前向、后向叶轮离心风机的实际性能曲线。,back,-,7,2.6相似率与比转数,-相似条件；-流量系数、全压系数、功率系数、比转数；-泵与风机的类型特性曲线。,back,-,8,第三章流体输配管网水力特征与计算,3.1气体输配管网水力特征与计算3.2液体输配管网水力特征与计算,-,9,3.1气体输配管网水力特征与计算,-气体管流水力特征：气体重力管流的水力特征；气体压力管流水力特征；压力和重力综合作用下的气体管流水力特征；-流体输配管网水力计算的基本原理和方法：设计、校核计算；水力计算的基本原理；摩阻、局部阻力计算；假定流速法、压损平均法、静压复得法。,back,-,10,3.1气体输配管网水力特征与计算,-气体输配管网水力计算：系统轴测图；最不利回路（虚拟管路、公用及独用管路）；当量直径；压损平衡（独用和并联管路）；管网阻力特性曲线方程。-均匀送风管道设计：基本概念（动、静压差产生的流速、出口实际流速、平均流速、出流角、孔口流出风量）；实现均匀送风的基本条件及措施。,back,-,11,3.2液体输配管网水力特征与计算,-重力循环液体管网工作原理与水力特征：并联管路的水力特征（双管系统的垂直失调）；串联管路的水力特征（单管系统的垂直失调）。-机械循环液体管网工作原理与水力特征：机械循环流动的能量方程；计算方法。,back,-,12,3.2液体输配管网水力特征与计算,-重力循环液体管网工作原理与水力特征：并联管路的水力特征（双管系统的垂直失调）；串联管路的水力特征（单管系统的垂直失调）；具体计算。-机械循环液体管网工作原理与水力特征：机械循环流动的能量方程；计算方法。,back,-,13,第四章流体输配管网水力特征与计算,4.1液气两相流管网水力特征与水力计算,4.2汽液两相流管网水力特征与水力计算,4.3气固两相流管网水力特征与水力计算,-,14,4.1液气两相流管网水力特征与水力计算,-液气两相流管网水力特征：排水流动特点及水封；横立水管流动状态及管内压力；终限速度和长度；串联管路的水力特征（单管系统的垂直失调）。-建筑排水管网的水力计算：横水管设计规定；立管种类。,back,-,15,4.2汽液两相流管网水力特征与水力计算,-室内蒸汽管路系统的基本形式：室内蒸汽管网系统组成（干式和湿式凝水管）；室内蒸汽管网系统的基本形式（重力、机械回水低压及中压）。-蒸汽管路系统的水力特征：包括水塞、水击及二次汽化概念；蒸汽散热器和管道内凝结状态。,back,-,16,4.3气固两相流管网水力特征与水力计算,-气固两相流中物料的运动状态：竖直和水平管内，侧重于水平管内的物料运动状态。-气固两相流的几个重要概念：沉降速度、悬浮速度、临界流速、输送风速、物料速度、速比、料气比。-气固两相流管网水力计算：阻力处理方法、总阻力、两相流阻力与流速的关系。,back,-,17,第五章泵、风机与管网系统的匹配,5.1泵、风机在管网系统中的工作状态点5.2泵、风机的工况调节5.3泵、风机的安装位置5.4泵、风机的选用,-,18,5.1泵、风机在管网系统中的工作状态点,-管网特性曲线：广义、狭义管网特性曲线；管网特性曲线的影响因素。-管网系统对泵、风机性能的影响：系统效应、效应管道长度；系统效应曲线。-泵、风机在管网系统中的工作状态点：工作状态点、稳定及非稳定工作区、喘振。-管网系统中泵、风机的联合运行：并、串方式基本特征及规律性；各种分析计算。,back,-,19,5.2泵、风机的工况调节,-调节管网系统特性：液体管网系统特性调节；气体管网系统特性调节。-调节泵、风机的性能：变速调节；进口导流器调节；切削叶轮调节（第一、二切削律）。,back,-,20,5.3泵、风机的安装位置,-水泵的气穴和气蚀现象：气穴和气蚀定义、产生原因及防治措施。-泵的安装高度：吸上真空高度、安装高度、气蚀余量；泵与管网的连接；风机与管网的连接。,back,-,21,5.4泵、风机的选用,-泵的选用原则；风机的选用原则；泵、风机的选用步骤。,back,-,22,6.1管网系统压力分布,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.4管网系统水力平衡调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.5环状管网系统水力工况分析及调节,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,-,23,Pipenetforfluidsupply,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,（1）液体管流能量方程及压头表达式,6.1管网系统压力分布,-,24,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,等径管的一般管流能量分布示意图,-,25,Pipenetforfluidsupply,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,（2）气体管流能量方程及压力表达式,忽略位压时：,单位Pa,-,26,Pipenetforfluidsupply,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.1.2管网压力分布图,在液体管路中，将各点的测压管水头高度顺次连接起来形成的线，称为水压曲线，它可直观地表达管路中液静压的分布状况，也称其为水压图。作用：a.确定管道中任何一点的静压值。b.表示出各管段的压力损失值。c.确定管段的单位管长平均压降的大小。,（1）液体管网压力分布图-水压图,-,27,室内热水供暖管网的水压图,系统工作时的水压图：动水压图,-,28,水箱连在系统供水干管上的水压图,在机械循环热水供暖系统中，应将膨胀水箱的膨胀管连接于循环泵吸入侧的回水管上。,-,29,（2）气体管网压力分布图,有沿程和局部阻力的通风管路压力分布图,-,30,Pipenetforfluidsupply,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.1.3吸入式管网的压力分布特性分析,a.风机吸入段的全压和静压均为负值，在风机入口负压最大。b.在吸入管段中静压绝对值为全压绝对值与动压值之和。c.风机提供的全压等于风机进出口的全压差，也等于整个管网的压力损失（包括出口压力损失）。,（1）气体吸收式管网特性,-,31,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,（2）液体吸入式管网的压力分布特性,自由液面与泵的进口安装真空表处1-1断面的能量方程：,自由液面叶片入口稍前0-0断面的能量方程：,叶片入口稍前0-0断面泵内压力最低点k断面的相对运动能量方程：,-,32,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,联立1-3式解得，吸水管路（自由液面泵内压力最低点）的能量关系：,（2）液体吸入式管网的压力分布特性,-,33,-,34,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.1.4水压图在液体管网设计中的重要作用,（1）热水网路压力状况的基本技术要求a.不超压。b.不汽化。c.不倒空。d.不吸气。e.