流体输配管网

1、1、 什么是开式管网？什么是闭式管网？试分别举出两个工程应用实例。2、 蒸汽供暖系统中疏水器起什么作用？它通常设置在系统的什么位置？3、 管网中流体流动受到的摩擦阻力受哪些因素的影响？怎样计算摩擦阻力？4、 假定流速法和压损平均法这两种水力计算方法各基本特点？各适用于什么样的情况？ 5、 燃气管网为什么要按输气压力分级？不同压力等级的管网之间应怎样进行连接？ 6、 为什么说管内流速是流体输配管网的重要参数？怎样合理确定管内的流速？7、 通风空调的风管系统和燃气输配管网，有哪些共同处？有哪些区别？ 8、 建筑热水供暖管网系统与空调冷冻水管网系统的共同点是什么？不同点是什么？ 9、 建筑排水管网内

2、是液体单相流还是液气两相流？建筑排水管网的流动障碍主要是什么？克服障碍、增强管网排水能力的关键技术措施是什么？10、 假定某建筑的热水采暖系统和给水系统的管径、管网高度相同，管内流速也相同，两系统所需的水泵扬程是否相同？为什么？ 11、 为什么供暖空调冷热水管网要设排气装置？排气装置设在什么地方？为什么建筑给水管网不设排气装置？12、 确定图中管网的最不利环路。 13、 泵与风机的理论扬程方程为： 。请回答：在什么条件下理论扬程方程可简化为： ，这有何指导意义？14、 说明公式 的使用条件。为什么不同的管网， 的计算公式可能会不相同？15、 简述均匀送风管道设计的原理和主要步骤。16、 影响建

3、筑排水管网的排水能力的主要因素有哪些？怎样提高排水能力？17、 写出比转数 的数学表达式。比转数 有什么应用价值？高比转数泵与风机和低比转数泵与风机有什么主要区别？18、 如图所示的管网内是否存在流动动力？若存在，请计算动力大小，并标明实际流动方向。若不存在动力，请说明理由。 G 热源 A 、 B 换热器（向环境散热）19、 如图所示的管网内是否存在流动动力？若存在，请计算动力大小，并标明实际流动方向。若不存在动力，请说明理由。 G 冷源 A 、 B 换热器（从环境吸热）20、 如图 A 、 B 两点压差为定值 P AB =2000Pa 不变。在设计流量 G I =G II =G III =1

4、000 m 3 /h 时，阻力 P AA1 = P A1A2 = P A2A3 =200Pa ； P B3B2 = P B2B1 = P B1B =150Pa 。请画出此管网的压力分布图。现用户 II 开大阀 2 ，将自己流量 G II 增加到 1500 m 3 /h 。此时 P A2B2 =1000 Pa ，这时管网的压力分布图将怎样变化？并请计算 I 、 III 的水力失调度。21、 如图 A 、 B 两点压差为定值 P AB =2000Pa 。设计总流量 G=3000 m 3 /h 时，各分支流量相等。管路压降 P AA1 = P A1A2 = P A2A3 =160Pa ， P B3B

5、2 = P B2B1 = P B1B =140Pa 。请画出此管网的压力分布图。现用户 III 关闭阀 3 ，这时管网的压力分布图将怎样变化？此时 P A3B3 为多少？并请计算 I 、 II 的水力稳定性。22、 某管网使用水泵一台。总流量为 200m 3 /h 时，管网总阻力是 10m ；管网进出口高差 10m 。现需将管网总流量增加 50% ，决定增加一台相同的水泵。问新增加的水泵是并联运行好，还是串联运行好。画出两台水泵联合运行曲线和管网特性曲线进行分析。1 台水泵的特性表 H （ m ） 32.5 20 11 Q （ m 3 /h ） 150 200 220 23、 某管网使用风机一

6、台。在全压为 1000Pa 时，管网流量为 10000m 3 /h ，现需将流量提高到 15000 m 3 /h ，决定增加一台相同的风机。问新增加的风机是与原风机并联运行好，还是串联运行好？画出两台风机联合运行曲线和管网特性曲线进行分析。1 台风机的特性表 P （ Pa ） 2250 1000 605 Q （ m 3 /h ） 7500 10000 11000 24、 水泵距吸入端自由水面的高度为什么有限制？安装高度受哪些因素的影响？26、如图 A 、 B 两点的压差近似为定值 H AB =40m 不变。在设计流量 G I =G II =G III =1000 m 3 /h 时，阻力 H A

