流體輸配管網課后習題以及答案 【第六章作業(yè)】.doc

第六章 泵、風機與管網系統(tǒng)的匹配6-5 什么是管網系統(tǒng)中泵（風機）的工況點？如何求取工況點？答：管網系統(tǒng)中泵（風機）的工況點是泵或風機在管網中的實際工作狀態(tài)點。取工況點方法:（1）當為單個機組時將泵或風機實際性能曲線中的（或），與其所接入的管網系統(tǒng)的管網特性曲線，用相同的比例尺、相同的單位繪在同一直角坐標圖上，兩條曲線的交點，即為該泵（風機）在該管網系統(tǒng)中的運行工況點。在這一點上，泵或風機的工作流量即為管網中通過的流量，所提供的壓頭與管網通過該流量時所需的壓頭相等。（該管網的Pst=0）【圖1的A點曲線I 為風機的曲線，曲線II 為管網特性曲線。A 點為風機的工況點?！浚?）當管網有多臺水泵或風機聯合（并聯或串聯）工作時，應先求出多臺水泵聯合運行的總性能曲線，此總性能曲線與管網特性曲線的交點為管網系統(tǒng)的聯合運行工況點；然后再求各臺水泵或風機各自的工況點。此時應特別注意單臺水泵或風機的性能曲線與管網特性曲線的交點不是該水泵在聯合運行時的工況點。6-9 為什么要考慮水泵的安裝高度？什么情況下，必須使泵裝設在吸水池水面以下？答：需要考慮水泵的安裝高度，保證水泵內壓力最低點的壓力高于工作溫度對應的飽和蒸汽壓力，且應保證一定的富裕值。因為如果水泵內部壓力最小值低于被輸送液體工作溫度下的氣化壓力，則會發(fā)生氣蝕現象，使水泵損壞。安裝水泵的高度是從進水方面進行考慮的，主要有兩點：1、水泵的自吸深度（自吸水泵才能有此功能）2、水泵的揚程方面。只有在水泵沒有自吸能力的情況下，水泵必須安裝在水面以下的位置上。對于有些軸流泵，或管網系統(tǒng)輸送的是溫度較高的液體（例如供熱管網、鍋爐給水和蒸汽管網的凝結水等管網系統(tǒng)），對應溫度下的液體汽化壓力較高；或吸液池面壓力低于大氣壓而具有一定的真空度，此時，水泵葉輪往往需要安裝在吸水池水面以下。6-16 某管網中，安裝有兩臺12sh-6B 型水泵，單臺性能參數如下表所示：參數序號123Q（m3/h）540720900H（m）726757N（kW）151180200當管網只開啟其中的一臺水泵時，輸出流量是720m3/h，揚程是67m。（1）不改變管網，兩臺水泵并聯運行，求解此時管網的總工作流量；每臺水泵的工況點（工作流量、揚程）。（2）不改變管網，兩臺水泵串聯運行，求解此時的水泵聯合運行曲線、串聯運行的工況點（水泵聯合運行的總流量與總揚程）；每臺水泵的工作流量、揚程。解：（1）首先求兩臺水泵并聯運行時的性能曲線，對單臺性能曲線I上的3個性能參數點（見上表），按相同揚程時流量疊加的方法獲得，見習題6-16解答圖中曲線II。管網的阻抗mH2O/(m3/h)2。即管網特性曲線方程為，作管網特性曲線，見習題6-16 解答圖中曲線。曲線II與III的交點2為兩臺水泵并聯運行的工況點。由圖可知，管網的總工作流量為756.7m3/h，每臺水泵的工作流量為378.4 m3/h，揚程為73.9mH2O。（2）此兩臺水泵串聯時，按照相同流量下揚程疊加的方法獲得總的性能曲線，見圖中曲線IV，曲線III和IV 的交點3 為管網總工作點，由圖可知，管網總工作流量889 m3/h，總揚程115.47 mH2O；每臺水泵流量889 m3/h，揚程57.7 mH2O。