流体输配管网第三版重点课后习题及答案

.请在1-4中比较三种类型管网的异同。答：相同点：通常，所有管网配置中都包含管道系统、电源系统、控制装置、终端设备和其他确保管网正常工作的设备附件。不同点：各种管网的流动介质不同。管网具体类型、布局等；各类管网在动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等方面有些不同。随着“说明”过程的进一步推进，还可以概括其他相似之处和差异，例如：相同点：在所有类型的管网中，工作流程的流程均遵循流程能量方程式。各种管网水力计算想法基本相同；每个管网特性曲线均可以表示为 p=sq2pst。在所有类型的管网中，流动阻力的总和等于功率的总和。不同点：不同管网中的介质流速不同。不同的管网可能具有不同的水力学计算的特定要求和方法。例如，当其他管网系统被分析到计算机中时，默认数据输入不同。1-5将开放管网与闭合管网、分支管网和圆形管网中的其他点进行比较。答：开放式管网：管道网络内流动的流体介质直接与大气接触，开放式液体管道网络泵必须克服高空水压头，消耗更多能源。开放式液体管网内部由于与大气直接接触，氧化腐蚀性比封闭管网更严重。封闭管道网络：在管道网络内流动的流体介质与大气没有直接连接，封闭液体管道网络泵通常不需要考虑高度引起的水压头，以消耗比大小相同的开放管道网络更少的能量。废液管网内部与大气隔离，腐蚀性主要结垢，氧化腐蚀比开放式管网轻微。分支管网：在管网的所有段中，流体介质的流动方向是唯一确定的。管网结构相对简单，初期投资相对节约。但是，如果管网某个位置发生错误而导致维护中断，则该点后所有用户都将停止并受到影响。环管网：在管网的一个段中流体介质的流动不固定，可能会根据实际条件发生变化。管网结构比较复杂，初期投资大于枝叶管网。但是，如果在管网的特定位置中断故障修复，用户可以向一个方向供应流体，从而减小事故的影响范围，管网的可靠性可能比枝叶管网高。1-6将建筑环境和设备工程领域的流体传输和分配网络分类如下：提供在项目中应用的每种类型管网的示例。(1)管内流动的介质；(2)动机的本质；(3)管内流体与外部环境的关系；(4)管道流体流动方向的确定；(5)上下管网之间的水力相关性。答：流体传输和分配网络分类如下表：问题编号类型和工程应用实例(1)按流体介质燃气输配管网：燃气输配管网液体传输和分配网络：空调热水和冷水传输网络蒸汽-液体两相流网络：蒸汽加热管网液气两相流网络：建筑排水管网气固两相流网络：气力输送管网(2)根据动态特性重力循环管网：自然通风系统机械循环管网：机械通风系统(3)管内流体与管外环境的关系开放式管网：建筑排水管网闭合管网：热水加热管网(4)根据管内流体流动的确定性分支管网：空调送风管网环形管网：城市中压燃气环形管网(5)上下管网的水力相关性直接连接管网：直接使用城市区域锅炉房的热水加热管网，如图1-3-4、a、b、d、e、f所示间接连接网络：图1-3-4、c、g、h g、h .图2-2图2-1-1表示地下工程中设备的布置，热表示设备是加热物体，冷表示设备是常温物体。为什么热力设备的热量和地下室的脏气体不能很好地从地下室排出？如何改善，有助于地下室的散热和清除脏气？图2-1-1图2-1-2图2-1-3图2-1-4答：这幅画可以视为u形管模型。两轴的空气温度受热源的影响，因此密度很低，不太依赖位置压力，热力设备的热量和脏气体不易从地下室排出。已改进多种方法，包括：(1)将冷热装置分别放置在两端，以便轴内的空气形成更明显的密度差异，如图2-1-2所示。(2)在原始冷物体之间挖另一个通风轴，如图2-1-3所示。(3)如图2-1-4所示，使用强制轴内部气流的机械通风，消除地下室的余热和污浊气体，而不改变与原始设备位置不同的垂直轴。图2-3图2-2，图中的客厅为什么冬天白天更舒服，晚上更不舒服？答：由于白天太阳辐射，阳台区域的空气温度上升，阳台区域的空气密度小于客厅内部的空气密度，因此空气从上方风口流入客厅，从下方通风口进入客厅，形成循环。提高了室温，床在灰风区附近，风速不明显，感到很舒服；夜晚的阳台区域比客厅内部温度低，空气的流动方向反转，冷空气从下面的通风口流入，床位于送风区域，床上的人因比较明显的冷风感而感到不舒服。图2-4是高层建筑浴室的通风示意图。