7、A1 = H A1A2 = H A2A3 =5m ； H B3B2 = H B2B1 = H B1B =5m 。用户 II 开大阀 2 来增加自己的流量。 (1)请定性画出用户 II 开大阀 2 前后的管网压力分布图。 (2)计算用户 II 的水力失调度。 (3)提出增大用户水力稳定性的措施。27、某管网使用风机一台。在全压为 1000Pa 时，管网流量为 10000m 3 /h ，现需将流量提高到 15000 m 3 /h ，决定增加一台相同的风机。问： (1)新增加的风机是与原风机并联运行好，还是串联运行好？画出两台风机联合运行曲线和管网特性曲线进行分析。 1 台风机的特性表（ n=120

8、0r/min ） P （ Pa ） 2250 1000 605 Q （ m 3 /h ） 7500 10000 11000 (2)欲使管网的流量减少到 7500 m 3 /h ，有哪些调节方法？哪种方法好？为什么？ 28、某水泵的样本 Q H N 特性见下表： a 、水泵转速 n 增加 50% ， Q H N 怎样变化？实际工程中能否实现？为什么？ b 、水泵直径减小 20% ， Q H N 怎样变化？实际工程中能否实现？为什么？（ 10 分） 12sh-6B 型水泵的特性表 Q （ m 3 /h ） 540 720 900 H （ m ） 72 67 57 N （ kW ） 151 180

9、200 29、某风机的样本 Q P N 特性见下表： a 、风机转速 n 减低 50% ， Q P N 怎样变化？实际工程中能否实现？为什么？ b 、这台风机在青藏高原运行时，性能会发生什么变化？（ 5 分） 4-84NO10E 型风机的特性表 Q （ m 3 /h ） 13857 17398 20401 P （ Pa ） 421 390 356 N （ kW ） 2.0 2.2 2.48 30、（ 10 分）如图 A 、 B 两点的压差近似为定值 H AB =40m 不变。在设计流量 G I =G II =G III =1000 m 3 /h 时，阻力 H AA1 = H A1A2 = H

10、A2A3 =5m ； H B3B2 = H B2B1 = H B1B =5m 。某时用户 II 关小阀 2 ，将自己流量 G II 减小。 (1)请定性画出用户 II 关小阀 2 前后的管网压力分布图。 (2)计算用户 III 的水力稳定性。 (3)提出增大用户 III 水力稳定性的措施。 31、某闭式水管网系统并联有两台相同的循环水泵。单台水泵性能参数如下：转速 1200r/min ，流量扬程性能如下表： 流量 (m 3 /h) 100 125 150 扬程 (m) 65 50 18 管网中开启一台水泵时，流量为 150 m 3 /h ，扬程为 18m ： (1) 画图求解开启一台水泵时的工

11、况点。 (2) 若管网只需流量 100 m 3 /h ，拟采用：关小调节阀门或调节水泵的转速的办法来实现。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后水泵耗用电能的情况。 (3) 若管网需要的流量增加，不改变管网特性，让两台水泵并联工作，管网系统流量能否达到 300 m 3 /h ？此时每台水泵的流量和扬程各是多少？（画图分析） 32、如图所示的空调送风管网， A 、 B 、 C 三个风口完全相同。 A 风口处管内的静压为 100Pa ，若要保证 3 个送风口的送风量相同， B 、 C 风口处的管

12、内静压应为多少？如何才能使 B 、 C 风口处的管内静压达到要求值？ 33、如图所示为某流体输配管网的网络图。各分支的阻抗为： S （ 1 ） =2.2 ， S （ 2 ） =2.3 ， S （ 3 ） =0.2 ， S （ 4 ） =0.3 ， S （ 5 ） =0.4 。（单位： kg/m 7 ）。该网络图 1 、 4 节点的节点流量大小、方向如图。 试建立求解该网络图分支流量 V （ V 1 ,V 2 ,V 5 ）的计算机分析模型。 试建立求解该网络图分支流量 V （ V1,V2,V6 ）的计算机分析模型。 (1)建立节点流量平衡方程组。（用矩阵形式表示，并写出方程组的系数矩阵。） (2

