流体输配管网复习重点资料课件

1、试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装作的其它附属设备。 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。 比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。 答：开式管网：管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，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

2、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，该点以后用户可通过令一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。简述实现均匀送风的条件。怎样实现这些条件？ 答：根据教材推导式（2-3-21）式中从该表达式可以看出，要实现均匀送风，可以有以下多种方式：（1）保持送风管断面积

3、F和各送风口面积f0不变，调整各送风口流量系数，使之适应Pj 的变化，维持L0 不变；（2）保持送风各送风口面积f0 和各送风口流量系数不变，调整送风管的面积F，使管内静压Pj基本不变，维持L0不变；（3）保持送风管的面积F和各送风口流量系数不变，根据管内静压Pj 的变化，调整各送风口孔口面积f0，维持L0不变；（4）增大送风管面积F，使管内静压Pj 增大，同时减小送风口孔口面积f0，二者的综合效果是维持L0不变。实际应用中，要实现均匀送风，通常采用以上第（2）中种方式，即保持了各送风口的同一规格和形式（有利于美观和调节），又可以节省送风管的耗材，此时实现均匀送风的条件就是保证各送风口面积f0

4、 、送风口流量系数、送风口处管内静压Pj 均相等。什么是水封？它有什么作用？举出实际管网中应用水封的例子。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，防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向凝结水回收管。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：洗练盆、大/小便器等各类卫生器具排水接管上安装的存水弯（水封）。此外，空调末端设备（风机盘管、吊顶或组合式空调器等）凝结水排水管处于

5、空气负压侧时，安装的存水弯可防止送风吸入排水管网内的空气。.提高排水管排水能力的关键在哪里？有哪些技术措施？ 答：提高排水管排水能力的关键是分析立管内压力变化规律，找出影响立管压力变化的因素。进而想办法稳定管内压力，保证排水畅通。技术措施可以调整管径；在管径一定时，调整、改变终限流速和水舌阻力系数。减小终限流速可以通过（1）增加管内壁粗糙度；（2）立管上隔一定距离设乙字弯；（3）利用横支管与立管连接的特殊构造，发生溅水现象；（4）由横支管排出的水流沿切线方向进入立管；（5）对立管内壁作特殊处理，增加水与管内壁的附着力。减小水舌阻力系数，可以通过改变水舌形状，或向负压区补充的空气不经水舌两种途径

6、，措施（1）设置专用通气立管；（2）在横支管上设单路进气阀；（3）在排水横管与立管连接处的立管内设置挡板；（4）将排水立管内壁作成有螺旋线导流突起；（5）排水立管轴线与横支管轴线错开半个管径连接；（6）一般建筑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。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：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轴旋转时，处在叶轮叶片间的流体也随叶轮高速旋转，此时流体受到离心力的作用，经叶片间出口被甩出叶轮。这些被甩出的流体挤入机（泵）壳后，机（泵）壳内流体压强增高，最后被导向泵或风机的出口排出。与此同时，叶轮中心由于流体被甩出而形成

7、真空，外界的流体沿泵或风机的进口被吸入叶轮，如此源源不断地输送流体。泵（风机）不断将电机电能转变的机械能，传递给流体，传递中有能量损失。主要性能参数有：扬程H（全压P）、流量Q 、有效功率Ne 、轴功率N 、转速n、效率等。离心式泵或风机相似的条件是什么？什么是相似工况？两台水泵（风机）达到相似工况的条件是什么？  答：离心式泵与风机相似的条件是：1）几何相似。即一系列的泵（或风机）的各过流部件相应的线尺寸（同名尺寸）间的比值相等，相应的角度也相等。2）动力相似。在泵与风机内部，主要考虑惯性力和粘性力的影响，故要求对应点的惯性力与粘性力的比值相等，即雷诺数相等。而当雷诺数很

8、大，对应的流动状况均处于自模区时，则不要求雷诺数相等。3）运动相似。对于几何相似的泵（或风机）， 如果雷诺数相等或流动处于雷诺自模区， 则在叶片入口速度三角形相似，也即流量系数相等时，流动过程相似。当两泵（或风机）的流动过程相似时，对应的工况为相似工况。在上述条件下，不同的泵（或风机）的工况为相似工况，性能参数之间满足相似律关系式。 应用相似律应满足什么条件？“相似风机不论在何种工况下运行，都满足相似律。”“同一台泵或风机在同一个转速下运转时，各工况（即一条性能曲线上的多个点）满足相似律”。这些说法是否正确？  答：应用相似律应满足的条件是泵（

