54流体输配管网

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△PAB=2000Pa不变。在设计流量GI=GII=GIII=1000m3/h时，阻力△PAA1=△PA1A2=△PA2A3=200Pa；△PB3B2=△PB2B1=△PB1B=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GII增加到1500m3/h。此时△PA2B2=1000Pa，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△PAB=2000Pa。设计总流量G=3000m3/h时，各分支流量相等。管路压降△PAA1=△PA1A2=△PA2A3=160Pa，△PB3B2=△PB2B1=△PB1B=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△PA3B3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200m3/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）32.52011Q（m3/h）15020022023、某管网使用风机一台。在全压为1000Pa时，管网流量为10000m3/h，现需将流量提高到15000m3/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）22501000605Q（m3/h）7500100001100024、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△HAB=40m不变。在设计流量GI=GII=GIII=1000m3/h时，阻力△HAA1=△HA1A2=△HA2A3=5m；△HB3B2=△HB2B1=△HB1B=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10000m3/h，现需将流量提高到15000m3/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=1200r/min）P（Pa）22501000605Q（m3/h）75001000011000(2)欲使管网的流量减少到7500m3/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（m3/h）540720900H（m）726757N（kW）15118020029、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（m3/h）138571739820401P（Pa）421390356N（kW）2.02.22.4830、（10分）如图A、B两点的压差近似为定值△HAB=40m不变。在设计流量GI=GII=GIII=1000m3/h时，阻力△HAA1=△HA1A2=△HA2A3=5m；△HB3B2=△HB2B1=△HB1B=5m。某时用户II关小阀2，将自己流量GII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(m3/h)100125150扬程(m)655018管网中开启一台水泵时，流量为150m3/h，扬程为18m：(1)画图求解开启一台水泵时的工况点。(2)若管网只需流量100m3/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300m3/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/m7）。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（V1,V2,…V5）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)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1~3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、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：①各类管网的流动介质不同；②管网具体型式、布置方式等不同；③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ΔP=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：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t