流體輸配管網(wǎng)習(xí)題

流體輸配管網(wǎng)習(xí)題集及部分參考答案主要編寫人員 龔光彩 章勁文 李孔清 唐海兵 龍舜心 許淑惠等第一部分 習(xí)題集第 1 章1-1 何謂零速點（零點）？1-2 閉合差是指什么？給出燃?xì)夤芫W(wǎng)各環(huán)閉合差的確定方法1-3 什么是枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)，普通的通風(fēng)系統(tǒng)在什么條件下可以理解成環(huán)狀管網(wǎng)？1-4 補充完整例題1-2的水力計算表1-5 給出沿程均勻泄流管道阻力計算公式, 當(dāng)無轉(zhuǎn)輸流量時阻力損失是多少?1-6 分析農(nóng)村灶臺或炕煙氣流動驅(qū)動力？1-7 渠底坡度與分類1-8 明渠均勻流的條件與特性1-9 寫出謝才公式和曼寧公式，并指出兩個公式中各物理量的意義1-10 水力最優(yōu)斷面是什么？1-11 無壓圓管在何時具有最大流速和流量？第 2 章（第 8 章水泵計算等部分習(xí)題入此）2-1 已知 472No6C 型風(fēng)機在轉(zhuǎn)速為 1250 r/min 時的實測參數(shù)如下表所列，求：各測點的全效率；繪制性能曲線圖；定出該風(fēng)機的銘牌參數(shù)（即最高效率點的性能參數(shù)） ；計算及圖表均要求采用國際單位。測點編號 1 2 3 4 5 6 7 8H(m 水柱） 86 84 83 81 77 71 65 59P（N/） 843.4 823.8 814.0 794.3 755.1 696.3 637.4 578.6Q（m3/h） 5920 6640 7360 8100 8800 9500 10250 11000N(kW) 1.69 1.77 1.86 1.96 2.03 2.08 2.12 2.152-2 根據(jù)題 2-1 中已知數(shù)據(jù)，試求 4-72-11 系列風(fēng)機的無因次量，從而繪制 該系列風(fēng)機的無因次性能曲線 。計算中定性葉輪直徑 D2=0.6m。2-3 得用上題得到的無因次性能曲線 求 4-72-11No5A 型風(fēng)機在 n=2900 r/min 時的最佳效率點各參數(shù)什，并計算該機的比轉(zhuǎn)數(shù)值。計算時 D2=0.5m。2-4 某一單吸單級泵，流量 Q=45m3/s ，揚程 H=33.5m ，轉(zhuǎn)速 n=2900r/min ,試求其比轉(zhuǎn)數(shù)為多少？如該泵為雙吸式，應(yīng)以 Q/2 作為比轉(zhuǎn)數(shù)中的流量計算，則其比轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少，當(dāng)該泵 設(shè)計成八級泵，應(yīng)以 H/8 作為比轉(zhuǎn)數(shù)中的揚和計算值，則比轉(zhuǎn)數(shù)為多少？2-5 某一單吸單級離心泵，Q=0.0375(m3/s) ，H=14.65m ，用電機由皮帶拖動，測得n=1420r/min,N=3.3kW; 后因改為電機 直接聯(lián)動，n 增大為 1450r/min，試求此時泵的工作參數(shù)為多少？ 2-6 在 n=2000 的條件下實測一離心泵的結(jié)果為 Q=0.17m/s,H=104m,N=184kW.如有一幾何相似的水泵，其葉輪比上述泵的葉輪大一倍，在 1500r/min 之下運行，試求在相同的工況點的流量，揚程及效率各為多少?2-7 有一轉(zhuǎn)速為 1480r/min 的水泵，理論流量 Q=0.0833m/s ，葉輪外徑 D=360mm，葉輪出中有效面積 A=0.023，葉片出口安裝角 =30，試做出口速度三角形。假設(shè)流體進(jìn)入葉片前沒有預(yù)旋運動，即 Vu=0,試計算此泵的理論壓頭 Ht.設(shè)渦流修正系數(shù)k=0.77，理論壓 HT 這多少？2-8 有一臺多級鍋爐給水泵，要求滿足揚程 H=176m，流量 Q=81.6m3/h，試求該泵所需的級數(shù)和軸功率各為多少？計算中不考慮渦流修正系數(shù)。其余已知條件如下：葉輪個徑 D =254m水力效率 h=92%容積效率 v=90%機械效率 m=95 %轉(zhuǎn)速 n=1440r/min液體出口絕對流速的切向分速為出口圓周速度的 55.2-9 為什么離心式泵與風(fēng)機性能曲線中的 Q- 曲線有一個最高效率點？2-10 影響泵或風(fēng)機的性能的能量損失有哪幾種？