9、或风机）的工况为相似工况。即要求泵（或风机）几何相似、流动状态的雷诺数相等（或流动均处于雷诺自模区）、流量系数相等。根据相似律应用的条件，“相似风机不论在何种工况下运行，都满足相似律”这种说法显然是错误的，“同一台泵或风机在同一个转速下运转时，各工况（即一条性能曲线上的多个点）满足相似律”的说法也不正确。因为一条性能曲线上的多个工况点之间无法达到流量系数相等，即叶片入口速度三角形不相似，流动过程不相似。为什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？  答：若水泵内部压力最低值低于被输送液体工作温度下的气化压力，则会发生气蚀现象，使水泵损坏。水泵的安装

10、位置距吸水面的高度对水泵内部的压力有直接影响，为避免发生气蚀现象，需要考虑水泵的安装高度，保证水泵内压力最低点的压力Pk 高于工作温度对应的饱和蒸汽压力，且应保证一定的富裕值。 对于有些轴流泵，或管网系统输送的是温度较高的液体（例如供热管网、锅炉给水和蒸汽管网的凝结水等管网系统），对应温度下的液体汽化压力较高；或吸液池面压力低于大气压而具有一定的真空度，此时，水泵叶轮往往需要安装在吸水池水面以下。 什么是水力失调？怎样克服水力失调？   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

11、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。要实现均匀送风，可采取以下措施：（1）送风管断面积F和孔口面积f0不变时，管内静压会不断增大，在孔口上设置不同的阻体，使不同的孔口具有不同的阻力（即改变流量系数）（2）孔口面积f0和U值不变时，可采用锥形风管改变送风管断面积，使管内静压基本保持不变（3）送风管断面积F及孔口U值不变时，可根据管内

12、静压变化改变孔口面积f0（4）增加送风管断面积F，减小孔口面积f0 什么叫均匀送风实现均匀送风的基本条件根据工业与民用建筑的使用要求，有时将等量的空气沿通风空调系统的风管侧壁成排的孔口或短管均匀送出，使送风房间得到均匀的空气分布，称均匀送风。条件：1）保持各侧孔静压相等；2）保持各侧孔流量系数相等；3）增大出流角。选择题（每题 分，共 分）1、关于比摩阻R，论述正确的有（a）A比摩阻即每米管长的沿程压力损失B比摩阻即每米管长的压力损失C比摩阻与流量无关D比摩阻与管径无关2、以下哪种情况时，用户采暖系统与热力网的连接方式可采用直接连接（c ）。A建筑物采暖系统高度高于热力网水压图动水压

13、线B建筑物采暖系统高度高于热力网水压图静水压线C热力网资用压头高于用户采暖系统的阻力D采暖系统承压能力低于热力网静水压力3、如下图所示，供回水温度95/70，h1=3.2m，h2 = h3 = 3.0m，Q1 = 700W，Q2 = 600W，Q3 = 800W，则流出第三层散热器管路的水温为（ c ）。A70B78.3C85.5D904、网路正常工况时水压图和各热用户的流量如下图，则用户3之后的网路总阻抗为（a ）Pa/(m3/h)2。A7.5B15C38.7D15005、如下图所示，设h1 = 3.2m，h2 = h3 = 3.0m，供回水温度95/70，Q1 = 700W，Q2 = 60

14、0W，Q3 = 800W，相应供回水密度为961.92kg/m3，977.81kg/m3，则第三层与底层循环环路的作用压差为（ b ）。A498.8PaB935.3PaC966.5PaD1434.1Pa6、关于热用户的水力失调度，以下论述中正确的是（a ）。A热用户的水力失调度，为实际流量与规定流量的比值B热用户的水力失调度，为规定流量与实际流量的比值C热用户的水力失调度越大，水力稳定性越好D热用户的水力失调度越小，水力稳定性越好7、消火栓给水系统管道内水流速度不宜大于（a ）。A2.5m/sB1.5m/sC3.5m/sD4.5m/s8、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