满足采暖用户的连接的要求。关键：静水压线的确定。,以室外供热管网为例,-,35,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,（2）热网水压图设计,作位置图，定基准面，标注房屋标高等。定静水压线。绘制回水管动水压线。绘制供水管动水压线。确定循环水泵的扬程。确定用户的连接方式。注意：“动水压线”不是“动压线”。,-,36,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.1.5管网系统的定压,-选定的静水压线位置靠系统所采用的定压方式来保证。也可以说，定压方式决定了管网系统的静水压线，对系统的压力工况有决定性的影响。,-常用定压方式（1）高位水箱定压方式（2）补给水泵定压方式a.补给水泵连续补水定压方式b.补给水泵间歇补水定压方式（3）气体定压,-,37,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.1.5管网系统的定压,（1）高位水箱定压方式常用于给水管网系统、消防管网系统和热水管网系统中。,室内热水供暖管网的水压图,-,38,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.1调节阀的节流原理,调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。调节阀的流通能力：,Q-调节阀接管内的流体流量，m3/h；p1、p2-分别为调节阀前后的压力，Pa；,-流体密度，kg/m3。,-,39,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.1调节阀的节流原理,对于某一种类规格的调节阀，其允许流通能力随开度而变化，在某一开度下流通能力为定值，通过的流量取决于阀前后的作用压差。,调节阀的流通能力与阻抗S关系：,-,40,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.2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。,（1）调节阀的流量特性,-,41,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.2调节阀的流量特性,典型的4种理想流量特性类型：直线、等百分比(对数)、快开和抛物线流量特性。,（2）理想流量特性(固有流量特性),-,42,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.2调节阀的流量特性,调节阀的工作流量特性是指调节阀在前后压差随负荷变化的工作条件下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系。直通调节阀有串联管道时的工作流量特性。分析条件：调节阀与其串联管道组成的系统两端总压差一定。,（3）调节阀的工作流量特性,-,43,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.2调节阀的流量特性,（4）直通调节阀的实际可调比,调节阀在实际使用中，由于调节阀上压差随着串联管道阻力改变或打开调节阀旁路（并联管道），使调节阀的可调比改变，这时调节阀实际所能控制的最大流量与最小流量的比值称为实际可调比。,-,44,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.3调节阀的选择,（1）调节阀流量特性的选择,调节阀流量特性的选择既要考虑流量特性又要考虑经济性。阀权度Sv值越大，工作流量特性越接近理想流量特性。但从经济观点出发，Sv值又不宜过大，这样可以减小管网压力损失，节省运行能耗。一般在设计中Sv0.30.5是较合适的。,-,45,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.2调节阀的节流原理与流量特性,6.2.3调节阀的选择,（2）调节阀口径的选择计算,一般液体的C值计算,-,46,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.1管网水力失调、水力稳定性,（1）管网水力失调的概念管网系统的流体在流动过程中，往往由于多种原因，使网路中某些管段的流量分配不符合设计值。这种管网系统中的管段实际流量与设计流量的不一致性，称为水力失调。,水力失调度,实际流量,设计流量,-,47,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.1管网水力失调、水力稳定性,（2）产生管网水力失调的原因A.管网中流体流动的动力源（一般为风机、泵及重力差等）提供的能量与设计不符。B.管网的流动阻力特性发生变化。,-,48,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.1管网水力失调、水力稳定性,（3）管网水力稳定性为避免或减小管网系统因水力失调产生的不利影响，在管网系统的设计和运行中，希望其流量稳定在或接近原有的水平上。管网的这种性能，即在管网中各个管段或用户，在其他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。,-,49,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.2管网系统水力工况的分析方法,（1）管网系统水力工况分析的基本原理,在串联管段中，串联管段的总阻抗为各串联管段阻抗之和：,-,50,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.2管网系统水力工况的分析方法,（1）管网系统水力工况分析的基本原理,在并联管段中，并联管段的总阻抗和各管段阻抗关系,-,51,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.2管网系统水力工况的分析方法,（1）管网系统水力工况分析的基本原理,利用图解法或计算法，确定循环水泵的工作点，求出泵输出的总流量,-,52,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3枝状管网系统水力工况分析及调节,6.3.2管网系统水力工况的分析方法,（2）管网系统水力工况分析方法,用户1处,-,53,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3.2管网系统水力工况的分析方法,（2）管网系统水力工况分析方法,第m个用户的相对流量比,-,54,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3.2管网系统水力工况的分析方法,（2）管网系统水力工况分析方法,1）阀门A节流（阀门关小）的水力工况,2）阀门B节流的水力工况,3）阀门C关闭的水力工况,4）热水网路未进行初调节的水力工况,-,55,第6章枝状与环状管网系统水力工况分析及调节,6.3.3提高官网水力稳定性的途径与方法,一个用户可能的最大流量出现在其他用户全部关闭时。,一个用户可能的最大流量计算式,水力稳定性,-,56,第6章枝状与环状管网