13、)选出该网络图的最小阻抗生成树，据此写出该网络图的独立回路矩阵 Cf ，并建立独立回路压力平衡方程组（用分支流量作为未知数）。 (3)简要叙述采用回路流量法求解的基本思路。 图中所示，（ a ）（ b ）（ c ）（ d ）（ e ）（ f ）（ g ）（ h ）（ i ）哪些是直接连接？哪些是间接连接？直接连接和间接连接的主要差别是什么？第一章 1-1 认真观察13个不同类型的流体输配管网，绘制出管网系统轴测图。结合第1章学习的知识，回答以下问题：（1）该管网的作用是什么？（2）该管网中流动的流体是液体还是气体？还是水蒸气？是单一的一种流体还是两种流体共同流动？或者是在某些地方是单一流体，而

14、其他地方有两种流体共同流动的情况？如果有两种流体，请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。（3）该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作，还是从某个（某些）地方进入该管网，又从其他地方流出管网？（4）该管网中的流体与大气相通吗？在什么位置相通？（5）该管网中的哪些位置设有阀门？它们各起什么作用？（6）该管网中设有风机（或水泵）吗？有几台？它们的作用是什么？如果有多台，请分析它们之间是一种什么样的工作关系（并联还是串联）？为什么要让它们按照这种关系共同工作？（7）该管网与你所了解的其他管网（或其他同学绘制的管网）之间有哪些共同点？哪些不同点？答：选取教材中3个系统图分析如下表：图号

15、图1-1-2图1-2-14（a）图1-3-14(b)问（1）输配空气输配生活给水生活污水、废水排放问（2）气体液体液体、气体多相流，液体为主问（3）从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网问（4）入口及出口均与大气相通末端水龙头与大气相通顶端通气帽与大气相通问（5）通常在风机进出口附近及各送风口处设置阀门，用于调节总送风量及各送风口风量各立管底部、水泵进出口及整个管网最低处设有阀门，便于调节各管段流量和检修时关断或排出管网内存水无阀门问（6）1台风机，为输送空气提供动力1台水泵，为管网内生活给水提供动力无风机、无水泵问（7）与

16、燃气管网相比，流体介质均为气体，但管网中设施不同。与消防给水管网相比，流体介质均为液体，但生活给水管网中末端为水龙头，消防给水管网末端为消火栓。与气力输送系统相比，都是多相流管网，但流体介质的种类及性质不同。1-3 流体输配管网有哪些基本组成部分？各有什么作用？答：流体输配管网的基本组成部分及各自作用如下表所示。一个具体的流体输配管网不一定要具备表中所有的组成部分。组成管道动力装置调节装置末端装置附属设备作用为流体流动提供流动空间为流体流动提供需要的动力调节流量，开启/关闭管段内流体的流动直接使用流体，是流体输配管网内流体介质的服务对象为管网正常、安全、高效地工作提供服务。1-4 试比较气相、

17、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、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。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。说明随着课程的进一步深入，还可以总结其它异同点，如：相同点：各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程；各类管网水力计算思路基本相同；各类管网特性曲线都可以表示成P=SQ2+Pst；各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。不同点：不同管网中介质的流速不同；不同管网中水力计算的具体要求和方法可能不同；不同管网系统用计算机分析时其基础数据

18、输入不同，等等。1-5 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：

19、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另一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。第三章3-1 计算例题3-1中各散热器所在环路的作用压力tg=95，tg1=85，tg2=80，tn=70。题3-1解：双管制：第一层：P1=gh1(h-g)=9.83(977.81-961.92)=467.2Pa 第二层：P2=gh2(h-g)=9.86(977.81-961.92)=934.3Pa 第三层：P3=gh3(h-g)=9.88.5(977.81-961.92)=1323

20、.6Pa单管制：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)=923.4Pa3-3 机械循环室内采暖系统的水力特征和水力计算方法与重力循环系统有哪些一致的地方和哪些不同之处？作用压力不同：重力循环系统的作用压力：双管系统P=gH(H-g)，单管系统：但在局部并联管路中进行阻力手段时需考虑重力作用。计算方法基本相同：首先确定最不利环路，确定管径，然后根据阻力平衡，确定并联支路的管径，最后作阻力平衡校核。3-4 室外热水供热管的水力计算与室内相