簡單地討論造成損失的原因。證明全效率等于各分效率之乘積。2-11 試簡論述相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)的含義和用途，指出兩者的區(qū)別。2-12 無因次性能曲線 何以能概括同一系列中，大小不同，工況各異的性能？應(yīng)用無因次性能曲線 要注意哪些問題？2-13 試簡論不同葉型對風(fēng)機性能的影響，并說明前向葉型的風(fēng)機為何容易超載？ 2-14 利用電機拖動的離心式泵或風(fēng)機，常在零流量下啟動，試說明其理由。2-15 關(guān)閉節(jié)流設(shè)備使泵或風(fēng)機常在零流量下運行，這時軸功率并不等于零，為什么？是否可以使風(fēng)機或泵長時期在零流量下工作？原因何在？2-16 下表所列 4-72-11 型風(fēng)機中的數(shù)據(jù)任選某一轉(zhuǎn)速下三個工況點，再選 另一個轉(zhuǎn)速下三個工況點，驗證它們是否都落在同一無因次性能上。取 T4-72-11No.5A 型風(fēng)機其參數(shù)如下：n=1450r/min P(Pa)Q3(/)mhPQ點 1 800 3976 0.464 0.148點 4 740 5402 0.429 0.202點 8 500 7310 0.290 0.273n=2900r/min P(Pa)Q3(/)hP點 1 3200 7942 0.463 0.148點 4 2960 10840 0.428 0.202點 8 2010 14620 0.291 0.2732-17 根據(jù)歐拉方程，泵與風(fēng)機所產(chǎn)生的理論揚程 ，與流體種類無關(guān)。這個結(jié)論應(yīng)該如TH何理解？在工程實踐中，泵在啟動前必須預(yù)先向泵內(nèi)充水，排除空氣，否則水泵就打不上水來，這不與上述結(jié)論相矛盾嗎？2-18 本書中，H 代表揚程，P 代表水頭，而在工程實踐中，風(fēng)機樣本上又常以 H 表示風(fēng)機的壓頭，單位為 Pa，此壓頭 H 與揚程 H 及壓頭 P 有何異同？2-19 你能否說明相似律中和式= = =mQH3mNn有什么使用價值。2-20 計算泵或風(fēng)機的軸功率時，我國常用下列公式：N= ；N= ；N=r102Qp其中，N 的單位為 kW，你能否說明每個公式中，r 、Q、H 及 p 都應(yīng)采用什么單位。2-21 一系列的諸多泵或風(fēng)機遵守相似律，那么，同一臺泵或風(fēng)機在同一轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，其各個工況（即一條性能曲線上的許多點）當(dāng)然等要遵守相似律。這些說法是否正確。2-22 風(fēng)機的實際使用條件（當(dāng)?shù)貧鈮?B、溫度 t）與樣本規(guī)定條件不同時，應(yīng)該用什么公式進(jìn)行修正？如將樣本提供的數(shù)據(jù)修正成實際使用工況，能否反其道而行之，將使用條件下的 Q 及 p 換算成樣本條件下的 及 ？上述兩種做法，哪種最佳？0Qp2-23 泵與風(fēng)機的理論基礎(chǔ)，都包括哪些內(nèi)容？2-24 泵的揚程與泵出口總水頭是否是一回事？兩者何時相等，何時揚程大于出水總水頭及何時小于出水總水頭。2-25 在實際工程中，是在需要的流量下計算出管路阻力，即已知 Q 和 ，此時如何確h定管路系統(tǒng)特征曲線。2-26 管路特性曲線與機器特性曲線相交點有何含義，與 N-Q 與 -Q 曲線的焦點是何含意？機器功率 N、效率 如何確定。2-27 兩機并聯(lián)運行時，其總流量 Q 為什么不能等于各機單獨工作所提供的流量 與1q之和。2q2-28 兩機聯(lián)合運行時，其功率如何確定。2-29 試簡述泵產(chǎn)生氣蝕的原因 和產(chǎn)生氣蝕的具體條件。2-30為什么要考慮水泵的安裝高度？什么情況下，必須使泵裝設(shè)在吸水池水面以下？2-31水泵性能曲線中的 QHs和 Q-h曲線都與泵的氣蝕有關(guān)，試簡述其區(qū)別。2-32 已知下列數(shù)據(jù)，試求泵所需的揚程。水泵軸線標(biāo)高 130m，吸水面標(biāo)高 170m，吸入管段阻力 0.81m，壓出管段阻力 1.91m。 2-33 如圖所示的泵裝置從低水箱抽送容重 980kgf/m 的液體，已知條件如下：x=0.1m,y=0.35m,z=0.1m,M 讀數(shù)為 124kPa,M 讀數(shù)為 1024kPa,Q=0.025m/s, =0.80.