流體輸配管網(wǎng) 期末復(fù)習(xí)資料

1、.1. 按照流體力學(xué)特性，管道又可分為簡(jiǎn)單管路、復(fù)雜管路。復(fù)雜管路是簡(jiǎn)單管路、串聯(lián)管路與并聯(lián)管路的組合，一般可分為：枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。枝狀管網(wǎng)，并聯(lián)管路的阻力損失一定相同。2.流體輸配管網(wǎng)有兩個(gè)基本任務(wù)：一是流體（物質(zhì)）的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配，二是能量的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配。而且在這種流體(物質(zhì))、能量的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配過(guò)程中，存在流體的機(jī)械能損失。3.恒定氣流流動(dòng)能量方程式: p1、p2 是斷面1、2的相對(duì)壓力，專業(yè)上習(xí)慣稱靜壓。 動(dòng)壓，反映斷面流速無(wú)能量損耗地降低至零所轉(zhuǎn)化的壓力值。 重度差與高程差的乘積，稱為位壓。 靜壓和位壓之和，稱為勢(shì)壓。 靜壓和動(dòng)壓之和，稱為全壓。 靜壓、動(dòng)壓和位壓三項(xiàng)之和，稱為總壓。4.

2、“煙囪”效應(yīng)，即通常所說(shuō)的“熱壓”作用：在斷面處開個(gè)孔，會(huì)導(dǎo)致外部空氣流入煙囪并向上流動(dòng)的現(xiàn)象。5.根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的工作原理，通?？蓪⑺鼈兎譃椋喝莘e式、葉片式。根據(jù)流體的流動(dòng)情況，可將它們?cè)俜譃?）離心式泵與風(fēng)機(jī)、2)軸流式泵與風(fēng)機(jī)、3)混流式泵與風(fēng)機(jī)、4）貫流式風(fēng)機(jī)。6.泵的揚(yáng)程H與風(fēng)機(jī)的全壓p和靜壓pj1）泵的揚(yáng)程：泵所輸送的單位質(zhì)量流量的流體從進(jìn)口至出口的能量增值除以重力加速度即為揚(yáng)程。2）風(fēng)機(jī)的全壓p：?jiǎn)挝惑w積氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)所獲得的能量增量即全壓，單位為Pa。3）風(fēng)機(jī)的靜壓pj:風(fēng)機(jī)全壓減去風(fēng)機(jī)出口動(dòng)壓即風(fēng)機(jī)靜壓。4）有效功率：在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)泵的流體（總流）所獲得的總能量叫有效功率，符號(hào)

3、Pe。（單位：kW）5）全效率（效率）：表示輸入的軸功率P被流體所利用的程度，用泵或風(fēng)機(jī)的全效率（簡(jiǎn)稱效率）來(lái)計(jì)量。6）轉(zhuǎn)速n：指泵或風(fēng)機(jī)葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。單位r/min。 7.離心式泵與風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件是葉輪和機(jī)殼。9.葉輪葉型與出口安裝角分為三類： 1）后向葉型，90。用于大型設(shè)備。 2）徑向葉型，=90。 3）前向葉型，90。前向葉型的葉輪所獲得的揚(yáng)程最大，其次為徑向葉型，而后向葉型的葉輪所獲得的揚(yáng)程最??；但是這并不是說(shuō)具有前向葉型的泵或風(fēng)機(jī)的效果最好。 離心式泵全都采用后向葉輪。在大型風(fēng)機(jī)中，為了增加效率或降低噪聲水平，也幾乎都采用后向葉型。10.軸功率與機(jī)內(nèi)損失的關(guān)系軸功率機(jī)械損失

4、主要由轉(zhuǎn)動(dòng)部件與固定部件之間機(jī)械摩擦所產(chǎn)生的能量損失機(jī)械側(cè)損失，主要為圓盤摩擦損失與軸承軸封摩擦流體理論功率流體側(cè) 流體流動(dòng)損失（流體側(cè)損失）水力損失容積損失流體側(cè)有效功率 軸功率=流體（側(cè)）理論功率+機(jī)械損失=流體有效功率+流體流動(dòng)損失（因水力、容積損失而導(dǎo)致的功率損失）+機(jī)械損失一般來(lái)講機(jī)內(nèi)存在機(jī)械損失、水力損失和容積損失等三種。11.泵和風(fēng)機(jī)的全效率等于容積效率、水力效率及機(jī)械效率的乘積。12.泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線qv-H、qv-P和qv -三條曲線是泵或風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的基本性能曲線。 其中最重要的是qv -H曲線qv -H分為三種： 1為平坦型，單獨(dú)一臺(tái)設(shè)備 2為陡降型，多臺(tái)設(shè)備 3為