21、比有哪些相同之处和不同之处？答：相同之处：（1）计算的主要任务相同：按已知的热煤流量，确定管道的直径，计算压力损失；按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失；按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中流量。（2）计算方法和原理相同：室内热水管网水力计算的基本原理，对室外热水管网是完全适用的。在水力计算程序上，确定最不利环路，计算最不利环路的压力损失，对并联支路进行阻力平行。不同之处：（1）最不利环路平均比摩阻范围不同，室内Rpj=60120Pa/m，室外Rpj=40-80Pa/m。（2）水力计算图表不同，因为室内管网流动大多于紊流过渡区，而室外管网流动状况大多处于阻力平方区。（3）在局

22、部阻力的处理上不同，室内管网局部阻力和沿程阻力分开计算，而室外管网将局部阻力折算成沿程阻力的当量长度计算。 （4）沿程阻力在总阻力中所占比例不同，室内可取50%，室外可取6080%。3-5 开式液体管网水力特征与水力计算与闭式液体管网相比，有哪些相同之处和不同之处？答：从水力特征上看，开式液体管网有进出口与大气相通，而闭式液体管网（除膨胀水箱外）与大气隔离。因此，开式液体管网的动力设备除了克服管网流动阻力外，还要克服进出口高差形成的静水压力。此外，开式液体管网（如排水管网）中流体可能为多相流，其流态比闭式管网复杂；由于使用时间的不确定性，开式液体管网中流量随时间变化较大，而闭式液体管风中流量一

23、般比较稳定。在水力计算方法上，开式液体管网的基本原理和方法与闭式管网没有本质区别。但具体步骤中也有一些差别：（1）动力设备所需克服的阻力项不完全相同，开式管网需考虑高差；（2）管网流量计算方法不同，闭式管网同时使用系数一般取1，而开式管网同时使用系数小于1；（3）水力计算图表不同；（4）对局部阻力的处理方式不同，闭式管网通过局部的阻力系数和动压求局部损失，而开式管网对局部阻力一般不作详细计算，仅根据管网类型采用经验的估计值，局部损失所占比例也小于闭式管网中局部损失所占比例。（5）在并联支路阻力平衡处理上，闭式管网强调阻力平衡校核，而开式管网则对此要求不严，这是开、闭式管网具体型式的不同造成的，

24、开式管网对较大的并联支路也应考虑阻力平衡。第四章4-1 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

25、管处于空气负压侧时，安装的存水弯可防止送风吸入排水管网内的空气。4-4 解释“终限流速”和“终限长度”的含义，这二概念与排水管通水能力之间有何关系？答：终限流速Vt，排水管网中当水膜所受向上的管壁摩擦力与重力达到平衡时，水膜的下降速度和水膜厚度不再发生变化，这时的流速叫终限流速。终限长度Lt：从排水横支管水流入口至终限流速形成处的高度叫终限长度。这两个概念确定了水膜流阶段排水立管在（允许的压力波动范围）内最大允许排水能力。超过终限流速的水流速度将使排水量继续增加，水膜加厚，最终形成水塞流，使排水系统不能正常使用。水膜流状态下，可有Q= ，Lt=0.144Vt2，其中Q通水能力L/S；Wt终限流

26、速时过水断面积，cm2，Vt终限流速，m/s，Lt终限长度，m。4-11 物料的“沉降速度”、“悬浮速度”、“输送风速”这三个概念有何区别与联系？答：物料颗粒在重力作用下，竖直向下加速运动。同时受到气体竖直向上的阻力，随着预粒与气体相对速度增加竖直向上的阻力增加，最终阻力与重力平衡，这对物料与气体的相对运动速度Vt，若气体处于静止状态，则Vt是颗粒的沉降速度，若颗粒处于悬浮状态，Vt是使颗粒处于悬浮状态的竖直向上的气流速度，称悬浮速度。气固两相流中的气流速度称为输送风速。输送风速足够大，使物料悬浮输送，是输送风速使物料产生沉降速度和悬浮速度，沉降速度和悬浮速度宏观上在水平风管中与输送风速垂直，

27、在垂直风管中与输送风速平行。为了保证正常输送，输送风速大于沉降或悬浮速度，一般输送风速为悬浮速度的2.44.0倍，对大密度粘结性物料甚至取510倍。4-19什么是最不利环路？确定最不利环路应考虑那些因素？答：最不利环路是流体流动阻力最大的环路，或理解成实现设计流量分配要求最困难的环路。确定最不利环路应考虑多方面因素，如重力作用、局部阻力情况、流量分配要求等。在重力作用可忽略、各并联支路局部阻力相当的情况下，最不利环路通常是最远的环路。但不能一概视之，如在重力作用的情况下，不应只根据管路的长短和局部阻力部件的多少选定最不利环路，而应综合考虑流动阻力和重力作用，选管路长、部件多，重力推动作用小（甚