15、（a）A、紊流过渡区B、阻力平方区C、水力光滑区D、层流区9、室外热水管网内的流动大都处于（B）A、紊流过渡区B、阻力平方区C、水力光滑区D、层流区10、在并联管路上，（A）A、各分支管段的流量分配与其通导数成正比B、各分支管段的流量分配与其通导数成反比C、各分支管段的流量分配与其通导数的倒数成正比D、各分支管段的流量分配与其阻抗系数成正比11、在串联管路上，（c）A、总流量为各管段流量的和B、总通导数为各管段的通导数之和C、总阻抗系数为各管段的阻抗系数之和D、总阻抗系数的倒数为各管段的阻抗系数的倒数之和12、以下哪个与膨胀水箱连接的管路要设阀门（d）A、膨胀管B、循环管C、溢流管D、信号管（

16、即检查管）13、疏水器的作用（D）A、定压B、减压C、排除蒸汽D、排除系统中的凝水和不凝性气体14、供气的表压力高于：（a） 称为高压蒸汽供暖A、70KPaB、80KPaC、90KPaD、100Kpa15、热水热力网供水管道任何一点的压力不应低于供热介质的汽化压力，并应留（D）的富裕压力。A、1020KPaB、2030KPaC、3060KPaD、3050Kpa16、关于热用户的水力稳定性系数，以下论述中正确的是（B ）。A热用户的水力稳定性系数，为可能达到的最大流量和规定流量的比值B热用户的水力稳定性系数，为规定流量与可能达到的最大流量的比值C热用户的水力稳定性系数为规定流量和实际流量的比值D

17、热用户的水力稳定性系数为实际流量和规定流量的比值17、提高热水网络水力稳定性的主要方法（A）A、相对减少网络干管的压降B、相对增大网络干管的压降C、相对减少用户系统的压降D、相对减少用户系统的流量18、关于热用户水力稳定性的论述，错误的是（B）A、网络干管直径越大，热用户的水力稳定性越好B、网络干管直径越小，热用户的水力稳定性越好C、网络干管直径越小，热用户的水力稳定性越差D、热用户的管径越大，热用户的水力稳定性越差19、已知两并联管路的阻抗系数分别为15Pa/（kg/h）2和30Pa/（kg/h）2，则其流量分配比为（d）A、1：2B、2：1C、0.69：1D、1.414：120、关于网路中

18、各管段的阻抗系数论述，不正确的是（C）A、取决于管段的长度B、取决于管段的直径C、取决于管段内的流量D、取决于管壁的粗糙度21、民用建筑热水采暖系统，管道热媒流速，最大不应超过（b）A、1m/sB、1.5m/sC、2m/sD、2.5m/s22、工业建筑热水采暖系统，管道中热媒流速，最大不应超过（D）A、1m/sB、1.5m/sC、2m/sD、3m/s23、空气冷却器中冷媒的流速，宜采用（C）A、0.21m/sB、0.31.2m/sC、0.61.5m/sD、12m/s24、生活给水管道内的水流速度不宜大于（a ）。A2m/sB1m/sC2.5m/sD5m/s25、采暖空调水系统常采用闭式系统是因

19、为水泵的扬程较-，投资，运行费用。（A）A小，低，少B大，低，少C小，高，少D小，低，多26、闭式水系统的定压点宜设在，定压点最低压力应系统最高点压力。（C）A循环水泵的出水处，高于B循环水泵的出水处，低于C循环水泵的吸水处，高于D循环水泵的吸水处，低于27、有一通风系统，其风机工作点在A点（如图所示），如要求将工作点调节到B点，可采用。（ D ）A增大管路阻力 B改变风机转速 C增大电机功率 D同时采用A、B两项措施 28、前向叶型的风机或泵的总的扬程较，能量损失，效率，（B）A小，小，高B大，大，低C大，小，高D小，大，低29、泵在闭合环路管网上工作时，其所须扬程等于（A）A环路的流动阻力

20、B环路的最高点与最低点的高差与整个管路系统的阻力损失之和C补水池与压力容器的高差、整个管路系统的阻力损失以及压力容器相对压力之和。D上下两水池液面的高差与整个管路系统的阻力损失之和30、泵在开式管网上工作时，其所须扬程等于（D）A环路的流动阻力B环路的最高点与最低点的高差与整个管路系统的阻力损失之和C补水池与压力容器的高差、整个管路系统的阻力损失以及压力容器相对压力之和。D上下两水池液面的高差与整个管路系统的阻力损失之和31、查取矩形风管的比摩阻时，必须用（A）A流速当量直径和流速B流速当量直径和流量C流量当量直径和流速D不是以上三种办法32、一般空调系统带有冷却塔的冷却水系统是（B）A闭式系