分析一下冬季和夏季机械动力与热压的关系。答：冬季室外空气温度低于通风井内部的空气温度，通过热压使通风井内的空气向上移动，有助于消除气体，此时热压提高了机械动力的通风能力。夏季室外空气温度高于通风井内部空气温度，热压使用通风井内空气向下流动，机械动力的通风能力减弱，不利于浴室排气。简述了2-5均匀送风条件。如何实现这些条件答：根据教材归纳法(2-3-21)排气孔计算送风，m3/h；风口流量系数；风口孔面积，m2；风管静压，pa；送风密度，千克/m3。正如您在此表达式中看到的，实现统一送风的方法有多种：(1)保持风管阻塞区域f和每个出风口区域不变，调整每个出风口流量系数以适应更改。(2)保持送风出风口面积和每个出风口流量系数不变，调整送风管的面积f，以确保管内静压力基本保持不变。(3)保持风管的面积f和每个出风口流量系数不变，并根据管道内的静压变化调整每个出风口孔面积，使其保持不变。(4)增加风管面积f以减少出风口孔面积，同时增加管内静压力，两种合成效果保持不变。在实际应用中，为了均匀送风，通常使用上述(2)方法之一。也就是说，保持每个排气孔的相同规格和形式(适合美观和调节)，并节省供应风管的消耗品。此时，通过确保每个出风口面积、出风口流量系数和出风口处的气流相同，实现均匀空气供应。要实现这些条件，除了使用相同规格的进气口外，两个排气孔之间的动态压力减少等于两个排气孔之间的流动阻力，在这种情况下，两个排气孔之间的静态压力相同。3-1计算范例在3-1中，每个散热器所在回路的作用压力TG=95c，tg1=85c，tg2=80c，TN=70c。问题3-1解决方案：双重规定：第一层：P1=gh1(h-g)=9.83(977.81-961.92)=467.2 pa第二层：p2=gh2(h-g)=9.86(977.81-961.92)=934.3 pa第三层：P3=gh3(h-g)=9 . 88 . 5(977 . 81-961 . 92)=1323.6 pa单一法规：ph=gh3(tg1-TG)gh2(tg2-tg1)gh1(h-G2)=9 . 88 . 5(968 . 65-961.92)9.86(971.83-968.65)9.83(977.81-971.83)=923.4 pa4-11料号的沉淀速度、悬浮速度及运输风速三个概念有何不同？答：材质粒子在重力下垂直向下加速运动。气体垂直上升的阻力也同时起作用，随着预粒子和气体的相对速度增加，朝向垂直向上的阻力增加，保持最终阻力和重力平衡，这是气体的相对移动速度Vt，气体静止时粒子的沉降速度，粒子处于悬浮状态时Vt是使粒子处于悬浮状态的垂直向上气流速度，即悬浮速度。气固两相流的气流速度称为输送风速。运载风速足够大，足以悬浮材料，运输风速导致材料沉降速度和悬浮速度，沉降速度和悬浮速度宏观上与水平风管上的运输风速垂直，垂直风管上与运输风速平行。为了确保正常运输，运输风速大于沉降或悬浮速度，一般运输风速为悬浮速度的2.44.0倍，高密度粘着性物质的510倍。简述了4-12气固两相流的阻力特性和阻力计算的基本方法。答：在气固两相流中，现有材料粒子的运动和粒子和气体之间的速度差异大于单相气流的阻力。对于两相流，流速越低，阻力随着流速的增加而增加。随着流速的增加，粒子转向悬浮运动，总阻力随着流速的增加而减少，流速再次增加，粒子完全停止，均匀分布在恒定风管上，阻力类似于单行气流，随着流速的增加而增加。气固两相流的阻力受材料特性的影响，材料密度高。粘性大，摩擦作用和悬浮速度大，阻力大，粒子分布不均匀，粒子之间的速度差异大，相互碰撞的机会大，阻力也大。阻力计算的基本方法是将两相流和单相流的运动形成视为相同，将材料流视为特殊流体，并使用单相流体的阻力公式计算，因此两相流的阻力可以看作单相流体阻力与材料粒子产生的额外阻力之和。气固两相流必须考虑管道或喷嘴的阻力、加速度阻力、材料的悬浮阻力、材料的上升阻力、管道的摩擦阻力、弯管阻力、设备的局部阻力等多个因素，每个阻力都有相应的计算参数和公式。气固两相流阻力计算通常决定传输风速、材料-气体比率、传输直径和动力装置。在4-13气固两相流水平管道内，材料被什么力悬浮？垂直管道呢？