28、至是阻碍流动）的环路为最不利环路。5-2 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。5-5写出由出口安装角 表示的理论曲线方程HT=f1(Qr)，NT=f2(QT)，T=

29、f3(QT)；分析前向、径向和后叶型的性能特点。当需要高扬程，小流量时宜选什么叶型？当需要低扬程、大流量时不宜选什么叶型？几种叶型的性能特点分析比较：（1）从流体所获得的扬程看，前向叶片最大，径向叶片稍次，后向叶片最小；（2）从效率观点看，后向叶片最高，径向叶片居中，前向叶片最低；（3）从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力前提下，前向叶轮直径最小，而径向中轮直径稍次，后向叶轮直径最大。 （4）从工艺观点看，直叶片制造最简单。当需要高扬程，小流量时宜选前向型叶片；需低扬程、大流量时宜选后向型叶片。5-7 影响泵或风机性能的能量损失有哪几种？简单地讨论造成这些损失的原因。答：以离心式泵

30、与风机为例，它们的能量损失大致可分为流动损失、泄漏损失、轮阻损失和机械损失等。（1）流动损失。流动损失的根本原因在于流体具有粘滞性。泵与风机的通流部分从进口到出口由许多不同形状的流道组成。首先，流体流经叶轮时由轴向转变为径向，流体在叶片入口之前，由于叶轮与流体间的旋转效应存在，发生先期预旋现象，改变了叶片传给流体的理论功，并且使进口相对速度的大小和方向改变，使理论扬程下降；其次，因种种原因泵与风机往往不能在设计工况下运转，当工作流量不等于设计流量时，进入叶轮叶片流体的相对速度的方向就不再同叶片进口安装角的切线相一致，从而对叶片发生冲击作用，形成撞击损失；此外，在整个流动过程中一方面存在着从叶轮

31、进口、叶道、叶片扩压器到蜗壳及出口扩压器沿程摩擦损失，另一方面还因边界层分离，产生涡流损失。（2）泄漏损失。泵与风机静止元件和转动部件间必然存在一定的间隙，流体会从泵与风机转轴与蜗壳之间的间隙处泄漏，称为外泄漏。离心式泵与风机的外泄漏损失很小，一般可略去不计。但当叶轮工作时，机内存在着高压区和低压区，蜗壳靠近前盘的流体，经过叶轮进口与进气口之间的间隙，流回到叶轮进口的低压区而引起的损失，称为内泄漏损失。此外，对离心泵来说为平衡轴向推力常设置平衡孔，同样引起内泄漏损失。由于泄漏的存在，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、后盘外侧面和

32、轮缘与周围流体的摩擦损失，称为轮阻损失。（4）机械传动损失。这是由于泵与风机的轴承与轴封之间的摩擦造成的。5-8 利用电机拖动的离心式泵或风机，常关闭阀门，在零流量下启动，试说明其理由。使泵或风机在零流量下运行，这时轴功率并不等于零，为什么？是否可以使风机或泵长时期在零流量下工作？原因何在？相似律的用途主要是进行几何相似的泵（或风机）相似工况之间的性能换算；可以用无因次性能曲线反映一系列进行几何相似的泵（或风_流体输配管网试卷（A卷）一、 简答题 （共40分，每题8分）1、 在供热管道上常采用补偿器，试说明补偿器的作用。2、 试说明在供暖空调冷热水管网系统中膨胀水箱的作用；并分别说明在重力循环

33、热水供暖系统和机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱的膨胀管与水系统管路的连接方式。3、 在供暖建筑物内，常发生垂直失调现象，试说明什么叫做系统的垂直失调？在单管供暖系统和双管供暖系统中，引起系统垂直失调的原因分别是什么？4、 试说明在气固两相流系统中，物料的悬浮速度、沉降速度以及输送风速的定义，并简述一下输送风速与悬浮速度两者之间的关系。5、 简述一下什么叫水力失调，以及产生水力失调的原因？二、 计算及证明题（共60分，每题15分）双管系统单管系统1、 如图所示，设h1=3.5m，h2=3.1m，散热器：Q1=600W，Q2=700W。供水温度t g=95，供水密度。回水温度t h=70，回水密度