習題 6-16 6-18 某閉式空調冷凍水管網并聯有兩臺相同的循環(huán)水泵。單臺水泵性能參數如下：轉速2900r/min，所配電機功率2.2kW。流量揚程性能如下表：參數序號123流量Q（m3/h）7.512.515揚程H（m）222018.5管網中開啟一臺水泵時，流量為15 m3/h，揚程為18.5m。（1）畫出單臺水泵運行時水泵的性能曲線和管網特性曲線，并標出工況點；（2）若管網只需流量10 m3/h，擬采用：1）關小調節(jié)閥門；2）調節(jié)水泵的轉速的辦法來實現。求出采用這兩種調節(jié)方法后水泵的工況點。采用關小調節(jié)閥的方法時，管網的阻抗值應增加多少？采用調節(jié)轉速的方法時，轉速應為多少？比較采用這兩種方法耗用電能的情況；（3）若管網需要增加流量，讓這兩臺水泵并聯工作，管網系統(tǒng)流量能否達到30m3/h？此時每臺水泵的流量和揚程各是多少？解：（1）如習題6-18 解答圖，單臺水泵的性能曲線為曲線I。管網阻抗mH2O/(m3/h)2，作管網特性曲線為曲線，二者的交點1為水泵的工況點，輸出流量為15 m3/h，揚程為18.5m。（2）關小閥門時，要求的輸出流量是，水泵的性能曲線不變，仍為曲線I，由橫坐標作垂線，與曲線I交點2為要求的工況點，此時，流量10m3/h，揚程21.2 m。管網的阻抗，增加阻抗為。采用調節(jié)轉速的方法時，管網特性曲線仍為，由橫坐標m3/h作垂線，與曲線交點3為要求的工況點。由于曲線上的點滿足，即曲線是過單臺水泵性能曲線I上點1的相似工況曲線，因此點3與點1是相似工況點，所以轉速r/min。設水泵效率基本不變，調節(jié)閥門的耗功率和調節(jié)轉速時的耗功率對比情況如下：，即采用調節(jié)閥門的方法耗用電能是采用調節(jié)轉速的2.59倍。（3）按照水泵并聯工作的聯合運行工作性能曲線的求解方法，作出此2 臺水泵并聯工作的聯合運行工作性能曲線，如圖中曲線，與管網特性曲線交點4為聯合運行的工作點，此時總流量16.2m3/h，不能達到30 m3/h，揚程為22.0 mH2O。6-22 一臺水泵裝置的已知條件如下：Q=0.88 m3/s，吸入管徑D=0.6 米，當地大氣壓力近似為1 個標準大氣壓力，輸送20清水。泵的允許吸上真空高度為Hs=3.5m，吸入段的阻力為0.4m。求：該水泵在當地輸送清水時的最大安裝高度。若實際安裝高度超過此最大安裝高度時，該泵能否正常工作？為什么？解：該水泵吸入管中的平均速度為。該水泵在當地輸送清水時的最大安裝高度為：若實際安裝高度超過此最大安裝高度時，該泵不能正常，因為此時泵內最低壓力點的壓力將可能低于該水溫下的氣化壓力，可能發(fā)生氣蝕現象。6-25 某空氣調節(jié)工程的閉式冷凍水管網設計流量是900t/h，水溫712，供水管路布置后經計算管網總壓力損失為26mH2O，建筑物高約20m，水泵安裝在底層，試為該管網選配水泵。解：該管網為閉式管網，且水溫變化幅度小，不考慮重力作用的影響，按管網的計算壓力損失確定水泵的揚程。對于流量和揚程，均增加10%作為選擇水泵的依據。; ;系統(tǒng)總阻抗考慮該系統(tǒng)流量較大，且空調系統(tǒng)大多數時間并非滿負荷運行，故選擇多臺相同型號的水泵并聯運行。根據已知條件，要求