21、统B开式系统C介于闭式和开式之间D既非闭式也开式33、一般空调系统的冷冻水系统是（A）A闭式系统B开式系统C介于闭式和开式之间D既非闭式也开式34、一般闭式水系统中的开式膨胀水箱安装在（D）A水泵的压出段B水泵的吸入段C系统的最高点D水泵的吸入段并高出系统的最高点35、空调冷冻水系统正在运行时，水泵出口的压力等于（C）A系统的静水压力B系统的静水压力与水泵的全压之和C水泵出口处的静水压力与水泵的静压之和D水泵的静压力36、空调冷冻水系统中，水泵开始运行瞬间，水泵出口的压力等于（C）A系统的静水压力B水泵出口处的静水压力与水泵的静压之和C水泵出口处的静水压力与水泵的全压之和D水泵的全压37、离心

22、风机的比转数，流量，压头。（D）A小，大，大B小，大，小C小，小，小D小，小，大38、比转数是反映其 和关系的一个综合参数，与尺寸。（A）A流量，扬程，无关B现有转数 ，标准转数，无关C现有转数 ，标准转数，有关D流量，扬程，有关39、确定闭式双管热水网循环水泵的扬程与如下条件无关的是（C）A热源的内部阻力损失B主干线供、回水管的阻力损失C主干线末端用户系统与循环水泵安装位置的高差D主干线末端用户系统的阻力损失分析建筑内排水立管的压力变化。横支管排放的污水进入立管竖直下落过程中会挟带一部分气体一起向下流动，若不能及时补充带走的气体，立管上部形成负压。最大负压发生在排水横支管下面。挟气水流进入横

23、干管后，流速降低，形成水跃，气体从水中分离，当水充满整个断面时，气体不能及时排走，立管底部和横干管内形成正压。立管从上到下，压力从负到正，零压力点靠近立管底部。如何区分枝状管网与环状管网？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。别： 枝状管网：系统简单，运行管理方便，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

24、一个方向流动，因此故障影响范围小。什么是开式管网？什么是闭式管网？各举两例。 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； 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

25、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，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。什么叫水力失调，以及产生水力

26、失调的原因？管网系统的流体在流动过程中管网系统中的管段实际流量与设计流量不一致，称为水力失调。水力失调原因：1.管网系统的设计偏差，管网水力特性不符合分配设计量的要求。2管网中流体的动力源提供的能量与设计不符。3管网的流动阻力特性发生变化。四、计算1.有一表面光滑的砖砌风道（k=3mm），横断面尺寸为500mmx400mm，流量L=1m3s（3600m3h），求单位长度摩擦阻力。解：（1）流速当量直径法：矩形风道内空气流速v=10.5×0.4=5ms矩形风道的流速当量直径：Dv=2aba+b=2×500×400500+400=444mm根据v=5ms . Dv=4

27、44mm由图查得Rm0=0.62Pam粗糙度修正系数 Kr=（Kv）0.25=（3×5）0.25=1.96Rm=1.96×0.62=1.22Pam（2）流量当量直径法：矩形风道的流量当量直径DL=1.3（ab）0.625（a+b）0.25=1.3×（0.4×0.5）0.625（0.4+0.5）0.25=0.478m根据L=1m3s DL=487mm由图查得Rm0=0.61PamRm=1.96×0.61=1.2Pam2.如图所示，设h1=3.2m, h2=h3=3.0m, 散热器：Q1=700W，Q2=600W，Q3=800W。供水温度tg=95

28、，回水温度th=70。求：（1）双管系统的重力循环作用动力。 （2）单管系统各层之间立管的水温。（3）单管系统的重力循环作用动力。计算作用动力时，不考虑水在管路中冷却因素。解: (1)求双管系统的重力循环作用动力由图可知，双管系统属于并联环路，各层散热器所在环路的作用动力不同，需分别计算。系统的供回水温度，tg=95，th=70。对应的水的密度。g=961.92kgm3，h=977.81kgm3。计算通过各层散热器循环环路的作用动力：第一层：P1=gh1h-g=9.81×3.2×(977.81-961.92)=498.8Pa第二层：P2=g（h1+h2）h-g=9.81&#