34、。单管系统中，两层散热器间的管道中水的密度。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。2、 某一段圆形风管，通过风速仪侧得管内风速为40.4m/s，但是由于风速仪事先未经校正，为了检验测量结果的正确性，决定采用毕托管来重新测量。结果发现毕托管的两管内液柱高度差为0.1m，（毕托管已经校正，且使用方法正确，毕托管内的液体为水。）试说明风速仪的测量结果是否可靠？（提示：根据毕托管的工作原理，两管内液柱产生的压力差即为风管内气流的动压。）3、 有一转速为n=1480r/min的水泵，理论流量Q=0.0833m3/s，叶轮外径D2=360mm，

35、叶轮出口有效面积A=0.023m2，叶片出口安装角2=300，试作出口速度三角形。假定流体进入叶片前没有预旋运动，即。试计算此泵的理论扬程HT。（提示：先求出口绝对速度的径向分速度，做出速度三角形后再求解。）答案：一、简答题：1、 1见课本第18页相关内容。2见课本第11页相关内容。3见课本第69页和第71页相关内容。4见课本第121页和第122页相关内容。5见课本第203页和第204页相关内容。6见课本第50页相关内容。7见课本第179页相关内容。8见课本第145页和第146页相关内容。二、计算及证明题1、 双管系统中：第一层的作用压力：， 第二层的作用压力：， 单管系统中，两层散热器间的水

36、温，循环作用压力：。2、 根据风速仪的测量值，可得管内气流的动压为。根据毕托管的测量结果，可算得管内的动压为：从上面结果可看出，风速仪的测量结果是可靠的。3、 由：而 所以：从而可知泵的理论扬程为。_一填空（每空1分，共25分）1. 通风、空调系统并联管路阻力平衡的方法 和 。2.敞口的竖直管中的气体重力流，其流动动力的大小取决于 和 之积，流动方向取决于 ，若管道内气体密度 ，则管道内气流向上。3.建筑高度超过 的公共建筑或工业建筑、楼层数在 的住宅建筑为高层建筑。4.燃气管道的 与其它管道相比，有特别严格的要求。5.室内热水供应系统设置循环管的目的是 。6.蒸汽供暖系统水平失调具有 和 。

37、7.水封水量损失的主要原因为 、 和 。8.设计室内排水系统横管时须满足的规定有 、 、 和 。9.泵、风机的能量损失包括 、 、 和 。10.泵、风机采用串联运行的条件是 和 。 二单项选择（每题1分，共5分）1.对于压力和重力综合作用下的气体管流，压力和重力综合作用将 管内气体的流动。A.增强 B.削弱 C.不一定2.蒸汽管网比冷热水管网在设计和运行管理上较复杂的原因是 。A.蒸汽的比重小 B.蒸汽和凝水状态参数变化较大 C.蒸汽系统的压力大3.欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程 。A.与流动过程有关 B.与流体进出口速度有关 C.与被输送流体的种类有关4.两台性能相同的泵或风

38、机并联运行时，总流量增量的大小与下列哪一项有关 。A.管网性能曲线形状 B.泵或风机性能曲线形状 C.前两者5.随着并联泵或风机台数的增多，总流量增量的幅度越来 。 A.越大 B.越小 C.不变三判断对错（每题1分，共10分）1.当量直径就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径。2.吸送式气力输送系统的风机安装在系统尾部，系统在负压下运行。3.应使排水立管内的水流状态处于水塞流。4.轴功率表示在单位时间内流体从离心式泵或风机中所获得的总能量。5.风机的全压为单位体积的气体流经风机时所获得的总能量。6.理想条件下，泵或风机的QT-HT性能曲线为抛物线形状。7.改变管网性能曲线最常用的方

39、法是改变管网中阀门的开启度。8.泵的调节阀安装在吸入管上时，技术和经济性较好。9.对于具有驼峰形性能曲线的泵或风机，其在压头峰值点的左侧区域运行时，设备的工作状态能自动地与管网的工作状态保持平衡，稳定工作。10.系统效应反映的是泵或风机进出口与管网系统连接方式对泵或风机的性能产生的影响。四简答题（每题5分，共30分）1. 什么叫均匀送风实现均匀送风的基本条件 2. 阐述湿式自动喷水灭火系统的工作原理。3. 建筑给水系统所需压力的组成如何根据所需压力及外网水压确定供水方式4. 分析建筑内排水立管的压力变化。 5. 试比较前向叶片、径向叶片和后向叶片。6. 什么叫泵或风机的喘振其危害防治的方法五.

