流体输配管网计算题

1、1、如图所示h=32m,h2=h3=30m,散热器：Q1=700w,Q2=600w,Q3=80Ow。供水温度tg=95T,回水温度th=70T.求：1）双管系统的重力循环作用压力。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压力。（1）供水温度tg=95。几=961.85kg/m3；回水温度th=70°C,小=977.8kg/m3。P2=g(+h2ph-)=9.81x(3.2+3.0)x(977.8-961.85)第一层.申=gh、(PhQg)=9.81x3.2x(977.8961.85)=500.7A7第二层=970APa第三层：P3=g(h+仏+為)(血-)=9.8

2、1x(3.2+3+3)x(977.8-961.85)=1439.5P«2）第三层散热器出水温度：“宀一需心7（）C°C门=968.2kg/m3第二层散热器出水温度：“t八宀鳥加门=972.8kg/m3NM=X(Pi一Pg)=gWl(Q1-Qg)+力2(02-Qg)+力3(03-Pg)3)=9.81x3.2x（977.8961.85）+3.0x（972.8一961.85）+3x（968.2-961.85）=1009.8丹2、一台普通风机n=1000r/min时,性能如下表,应配备多少功率电机？当转速提到n=1500r/min，性能如何变化？列出性能表。分别应配备多大功率的电机

3、？电机容量储备系数K取1.15。以各工况下最大的N选择电机的依据,K=1.15,所配电机Nm=1.15X52.10=60kW即取定60kW由题意，叶轮直径和密度不变，各相似工况点满足由两式分别计算改变转速n=1500r/min时的性能参数，列于表中:全压(Pa)48605737.55557.553104972.54567.54117.5流量(m3/h)71565802388891497587106261.5114936123610.5全效率（%）82.687.588.289.088.085.780.4功率(kW)117.0146.1155.6161.7166.8170.2175.8以各工况下最

4、大的N选择电机的依据，K=1.15，所配电机Nm=1.15X175.8=202.2kW按电机系列可配200kW电机3、已知4-72-11No.6C型风机在转速为1250rpm时的实测参数如下表所列，试求4-72-11系列风机的无因次性能参数，从而绘制该系列风机的无因次性能曲线。计算中叶轮直径D2=06m。解：全压系数戸二云|；流量系数。二pq挖也21250xx0.6”严4'功率系数（m/s。列表计算如下：序号12345678P(N/m2)843.4823.8814.0794.3755.1696.3637.4578.6Q(m3/s)1.6441.8442.0442.2502.4442.6

5、392.8473.056N(kW)1.691.771.861.962.032.082.122.15n(%)82.0785.8489.4791.1890.9388.3485.6082.23流量系数0.1480.1660.1840.2030.2200.2380.2560.275全压系数0.4540.4540.4540.4540.4540.4540.3430.312功率系数0.0820.0880.0930.1010.1100.1220.1030.1044、已知4-72-11No6C型风机在转速为1250rpm时的实测参数如下表所列，求：（1）各测点的全效率；（2）绘制性能曲线图；（3）写出该风机最高

6、效率点的性能参数。计算及图表均要求采用国际单位制。（1）全效率计算公式为n=PQ/N，各测点全效率计算结果见下表:序号12345678P(N/m2)843.4823.8814.0794.3755.1696.3637.4578.6°(m3/s)1.6441.8442.0442.2502.4442.6392.8473.056N(kW)1.691.771.861.962.032.082.122.15呼(%)82.0785.8489.4791.1890.9388.3485.6082.23(3)该风机最高效率点性能参数：流量Q=2.250m3/s；全压P=794.3Pa；功率N=1.96kW；

7、全效率为n=91.83%5、如图所示的泵装置从低水箱抽送容重=980kgf/m3的液体，已知条件如下：x=01m,y=035m,z=0.1m,M1读数为1.24kg£/cm2,M2读数为10.24kgf/cm2,Q=O025m3/s,n=080试求此泵所需的轴功率为多少？解:水泵的扬程应为其出口和进口之间的测压管水头之差。压力表的读数反映了压力表位置静压,压力表与管道连接处测压管水头应为压力表读数与位置水头之和(1分)。则水泵扬程应为：H-血+抵2)-豆却+2施1)式中%且恥分别为压力表读数折合成液柱高度的压力。因=104.49m1=980XW=I2'65m则H=(、H血+?