試求此泵所需的軸功率為多少？2-33 題圖2-34 有一泵裝置的已知條件如下：Q=0.123(/)mh，吸入管徑 D=0.25m，水溫為 40 度（容重392/kgfm） ， sH =5m，吸水面標(biāo)高 102m，水面為大氣壓，吸入管段阻力為0.79m。試求：泵軸的標(biāo)高最高為多少？如此泵裝在昆明地區(qū)，海拔高度為，泵的安裝位置標(biāo)高應(yīng)為多少？設(shè)此泵輸送水溫不變，地區(qū)仍為海拔 102m，但系一凝結(jié)水泵，制造 廠提供的臨界氣蝕余量為 1.9m，冷凝水箱內(nèi)壓強為 9kPa，泵的安裝位置有何限制？2-35 某一離心式風(fēng)機的 Q-H 性能曲線 如圖所示。試在同一坐標(biāo)圖上作兩臺同型 號的風(fēng)機并聯(lián)運行和串聯(lián)運行的聯(lián)合 QH 性能曲線 。設(shè)想某管路性能曲線 ，對兩種聯(lián)合運行的工況進(jìn)行比較，說明兩種聯(lián)合運行方式各適用于什么情況 n=160r/min0 2 4 6 8 10 12 14Q(10m3/h501015020HmH2O)2-35 題圖2-36 利用第二章習(xí)題的數(shù)據(jù)給出 4-72-11 號風(fēng)機在的三條 QH 性能曲線 （繪在同一坐標(biāo)圖上） 。然后用圓滑曲線 將三條曲線上的相似工況點連接起來，每一條曲線都是等效率曲線 ?？梢钥闯龅刃是€是一簇交于原點的拋物線。將所得結(jié)果與風(fēng)機通用性能曲線相比較，說明其異同，分析其原因 。2-37 某工廠集中式空氣調(diào)節(jié)裝置要求3240/Qmh， 980.7HPa ，試根據(jù)無因次性能曲線圖選用高效率 KT4-86 型離心式風(fēng)機一臺。第 3 章3-1 明渠流動稱重力流動，自然管流亦可稱重力流動，這二種“重力”流動的驅(qū)動力有何區(qū)別？3-2 自然循環(huán)雙管系統(tǒng)垂直失調(diào)與自然循環(huán)單管系統(tǒng)垂直失調(diào)的原因是否存在不同，各自是什么？3-3 機械循環(huán)與自然循環(huán)的主要區(qū)別有哪些？3-4 膨脹水箱的作用有哪些？3-5 什么是水平失調(diào)？3-6 同程式系統(tǒng)與異程式系統(tǒng)有何區(qū)別？3-7 不等溫降算法在何種場合使用較為合適，有何優(yōu)點？3-8 供暖自然循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)的膨脹水箱是如何設(shè)置的？為什么？3-9 供暖自然循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)管道的坡度是如何規(guī)定的？為什么要設(shè)坡度？3-10 管道水力計算方法中當(dāng)量阻力法和當(dāng)量長度法的計算原理是什么3-11 熱水管道中的等溫降法、不等溫降法有何不同？3-12 熱水供暖系統(tǒng)的垂直失調(diào)和水平失調(diào)是如何產(chǎn)生的？3-13 如何計算熱水供暖自然循環(huán)系統(tǒng)的工作壓力？3-14 試計算某單管系統(tǒng)各層立管中的混合水溫，其熱負(fù)荷和熱媒溫度已示于 314 題圖。150 15010 10130 1309570t2t13-15 寫出下列各圖示自然循環(huán)供暖系統(tǒng)計算作用壓力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。315 題圖（a ） （b）（c） （d） 。圖 314 題圖3-15 題圖3-16 試寫出單雙管混合系統(tǒng)通過最不利環(huán)路的自然循環(huán)作用壓力。其散熱負(fù)荷及標(biāo)高見316 題圖。1 23 45 67 8 1.53.03.03.03.02.52.0tg95th702080701303-16 題圖3-17 膨脹水箱與系統(tǒng)的連接點對系統(tǒng)壓力分布有無影響，為什么（繪圖分析）？如何保證系統(tǒng)正常運行。3-18 某機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)，采用四柱 813 型散熱器和 4M 型鍋爐，有 100 米室外管道。