29、215;（3.2+3.0）×(977.81-961.92)=966.5Pa第三层：P3=g（h1+h2+h3）h-g=9.81×（3.2+3.0+3.0）×(977.81-961.92)=1434.1Pa第三层与底层循环环路的作用压力差值为：P=P3-P1=1434.1-498.8=935.3Pa由此可见，楼层数越多，底层与最顶层循环环路的作用动力差越大。（2）求单管系统各层立管的水温根据公式ti=tg-iNQiQtg-th（）由此可求出第三层散热器管路上的水温。t3=tg-Q3Qtg-th=95-800210095-70=85.5相应的水的密度，3=968.32

30、kgm3第二层散热器的水温t2为：t2=tg-Q2+Q3Qtg-th=95-800+600210095-70=78.3相应的水的密度：2=972.88kgm3(3)求单管系统的作用压力由图可知，单管系统属于串联环路，只有一个共同的作用动力。根据式 Ph=i=1NgHii-i+1=i=1Nghi(i-g)则Ph=gh11-g+h22-g+h33-g=9.81×3.2×977.81-972.88+3.0×972.88-961.92+3.0×968.32-961.92=1009.7Pa或 Ph=gH1h-2+H22-3+H33-g=9.81×3.2&

31、#215;977.81-972.88+6.2×972.88-968.32+9.2×968.32-961.92=1009.7Pa3.（1）已知：某送水系统流量2m3s，管网总阻力1000Pa，求管网阻抗方程，并绘图。（2）已知：某生活给水系统，给水管网总流量30m3h，静水压30m，沿程 局部水头损失5m，水表水头损失1m，出流压头10m，求管网阻抗方程；绘制管网特性曲线。解：（1）由公式P=SL2可知S=PL2=100022=250kgm7所以管网阻抗方程为：P=250L2管网特性曲线如下图所示：（2）由题意可知 H1=300kPa，H2=50kPa，H3=10kPa，H4

32、=100kPa，qg0=30m3h。所以h0=H1+H4=300+100=400kPaS=H2+H3qg02=50+10302=0.067kPa(m3h)2管网阻抗方程为：H=h0+Sqg2=400+0.067qg2管网特性曲线如下图所示：4. 水泵流量100m3h ，扬程80m，内效率i=70% ，机械传动效率m=85% ，电动机容量储备系数K=1.2。求：（1）水泵的有效功率；。（2）全压效率；（3）选配电机功率。解：（1）水泵的有效功率Ne=PQ1000=80×104×1003600×1000=22.2kW （2）全压效率=i.m=0.7×0.85

33、=0.595=59.5%（3） 电机功率NM=PQK×10-3=80×104×1003600×0.595×1.2×10-3=44.8kW5. 已知：两台相似水泵，D2：D2'=2:1，n2:n2'=1:3 ，输送同一流体时，且效率相同。求：两台泵的全压比 流量比 功率比。解：因输送同一流体，故=，全压比：PP'='(D2D2')2(nn')2=11×(21)2×(13)2=49流量比：QQ'=(D2D2')3nn'=21313=83功率比：NN

34、'='(D2D2')5(nn')3=11（21）5（13）3=32276. 已知：某单级单吸离心水泵，流量100m3h，扬程80m，转速2900rmin。求：（1）比转数；（2）当=1000kgm3时，比转数。解：（1）比转数：ns=3.65nQ12H34=3.65×2900×(1003600)128034=66（2）ns=nQ12（P）34=2900×（1003600）12（80×100001000）34=3.27、已知水泵性能曲线如下图。管网阻抗S=76000mH2O/(m3/s)2,静扬程Hst=19m,转速n=29

35、00r/min。试求：（1）水泵的流量Q、扬程H、效率及轴功率N； （2）用阀门调节方法使流量减少25%，求此时水泵的流量、扬程、轴功率和阀门消耗的功率。 （3）用变速调节方法使流量减少25%，转速应调至多少？解：（1）由管网特性曲线方程H=Hst+SQ2=19+76000Q2,计算得：Q(10-3m3/s)0246810H(m)1919.3020.2221.7423.8626.60管网特性曲线与泵的Q-H曲线交于A点。Q=8.5×10-3m3/sHA=24.5mA=65%NA=QAHAA =9.807kN/m3×0.0085m3/s×24.5m0.65=3.14