8、血)-比ji+抵1)=(、H辺-比ji)+(込廖-?施1)=(104.49-12.65)+(0.35+0.1-0.1)=92.19m水泵轴功率：27.68kWyHQ_980x92.19x0.025-102?-102x0.806、某管网中，安装有两台12sh-6B型水泵，单台性能参数如下表所示：(1) 不改变管网,两台水泵并联运行,求解此时管网的总工作流量；每台水泵的工况点(2)不改变管网，两台水泵串联运行，求解此时的水泵联合运行曲线、串联运行的工况点；每台水泵的工作流量、扬程。解：(1)首先求两台水泵并联运行时的性能曲线，对单台性能曲线I上的3个性能参数点(见表)，按相同扬程时流量叠加的方法获

9、得，见解答图中曲线II。管网的阻抗=-=0.0001292mH2O/(m3/h)2。即管网特性曲线方程为/=0.0001292Z2,作管网特性曲线，见解答图中曲线III。曲线II与III的交点2为两台水泵并联运行的工况点。由图可知，管网的总工作流量为756.7m3/h，每台水泵的工作流量为378.4m3/h，扬程为73.9mH2O。（2）此两台水泵串联时，按照相同流量下扬程叠加的方法获得总的性能曲线，见图中曲线IV,曲线III和IV的交点3为管网总工作点，由图可知，管网总工作流量889m3/h，总扬程115.47mH2O；每台水泵流量889m3/h，扬程57.7mH2O。H(m)1441341

10、14IVIIIg行，；试求在效率相同的工况点的流量、扬程及效率各为9、在n2QO0rpmL/'=N=184k。如有一与之io4m,倍，在多少?e=e流量1500rpm之解：此时kJ-果为：Q=017m3/s,H=II上述泵的叶轮大一=0.17x23x122=1.02I一m3肿1800Q(n?/h)2=2-流量-=0.17x23x1222=1.02m3/sH'=H-扬程N=N-功率=104x2Jx=184x25x1500<2000；1500<2000；=234m=2484kW184xlO30.17x109.807x104=0942.效率11、某闭式空调冷冻水管网并联有

11、两台相同的循环水泵。单台水泵性能参数如下：转速2900r/min,所配电机功率2.2kW。流量一扬程性能如下表。管网中开启一台水泵时，流量为15m3/h,扬程为18.5m。（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10ms/h,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30ms/h?此时每台水泵的流量和扬程各是多少？解：（1）如解答图，单台水泵的性能曲线为曲线I。管网阻抗S=18.5/152=0.08222mHO/（m3/h）2，作管网特性曲线为曲线II,二者的交点1为水泵的工况点，输出流

12、量为15m3/h，扬程为18.5m。（2）关小阀门时，要求的输出流量是10m3/h，水泵的性能曲线不变，仍为曲线I，由横坐标Q=10m3/h作垂线，与曲线I交点2为要求的工况点，此时，流量10m3/h，扬程21.2m。管网的阻抗S=21.2/102=0.212mH0/（m3/h）2，增加阻抗为:A；?=；?-；?=0.212-0.082=0.1202mHO/（m3/h）2，采用调节转速的方法时，管网特性曲线仍为II,由横坐标Q=102m3/h作垂线，与曲线II交点3为要求的工况点。由于曲线II上的点满足，即曲线II是过单台水泵性能曲线I上点1的相似工况曲线，点3与2900x=1933点1是相似

13、工况点，所以转速°】15r/min。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：，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）按照水泵并联工作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III，与管网特性曲线II交点4为联合运行的工作点，此时总流量16.2m3/h，不能达到30ms/h，扬程为22.0mH2O。IV,EH(m)41II件II压力71012.51516.2II1IQ=024m3/s,吸入管径£=O3m,水温为40C卜kp),Hs=5m,吸水面标高"100m,水面

14、22.021.212、有一泵装置的已（密度992kg/m3饱和为1标准大气压，吸入管段阻力为0.79m.试求：(1)泵轴的标高最高为多少？(2)如此泵装在昆明地区，海拔高度为1750m(当地大气压力为85kPa),输送水温为40°C(汽化压力0.75m水柱)，求泵的最大安装高度Hss。(3) 设此泵输送水温不变，安装位置有何限制？解：(1)先计算修正后的允许吸上真空高度H，：S已知水温为40°C时，水的饱和蒸汽压力为Pv=7500Pa,则hv=0.75m,安装地点的大气压力为1标准大气压，大气压力水头ha为10.33m。根据H，=Hs-(10.33-ha)+(0.24-hv

15、)求得：SH，=5(10.3310.33)+(0.240.75)=4.49mS由Q=VXD2Xn/4，代入已知数据0.24=VX0.32X3.14/4，求得水泵吸入口处平均流速V=3.4m/s1再求泵的最大安装高度H：已知Lhs=0.79m,根据H=H，-(V2/2g+Lhs)代入数据求得泵的最ssS1大安装高度H=4.493.42/2g0.79=3.11m所以泵轴的标高最高为ss3.11+100=103.11m(2)此泵装在昆明地区时，海拔高度为1750m，当地大气压力为85kPa,大气压力水头ha为8.5m根据H，=Hs-S(10.33ha)+(0.24hv)求得H/=5-(10.33-8

16、.66)+(0.240.77)=S2.8m(3)当泵为凝结水泵时冷凝水箱内压强低于大气压，泵必须安装于液面下才不会发生气蚀(1分)求安装于液面下的高度为Hg；Hg>(Pv-Po)/y+Ah+工hs=(Pv-Po)/Y+(hmin+0.3)+工hs=(75009000)/(992*9.807)+(1.9+0.3)+0.79=2.84m,所以泵轴和水箱液面的高差必须不小于2.84米.13、有一泵装置的已知条件如下：Q=024m3/s,吸入管径D=03m,水温为40T(密度992kg/m3饱和蒸汽压力7.5kPa),Hs=5m,吸水面标高100m,水面为1标准大气压，吸入管段阻力为079m试求