答：在气固两相水平管道中，材料依赖于以下几种作用力：(1)湍流气流垂直方向上速度产生的力；(2)管底粒子上下气体流速不同静压差形成的力；(3)在粒子旋转运动中，叠加在周围循环速度上，形成速度差异导致静态差压在粒子上方和下方产生的重力；(4)不规则颗粒形状引起的空气力垂直分力；(5)粒子之间或粒子和管道壁之间碰撞时接收的垂直分力。在垂直管道内，材料依赖于气流相对速度产生的向上阻力悬浮。4-14气力输送管道中水平管道和垂直管道中哪个需要较大的输送风速？怎么了？答：运输风速是指气-固两相流管中的气流速度，在气动输送管中水平管需要的送川风速大于垂直管需要的送川风速。垂直管道中，气流速度与物料的速度方向一致，气流速度稍大于悬浮速度即可传送，水平管道中，由于物料湍流速度、静压差等诸多因素，因此，为了保证现有速度与输送风速垂直，物料处于悬浮流中，如果正常输送，必须有比悬浮速度大得多的输送风速，物料才能充分悬浮，因此水平管道输送风速较大。4-15材料-气体比例是什么？气体比例的大小会影响哪些方向？如何确定气体比例？答：料号-天然气比率是每单位时间通过管道的原物料数量百分比，也称为气流浓度，与系统作业的经济性和可靠性的供给大小有关。由于送风比例大，所需的送风量小，管道设备的小型功耗小，在相同的送风量下供应更多，因此在确保正常运行的同时，努力实现高材料-空气比例。煤气费的决定受运输经济、可靠性(管道堵塞)和煤气源压力的限制，一般根据经验来决定。低压进气系统，气比=110，循环系统=1左右，高真空进气系统=2070。可以使用材料性能好、直管、管阻力时间、高气体比、低值。5-1离心泵和风扇的基本结构由几部分组成？每个部分的基本功能是什么？A: (1)离心风机的基本结构配置和基本功能：1)叶轮。通常由前、中间、刀片、车轮组成，基本功能是吸入流体、加压流体，以及更改流体流动方向。2)盘柜。由涡壳、入口和风舌等组件组成。蜗壳的作用是收集叶轮排出的气体，引导其进入蜗壳的出口，通过排气口将气体输送到管道或大气。吸风口也称为集风机，气流均匀地充满叶轮入口，使气流损失降到最低。3)进气箱。进气口一般仅用于大型或双进离心风扇，主要将风扇安装在风扇外壳外，便于安装和维护，有助于改善锅炉引风机的轴承运行条件。直接在进气口上安装肘部的风扇，可以在进气口前面安装空气盒，从而减少由于气流不均匀流入叶轮而造成的流动损失。4)前导码。流道内部设备引线，通常用于大型离心风扇或需要特性控制的风扇的进气口或进气口。变更起头讯号刀锋的角度，可以扩充风扇效能、使用范围，并提高调整的经济性。调整大型风扇或要求性能提高风扇、扩展风扇性能、使用范围和调整的经济性。(2)离心泵的基本结构配置和基本功能：1)叶轮。吸入流体，加压流体。2)泵壳。如果将感应流体流动聚集在一起，泵壳的螺旋孔起到充水排出的作用。3)泵站。用于固定泵、耦合泵和底座。4)轴密封装置。用于密封泵壳的轴承穿孔，防止水泄漏或大气渗透。5-2离心泵和风扇的工作原理是什么？主要性能参数是什么？答：离心力泵和风扇在泵和风扇的叶轮沿原动机的轴旋转时，叶轮叶片之间的流体也与叶轮一起高速旋转，此时流体以离心力的方式作用，通过叶片之间的出口拉动叶轮。这些排出的液体进入机器(泵)外壳后，机器(泵)外壳内的流体压力增加，最终排出到引流泵或风扇的排出。与此同时，叶轮中心由流体排出形成真空，外部流体沿着泵或风扇的进口吸入叶轮，流体不断输送。泵(风扇)将持续转换电机电的机械能传递给流体，传递时有能量损失。主要性能参数包括升力(全压力)、流速、有效功率、轴功率、速度、效率等。5-3欧拉方程的理论基础和基本假设是什么？如果实际泵和风扇不能满足基本假设，会产生什么影响？答：欧拉方程的理论基础是粒子系统对特定轴的动量与时间变化率等于作用于该粒子系统的所有外力的合力力矩。欧拉方程的四个基本假设如下：(1)流动是一定的流动。(2)流体是不可压缩的流体。(3)叶轮的叶片数是无限的，叶片厚度是无限的。(4)流动是泵和风扇运转时没有能量损失的理想过程。上述假设中的第一(1)点基本上是有保证的，除非原始同步速度发生变化，第二(2)点对泵完全成立，建筑环境和设备工程领域常用的风扇也几乎成立。点(3)不能在实际泵或风扇上满足。机翼有轴向涡流，提升或总压力减少，电机能耗增加，效率降低。点(4)也不能满足，在流动过程中发生各种损失，结果流量减少，正负电压减少，流体获得的能量小于