36、kW （2）阀门调节QB=1-0.25QA=0.75×8.5=6.38×10-3m3/s在泵的Q-H曲线上查得B点，HB=28.8m,B=65%NB=QBHBB=9.807kN/m3×0.00638m3/s×28.8m0.65=2.77kW由B点做垂直线与管路性能曲线交于C点HC=19+76000×(0.00638)2=22.09m阀门增加的水头损失H=HB-HC=28.8-22.09=6.71m阀门消耗的功率N=QBHB =9.807kN/m3×0.00638m3/s×6.71m0.65=0.65kW （3）变速调节将工况

37、点调至C点，相似工况曲线的特性方程H=kQ2其中： k=HCQC2=22.090.006382=542693mH2O/(m3/s)2Q(10-3m3/s)66.3878H(m)19.5522.0926.6134.75相似工况曲线与泵的Q-H曲线交于D点QD=7.2×10-3m3s,由nn'=QDQC得 n'=nQDQC=2900×0.006380.0072=2570r/min8、第7题中的水泵直径D2=200mm，如果用切削叶轮方法使流量减少25%，问应切削多少？解：首先计算水泵的比转数。效率最高点F，QF=7×10-2m3s，HF=28mns=3

38、.65nQ12H34 =3.65×2900×0.007122834=73属于低比转数的水泵，采用第一切削定律，切削曲线是直线。H=HCQCQ=22.09Q/6.38=3.46Q当Q=8×10-3m3s，H=27.68m。两点即可画出切削曲线。与泵的QH曲线交于E点，Qc=7.7×10-3m3sD2D2=QFQC=7.76.38=1。10 D2=D2/1.10=200/1.10=182mm切削率 =D2-D2D2=(200-182)/200=9%在允许范围内。9.12Sh-19A型离心泵，流量为0.22m3s时，由水泵样本中的Q-Hs曲线中查得，其允许吸上

39、真空高度Hs=4.5m，泵进水口直径为300mm，从吸水管进入口到泵进口的水头损失为1.0m，当地海拔为1000m，水温为40摄氏度，试计算其最大安装高度Hss。解：由式（6-3-5）计算H's查表6-3-2当海拔为1000m时，Pa=0.092Mpa，则Ha=9.2m查表6-3-1水温为40摄氏度时，Pva=7.5kPa，则hs=0.75m根据式（6-3-5）：H's=4.5-（10.33-9.2）-（0.75-0.24）=2.86m由式（6-3-4）得：Hss= H's-(v122g+hs) v1=Q4D2=0.220.785(0.3)23.11m/s V122g0

40、.49m hs=1m所以，最大安装高度为：Hss=2.86-(0.49+1)=1.37m 不同海拔高程的大气压强（绝对压力） 表6-3-2海拔高程m6000100200300400500600大气压力Mpa0.1130.1030.1020.1010.1000.0980.0970.096海拔高程m700800900100015002000300040005000大气压力Mpa0.0950.0940.0930.0920.0860.0840.0730.0630.05510.某水泵从水箱吸入104的热水送进锅炉，水箱压强0.5mH2O，气蚀余量4.5mH2O，吸水管阻力1mH2O，求吸水液面至泵吸入口

41、高差。解：由式P1+v122g-PV=h 和式 P0+Hg=P1+v122g+hs式中：PV=1.84mH2O=1.84×104Pa（P232表7-1-2），h=4.5mH2O，hs=1mH2O，P0=0.5mH2O=0.5×104Pa,所以Hg=h+PV+hs-P0=4.5+1.84+1-0.5=6.84m11.某闭式空调冷冻水管网并联有两台相同的循环水泵。单台水泵性能参数如下：转数2900rmin,所配电机功率2.2kW。流量扬程性能如下表：参数序号123流量（m3h）7.512.515扬程（m）222018.5管网中开启一台水泵时，流量为15m3h，扬程为18.5m。

42、1) 画出单台水泵运行时水泵的性能曲线和管网特性曲线，并标出工况点；2) 若管网只需流量10m3h，拟采用：1）关小调节阀门；2）调节水泵转速的办法来实现。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耗用电能的情况；3) 若管网需要增加流量，让这两台水泵并联工作，管网系统流量能否达到30m3h？此时每台水泵的流量和扬程各是多少？解：（1）如下图所示，单台水泵的性能曲线为曲线。管网阻抗S=18.5152=0.0822mH2O（m3h）2，作管网特性曲线为曲线，二者的交点1为水泵的工况点，输出流量为15