17、：(1)泵轴的标高最高为多少？(2)如此泵装在昆明地区,，求泵的最大安装高度H。(3)设此泵输送水温不ss变，。泵的安装位置有何限制？解：(1)如下图，曲线II为两台水泵并联运行的性能曲线(在曲线I上任取3个以上的参数点，按等扬程、流量加倍的方法可获得对应的一组参数点，并光S=0.001538mH7O/(m3/h)2滑连接)；(2)管网的总阻抗是(2分)，作管网特性曲线，与曲线II的交点b工况点为两台水泵并联运行的工况点(1分)，工况点管网总流量152m3/h(3)过c作水平线，与曲线I的交点c是每台水泵工作点(1分)，流量76m3/h。14、某通风系统设计风量为750m3/h,系统阻力为67

18、5Pa，预选风机的特性曲线如图所示。试计算(1)风机的实际工作点；(2)该风机是否满足设计要求？如不满足可采取什么措施？(3)当系统阻力减少26%时，风机的实际工作点如何变化？解:(1)由P=SQ2得s=1.2xl0<力2/加6在图上做出曲线P=SQ2,和风机的特性曲线交于A实际工作点（2分），工作点A为QA=675m3/h，PA=550Pa。（2）该风机实际工作流量小于设计要求，不能满足要求，可采用开大阀门、减小管网阻抗的方法来满足要求。（1分）根据该风机的性能曲线，在流量为750m3/h时，能够提供的压头是500Pa，（1分）因此系统阻抗应减小到：P'5007501=8.9x

19、l(T'C.沪/卅3）系统阻力为宀（1-（）.26）尸二0.74"250（"：则通风系统设计风量为750m3/h,500Pa，由P=SQ2得“=孚=22_=&9><10一3巧./?2/m6和风机的特可见此时风所以在图上做出曲线P=S'Q2,性曲线交与实际工作点B点，工作点B为QB=750m3/h，PB=500Pa。机工作点右移，风量增大，压力减小。15、已知：某水泵的性能曲线用如下多项式表示：其中，A1、A2、A3为已知数值的系数。求这样的两台水泵并联及串联时联合工作性能曲线的数学表达式.、解：（1）两台相同的水泵并联运行时，联合运行的性

20、能曲线可由相同扬程下流量加倍的方法获得，因此有：h=4（202+4（20+4=A-e2+A-e+4可得/吕心合心舄因此并联运行的联合运行性能曲线可表示为:（2）两台相同的水泵串联运行时，联合运行的性能曲线可由相同流量下扬程加倍的方法获得，因此有：坷=鮎1込=2&4=24因此串联运行的联合运行性能曲线可表示为：4e2+4e+4=2(A-e2+Ae+4)可得H二鮎血2+2&Q+2堆16、一台水泵装置的已知条件如下：Q=0.88m3/s，吸入管径D=06米，当地大气压力近似为1个标准大气压力，输送20C清水。泵的允许吸上真空高度为Hs=35m，吸入段的阻力为04m。求：该水泵在当地输

21、送清水时的最大安装高度。若实际安装高度超过此最大安装高度时，该泵能否正常工作？为什么？解：该水泵吸入管中的平均速度为m/s。该水泵在当地输送清水时的最大安装高度为：4若实际安装高度超过此最大安装高度时，该泵不能正常，因为此时泵内最低压力点的压力将可能低于该水温下的气化压力，可能发生气蚀现象。六、分析题1、某热水供暖管网，水泵运行时管网动水压图如图。开大调节阀c,绘制管网调节后动水压图和静水压图，说明用户A、B、C流量将如何变化？解答：开大调节阀C后，水压图如下，虚线表示调节后动水压图，静水压图在调节前后不变，如jj所示。由于调节后管网总阻抗变小，总流量将变大。调节后供、回干管水压线均比调节前变

22、陡（），A、B用户资用压力减少，流量将变小；又由于总流量增大，故C用户流量将增大。对于用户A和B,将是不等比的一致失调3、下图为一热水网路图和相应的水压图，当只对阀门C关闭时，管网的水压图如何变化（在原图上绘制）？定性说明关闭阀门C时管网的水力工况如何变化？解答：阀门C关闭（热用户3停止工作）时的水力工况：阀门C关闭后，网路的总阻抗将增加，总流量Q将减少。从热源到用户3之间的供水和回水管的水压线将变得平缓一些，在用户3处供回水管之间的压差，相当于用户4和5的总作用压差增加，因而使用户4和5的流量按相同的比例增加，并使用户3以后的供水管和回水管的水压线变得陡峭一些。变化后的水压线将成为下图中虚线所示。在整个网