40、 制图分析题（10分） 下图为热水网路平面示意图及干管在正常水力工况下的水压曲线,请绘出（1）关小阀门A（2）关小阀门B两种情况下的水压曲线,并分析各种用户的流量变化。六.分析计算题（10分）下图为某热水网路平面图,管线纵剖面图和水压图,网路供、回水温度130/70(130水汽化压力17.6mH2O),用户3为低温水供暖用户,压力损失为2mH2O,主干线长为1000m,试问1。在图中标出定压点C的位置2。确定网路循环水泵扬程3。确定热源内部压力损失4。网路主干线压力损失5。回水主干线平均比压降6。定性比较用户1和用户2供水支线压力损失大小7。验证热水网路在用户3入口处压力工况是否满足技术要求8

41、。确定用户3连接方式七.计算题（10分）某厂区热水供热系统网路平面如图,供水温度t1=130,回水温度t2=70,用户流量及用户内部阻力损失如图所示,试进行热水网路水力计算。（ aj =0.6局部损失与沿程损失的估算比值） A 180m B 80m C 用户1 O 10t/h 热源 3 2 P=5*104 Pa 150m 33 用户2 D O 20t/hP=5*104 Pa 热水网路水力计算表DN(mm)7080100125G（t/h）v(m/s)R(Pa/m)vRvRvR100.79142.20.5556.80.3719.80.246.3201.55568.81.1227.50.7479.2

42、0.4724.3301.65510.91.11178.50.7154.6热水网路局部阻力当量长度(m)DN(mm)7080100125阀门1.01.281.652.2方形补偿器6.87.99.812.5直流三通2.02.553.34.4旁流三通3.03.824.956.6异径接头0.30.380.981.32A卷一.填空（每空1分，共25分）1. 调整支管管径 阀门调节 2. 进出口的高差 管道内外气体的密度差 内外气体密度的相对大小 小 3. 24米 10层及10层以上 4. 气密性 5. 保证使用时水温符合要求6. 自调性 周期性 7. 自虹吸损失 诱导虹吸损失 静态损失8. 充满度 自净

43、流速 管道坡度 最小管径 9. 流动损失 泄漏损失 轮阻损失 机械损失10. 一台高压的泵或风机制造困难或造价太高 改建扩建时管道压力加大需要的压头提高二.选择（每题1分，共5分）1.C 2.B 3.B 4.C 5.B 三.判断（每题1分，共10分）1. 对 2.对 3.错 4.错 5.对 6.错 7.对 8.错 9.错 10.对四.简答题（每题1分，共30分）1. 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。（2分）条件：1）保持各侧孔静压相等；2）保持各侧孔流量

44、系数相等；3）增大出流角。（3分）2. 阐述湿式自动喷水灭火系统的工作原理。室内发生火灾喷头动作喷水水流指示器动作值班室（服务台）湿式报警阀动作末端试验装置压力开关报警水力警铃报警消防控制室报告与传递指令启动水泵3. 建筑给水系统所需压力的组成如何根据所需压力及外网水压确定供水方式A建筑给水管路所需压力： H=H1+H2+H3+H4 式中：H建筑给水管网所需水压，kPa；H1引入管至最不利点静压，kPa；H2管网总水头损失，kPa；H3水表水头损失，kPa；H4最不利配水点流出水头，kPa。B给水方式：外网压力H0H时，直接给水；外网压力H0稍低于H时，适当放大部分管径，减小阻力，直到H0H为

45、止，直接给水；外网压力H0H时，升压设备（水泵、气压、水泵与水箱）。4. 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。5. 试比较前向叶片、径向叶片和后向叶片。(1)从流体所获得的扬程看,前向叶片最大,径向叶片稍次,后向叶片最小。(2)从效率观点看,后向叶片最高,径向叶片居中,前向叶片最低。(3)