43、m3h，扬程为18.5m。（2）关小阀门时，要求的输出流量是10m3h，水泵的性能曲线不变，仍为曲线，由横坐标Q=10m3h作垂线，与曲线交点2为要求的工况点，此时，流量10m3h，扬程21.2m。管网的阻抗S=21.2102=0.212mH2O（m3h）2，增加阻抗为S=S-S=0.212-0.082=0.130mH2O（m3h）2。采用调节转速的方法时，管网特性曲线仍为，由横坐标Q=10m3h作垂线，与曲线交点3为要求的工况点。由于曲线上的点满足H=H1Q12Q2，即曲线是过单台性能曲线上的1的相似工况曲线，因此点3与点1是相似工况点，所以转速n=nQ3Q1=2900×1015=

44、1933rmin。设水泵效率基本不变，调节阀门的耗功率和调节转速时的耗功率对比情况如下：N'N''=Q2H2Q3H3=21.28.2=2.59，即采用调节阀门的方法耗用电能是采用调节转速的2.59倍。（3）按照水泵并联的联合运行工作性能曲线的求解方法，作出此2台水泵并联工作的联合运行工作性能曲线，如图中曲线，与管网特性曲线交点4为并联运行的工作点，此时总流量16.2m3h，不能达到30m3h，扬程22.0mH2O。12、有一台直通双座调节阀，根据工艺要求，其最大流量是65m3/h，最小压差是0.5×105Pa;其最小流量是13m3/h，最大压差是0.975&#

45、215;105Pa，阀门为直线流量特性，SV=0.5，被调介质为水，试选择阀门口径。解：（1）计算要求的阀门流通能力C=316Qp=316×65×10.5×105=92（2）根据C=92，查直通双座调节阀产品参数表（P255表7-3-2），选择调节阀公称直径为80mm，阀门流通能力为100。验算12题所选阀门的开度和可调比。 解：（1）开度验算最大流量时阀门的开度Kmax=1.03×SVc2P/105Qi2+SV-1-0.03×100%=1.03×0.51002×0.5×105/1105×652+0.5-

46、1-0.03×100%=85.1%最小流量时阀门的开度Kmax=1.03×SVc2P/105Qi2+SV-1-0.03×100%=1.03×0.51002×0.5×105/1105×132+0.5-1-0.03×100%=10.5%满足要求。（2）验算可调比RS=10SV=100.5=7;最大流量与最小流量之比为65/13=5，可见，可调比满足要求。13、如图、下表所示，请分析：恒定供回水总管压差和恒定末端设备管路压差节能数据，并分析节能差异的原因。最不利环路设计工况水力计算结果管段编号流量（t/h）管径（mm）当

47、量长度（m）阻力（Pa）160125200346002401003074903208030531042080101770160125200346002401003074903208030531042080101770末端设备2050000机房管路60100000合计248340分析：（1）恒定供回水总管压差。在这种控制方案下，压差传感器测定供回水总管的压差P1=148340Pa，将此信号传送给水泵的变速控制调节机构，对水泵的转速进行调节，以维持此压差的稳定。现分析当末端用户A.B关闭时的情况，此时C需要的水流量是20th。当用户A.B关闭，系统的阻抗增大，管网特性变陡，供回水总管之间的压差P1

48、增大，于是，变速控制调节机构z改变水泵的转速，减小流量，维持压差P1的稳定。此时，机房管路的压降将变为100000×（2060）2=11111Pa，系统阻力是159451Pa。运行调节工况分析见图一。调节前，水泵性能曲线为，管网特性曲线为曲线，水泵的工况点为点1.调节后的水泵性能曲线为，管网特性曲线为，工况点为点2.比较变频前后的水泵功率。设水泵的效率稳定在72%。调节前：N=QP1000=60×2484303600×1000×72%=5.75kW调节后;N'=QP1000=20×1594513600×1000×72

49、%=1.23Kw可见，变频调速的节能效果显著。但调节前后的功率比值并不等于流量之比的三次方。原因是点1和点2 不在同一管网特性曲线上，不是相似工况点。N'N=1.235.75×100%=21.4%(2060)3=3.7%如果要用水泵的相似率来进行计算，则需要过点2做相思工况曲线，与曲线交于2，对点2和2之间的参数可直接用相似律进行计算。（2）恒定末端设备管路压差。此时以末端设备之路压差P为控制参数，对水泵进行变频调速，维持P的稳定。见题图。仍然以末端设备A.B停运，仅C运行（要求流量20th）的工况进行分析。根据系统的阻力特性，管路的阻力计算结果见下表：A.B关闭时的水力计算