其熱負(fù)荷為 500000W，試確定膨脹水箱的有效容積和型號。3-18 題圖3-19 某自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)，其熱負(fù)荷為 250000W，采用 M132 型散熱器和 SH 型熱水鍋爐，試確定膨脹水箱的型號。 G=10kg/h3/4“3/4“0.81.0 G=150kg/h3/4“3/4“0.81.0(a) (b)G=40kg/hdldkdz G=50kg/hdldkdz(c) (d) G=40kg/hdl dz(e)dkdl*k*dz=252020dl*k*z=323030dl*k*dz=252020圖 32圖 323-19 題圖3-20 某供暖系統(tǒng)如 318 題圖所示，試分析通過各個環(huán)路的幾種可能的自然循環(huán)作用壓力，并寫出其計算作用壓力。3-21 試確定下圖所示單管熱水供暖系統(tǒng)的作用壓力，并確定最遠(yuǎn)環(huán)路的管徑、阻力和散熱器的面積（見圖 318） 。3-23 試確定下列各圖中流入散熱器的流量 G1 和 G2（圖 319） 。3-24 試編制程序模擬“不等溫降”法的手工計算過程，計算教材中的例 35，其輸出格式請參照教材表 315。3-25 某機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)如 325 題圖所示，其供回水溫度為 95/70，用戶入口處壓力為 10000Pa，試進(jìn)行水力計算， （確定熱水，回水干管管徑，并平衡 II、V 立管等） 。3-26 試求沿程壓力降仍服從阻力平方定律時管道內(nèi)水的最低速度，即流動由紊流過渡區(qū)轉(zhuǎn)到阻力平方區(qū)的臨界速度。假設(shè)水的溫度 t=1000C，管道的絕對粗糙度 k=0.5mm。附注：紊流過渡區(qū)的流動摩察系數(shù)由阿爾特舒爾公式確定： 。阻力10.()ReQUkd平方區(qū)的流動摩擦系數(shù)由謝弗林遜公式確定：0.1()QUkd3-27 有一直徑 d=100mm 的管道，試求以 v=0.2m/s，溫度 t=1000C 的水通過該管道的單位沿程壓力降。假定管道的絕對粗糙度 k=0.5mm。3-28 有一直徑 d=300mm 和長度 1=2000m 的管道，如長期使用后其絕對粗糙度由k1=0.5mm 增大至 k2=2mm。試求：（1）在相同的水流量下該管道的壓力損失增加幾倍？（2）在相同的壓力降下該管道的水流量減少多少，假設(shè)總的局部阻力系數(shù) 。10325 題圖3-28 某直徑 d=300mm 的管道，有平均溫度為 900C,流量為 300t/h 的熱水通過，試求水通過該管的流速和單位沿程壓力降（利用水力計算表進(jìn)行計算） 。（1）假設(shè)管道的絕對粗糙度 k1=0.5mm。（2）k2=0.2mm3-29 試求供水量 G=300t/h 的單管式遠(yuǎn)距離管道的直徑。管道的長度 L=10km，流動摩擦阻力和局部阻力的允許壓力降（假定地形平坦） P=6bar?？偟木植孔枇ο禂?shù) ，120計算中假設(shè)的絕對粗糙度 k=0.5mm，水的密度 p=958kg/m3。3-30 某雙管式熱水供熱系統(tǒng)，其管段長度，閘門及方形補償器的平面布置如 330 題圖所示，網(wǎng)路的計算供回水溫度分別為 tg=1300C，ta=700C,用戶 1、2、3 內(nèi)部的阻力損失分別為 5、10、5mHzO，供暖設(shè)計熱負(fù)荷均為 3106W，試求各管段的管徑及實際的壓頭損失。3-30 題圖假設(shè)熱網(wǎng)水泵揚程 H=45mH2O 鍋爐房內(nèi)汽一水加熱器及管道的阻力損失為 H=15mH2O。計算中取 k=0.5mm。3-31 承上題，試編制程序上機計算，輸出格式可采用教材中有關(guān)表格的形式。3-32 當(dāng)進(jìn)行雙管式輸送熱水管的試驗時，起點（熱電廠）供水和回水管上壓力表所示的壓力相應(yīng)地為 9bar 和 4bar，同時終點供水管和回水管上壓力表所示的壓力相應(yīng)地為 4bar和 3bar。設(shè)供水管和回水管的摩擦阻力和局部阻力的壓頭損失相同，試求熱水管終點的標(biāo)高比起點的高多少。3-33 有一直徑 d=257mm，線路長 L=1200m 的雙管式熱力管，供給用戶熱水V=300m3/h。如果根據(jù)壓力表測得熱力管起點處供水管的壓力 p1=7bar.回水管的壓力 p2=3bar，試求用戶熱力站內(nèi)供水管