46、从结构尺寸看,在流量和转速一定时,达到相同的压力前提下,前向叶轮直小,而径向叶轮直径稍次,后向叶轮直径最大。(4)从工艺观点看,直叶片制造最简单。因此,大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。如果对泵与风机的压力要求较高，转速或圆周速度又受到一定限制时,则往往选用前向叶片。从摩擦和积垢角度看,选径向直叶片较为有利。6. 什么叫泵或风机的喘振其危害防治的方法当泵或风机在非稳定工作区运行时，可能出现一会儿由泵（风机）输出流体，一会儿流体由管网中向泵（风机）内部倒流的现象，专业中称之为“喘振”。危害：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

47、，将会造成机器严重破坏。喘振的防治方法有：应尽量避免设备在非稳定区工作；采用旁通或放空法。增速节流法。五.制图分析题（10分）解：1）关小A：A点突降。水压曲线变平坦。总阻抗增大，总流量减小。1、2、3流量等比例减小。 2）关小B：B点突降。水压曲线变平坦。总阻抗增大，总流量减小。1流量增大；2、3流量减小。不一致失调。六.计算分析题（10分）1.定压点C在网路回水干管与用户2回水管连接处。（1分）2.H=55-26=29 mH2O。（1分）3.55-42=13 mH2O。（1分）4.(42-36)+(32-26)=12mH2O。（1分）5.（32-26）*104/1000=60Pa/m。（1

48、分）6.用户1支线压力损失大。（1分）7.静水压线：29-5=2424+3 不倒空； 29-517.6+3 不汽化。回水管动水压曲线：32-5=2724-5+3=22 不倒空； 能保持正压。供水管动水压曲线：36-5=3117.6+3=20.6 不汽化；36-32=42 作用压力满足。满足技术要求。（3分）8.用户3采用混合水泵的直接连接，供水管入口节流。（1分）七.计算题（10分）解：1）主干线为从热源到用户2的管线，主干线平均比摩阻Rpj=4080Pa/m。根据主力计算表，有流量G、平均比摩阻Rpj确定d、R、v。结果见计算表（2分）管段编号流量G(t/h)管长l(m)当量长度ld(m)折

49、算长度lzh(m)管径d(mm)流速v(m/s)比摩阻R(Pa/m)阻力损失P(Pa)主干线ABBD支线BC3020101801508039.73616.9219.718696.9125100700.710.740.7854.679.2142.211996（2分）14731（2分）13779（2分）各管段当量长度计算：管段编号局部阻力个数当量长度管段总当量长度ABBDBC闸阀方形补偿器闸阀旁流三通方形补偿器直流三通异径接头方形补偿器闸阀1311311212.23*12.5=37.51.654.953*9.8=29.420.32*6.8139.73616.9支线水力计算：管段BC资用压力PBC=

50、PBD=14731Pa支线比摩阻R=PBC/(1+j)=14731/80(1+0.6)=115Pa/m（2分）查表计算，结果见表。_A参考答案及评分标准一 （填空题（每空2分，共30分）1 流体管网应包括(管道系统)、(动力系统)、( 调节装置)、(末端装置)及保证管网正常工作的其他附属装置。2 要保证流体流动过程力学相似必须同时满足（几何相似）、（运动相似）、（动力相似）。3 流体流动阻力有两种：摩擦阻力也称沿程阻力，及局部阻力。其中（沿程）阻力随水力半径的增大而（减少）。4 当各环路的（重力作用相等）时，并联管段的总阻抗Sb与各并联管段的阻抗SI有如下关系5 管道中某点的测压管水头高度，就

51、是该点的距基准面的位置高度与该点的（测压管水柱高度）之和。6 膨胀水箱的膨胀管，在重力循环中应接在(供水总立管的顶端)；在机械循环系统中，一般接在(循环水泵吸入口)。7 常用的风机有离心风机、（轴流风机）、斜流风机、（惯流风机）。二 简答题（每题8分，共40分）1 简述流体输配管网水力计算的主要目的。答：根据要求的流量分配，确定管网的各管段管径和阻力，（4分）求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件。（4分）2 现场测得水泵得扬程和流量低于厂家给出的样本性能，能否断定该水泵为不合格产品？为什么？ 答：不能断定该水泵为不合格产品。（3分）因为水泵接入管网时会产生系统效应，即由于生产厂家在设备性能测试时进出口接管方式形成的流体能量损失小于实际进出口接管方式形成的流体能量损失。（5分）3 简述动静压转换原理。答：全压是静压和动压之和，（3分）在某一管流断面，全压一定时，如静压增长，则动压