50、结果表管段编号流量（th）阻力（Pa）1203844.4442201872.5320531042017701203844.4442201872.532053104201770末端设备50000换热机组11111总计86705工况分析见图四-13（2）。此时，水泵输出的压差为86705Pa。调节前，水泵性能曲线为曲线，管网特性曲线为曲线，水泵的工况点为点1。调节后的水泵性能曲线为，管网特性曲线为，工况点为点2。比较调节前后的水泵功率：调节前：N=QP1000=60×2484303600×1000×72%=5.75kW调节后：;N'=QP1000=20

51、5;867053600×1000×72%=0.67kW可见，比采用恒定供回水总压差的调节方式节能效果更加显著。但调节前后的功率比值仍然不等于流量之比的三次方。其原因与采用前一种调节方式时相同。如果要用水泵的相似律来进行计算，则需要通过点2作相似工况曲线，与曲线交于点2，对点2和2之间的参数可直接用相似律进行计算。N'N=0.675.75×100%=11.7%(2060)3=3.7%比较两种控制方式，恒定末端设备管路压差的方式节能效果更加显著。究其原因，是因为采用恒定供回水总管的方式时，虽然供水干管由于流量减小、阻力下降，但为了恒定供回水总管的压差，不得不通

52、过调节末端设备管路的调节阀、增加调节阀的阻力来满足这一要求。采用恒定末端设备管路压差的方式就没有这部分能量消耗。通过以上两种方式的运行工况分析和能耗比较，我们可以认识到，在管网的实际运行过程中，为了满足变化的用户需求，可以采用调节动力设备性能、调节管路特性等方式。采用不同的调解方案，能量消耗不同。在工程中，选用何种调节方式和方案，应综合考虑用户要求、末端设备性能、自动控制系统造价、能耗情况、运行管理水平等多种因素，通过技术经济比较来确定。五、绘图1 绘制：对于断面不变的矩形送（排）风管，采用条缝形风口送排风是，风口上的速度分布图，并说明原因答：在送风管上，从始端到末端管内的流量不断减小，动压相

53、应下降，静压增加，使条缝出口流速不断增加；在排风管上，则是相反。因管内静压不断下降，管内外压差增加，条缝入口流速不断增大。2.绘图并说明排水立管内压力变化规律答：横支管排放的污水进入立管竖直下落过程中会挟带一部分气体一起向下流动。如不能及时补充带走的气体，在立管上部形成负压。最大负压发生在排水横支管下面。最大负压值的大小，与排水横支管的高度、排水量的大小和通气量大小有关。排水横支管距立管管底部越高，排水量越大，通气量越小，形成的负压越大。挟气水流进入横干管后，因流速减小，形成水跃，水流充满横干管断面，因流速减小从水中分离出的气体不能及时排走，在立管底部和横干管内形成正压。在立管中从上向下，压力

54、由负到正，由小到大逐渐增加，零压点靠近管底部。3.绘图说明两相流阻力与单相流阻力的异同答：在两相流中，既有物料颗粒的运动，又存在颗粒与气流间的速度差，其阻力要比单相气流阻力大，它们两者的阻力与流速的关系也不是相同的。对于两相流，在流速较小的阶段（ab段）其阻力随流速增大而增大。随着流速逐渐增大（bc段），颗粒由沿管底运动逐步过渡到悬浮运动。流速再增大（cd段），颗粒完全处于悬浮状态，基本上均匀分布于整个管道，此时两相流的阻力随流速增大而增大，与单相流相似。曲线2上c点是临界状态点，此时颗粒群处于完全悬浮装态，阻力最小，临界状态的流速称为临界流速。两相流的阻力还受物料特性的影响。例如物料密度大、黏性大时，其摩擦作用和悬浮速度大，因而阻力大；颗粒分布不均匀时，颗粒之间速度差异大，互相碰撞机会多，因而阻力也大。4、绘制半径为r点的速度三角形：已知，安装角=45。，半径r=0.3m，b=0.2m，叶轮转速n=2900r/min，流量QT=100m3/h，叶片排挤系数=0.85。解：如图所示，u=r=dn60=3.14×0.2m×2900r/min60=91.06m/h 根据 QT=vrF, F=2rb，得，vr=QT2rb=100m3/h2×3.14×0.3m×0.2m×0.85=312.22m/h。5、绘图说明