5、駝峰型?？赡軙?huì)不穩(wěn)定工作，一般選擇曲線右邊 13.泵或風(fēng)機(jī)的相似同樣須滿足幾何、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力相似三個(gè)條件，且首先必須幾何相似。14. 比轉(zhuǎn)速的實(shí)際意義：（1）比轉(zhuǎn)速反映了某系列泵或風(fēng)機(jī)性能上的特點(diǎn)。比轉(zhuǎn)速大，表明其流量大而壓頭小；反之，比轉(zhuǎn)速小時(shí)，表明流量小而壓頭大。（2）比轉(zhuǎn)速可以反映該系列泵與風(fēng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。比轉(zhuǎn)速大的機(jī)器流量大而壓頭小，故其進(jìn)出口葉輪面積必然較大。 15.低比轉(zhuǎn)速泵或風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)：qv -H曲線較平坦，或者說(shuō)壓頭的變化較緩慢。qv -P曲線則因流量增加而壓頭減少不多，機(jī)器的軸功率上升較快，曲線較陡。qv -曲線則較平。16.軸流式風(fēng)機(jī)特點(diǎn)：軸向流入，軸向流出。當(dāng)工程需要大

6、流量和較低壓頭時(shí)，離心式風(fēng)機(jī)將難當(dāng)此任，而軸流式泵與風(fēng)機(jī)能滿足要求。 貫流式風(fēng)機(jī)特點(diǎn)：徑向流入，徑向流出。小風(fēng)量，低噪聲，壓頭適當(dāng)和在安裝上便于與建筑物相配合的小型風(fēng)機(jī)。 離心式風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速小，軸流式風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速大。17.軸流式風(fēng)機(jī)在性能曲線方面的特點(diǎn) 1）qv-H曲線大都屬于陡降型曲線。 2）qv-P曲線在流量為零時(shí)P最大，當(dāng)流量增大時(shí)，H下降很快，軸功率也有所降低，這樣往往使軸流式風(fēng)機(jī)在零流量下啟動(dòng)的軸功率為最大。 3）qv-曲線在最高效率點(diǎn)附近迅速下降，軸流式風(fēng)機(jī)的最佳工作范圍較窄。 18.當(dāng)工程需要大流量和較低壓頭時(shí)，軸流式泵與風(fēng)機(jī)則恰能滿足。19.自然循環(huán)熱水系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力為： h冷

7、卻中心至加熱中心的垂直距離（m） 自然循環(huán)的作用壓力不大，系統(tǒng)中若積有空氣，會(huì)形成氣塞，阻礙循環(huán)，因此管路排氣是非常重要的。20.自然循環(huán)熱水系統(tǒng):升溫慢，作用壓力小，管徑大，作用范圍受到限制，其作用是半徑不宜超過(guò)50m。自然循環(huán)熱水系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)內(nèi)的空氣順利的排除，供水干管必須設(shè)順?biāo)鞣较蛳陆灯露?，坡度值?.0050.01；散熱支管也應(yīng)沿水流方向設(shè)下降坡度，坡度值為0.01.為使系統(tǒng)順利排出空氣，并在系統(tǒng)停止運(yùn)行或檢修能通過(guò)回水干管順利排水，回水干管有向鍋爐方向的向下坡度，坡度值為0.0050.01.21.系統(tǒng)垂直失調(diào)：在供暖建筑物中，同一豎向的各層房間的室溫不符合設(shè)計(jì)要求的溫度，而出現(xiàn)

8、上、下層冷熱不均的現(xiàn)象，通常稱作系統(tǒng)垂直失調(diào)。雙管系統(tǒng)的垂直失調(diào)，是由于通過(guò)各層的循環(huán)作用壓力不同而出現(xiàn)的。 22.膨脹水箱作用：1）容納水受熱膨脹而增加的體積。2）能恒定水泵入口壓力，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，起定壓作用。 23.機(jī)械循環(huán)水系統(tǒng)的工作原理如果系統(tǒng)嚴(yán)密不漏水,膨脹水箱與系統(tǒng)連接點(diǎn)O點(diǎn)的壓力壓力與靜止時(shí)間相同,即HO-HJ.將O點(diǎn)稱為定壓點(diǎn)或恒壓點(diǎn)。定壓點(diǎn)O設(shè)在循環(huán)水泵入口處，既能限制水泵吸水管路的壓力降，避免水泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，又能使循環(huán)水泵的揚(yáng)程作用在循環(huán)管路和散熱設(shè)備中，保證有足夠的壓力水頭克服流動(dòng)阻力使水在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。機(jī)械循環(huán)上供下回式系統(tǒng)水平敷設(shè)的供水干管應(yīng)沿水流設(shè)上升坡度，

9、坡度值不小于0.002，一般為0.003。在供水干管末端最高點(diǎn)處設(shè)置集氣罐，以便空氣能順利地和水流同方向流動(dòng)，集中到集氣罐處排出?；厮晒芤矐?yīng)采用沿水流方向下降的坡度，坡度值不小于0.002，一般為0.003，以便于集中泄水。24.按管道鋪設(shè)的方式不同，室內(nèi)機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)分為垂直式系統(tǒng)和水平式系統(tǒng)。垂直式系統(tǒng)：1）上供下回式系統(tǒng)、（使用多，分為單管和雙管系統(tǒng)，雙管系統(tǒng)垂直失調(diào)問(wèn)題在機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中仍然存在，所以單管使用多）2）雙管下供下回式系統(tǒng)、3）中供式系統(tǒng)、4）下供上回（倒流）式系統(tǒng)。水平式系統(tǒng)：1）單管順流式系統(tǒng)、2）水平單管跨越式系統(tǒng)。水平式系統(tǒng)是目前居住建筑和公共建筑中應(yīng)

10、用較多的一種形式，便于民用住宅供暖時(shí)進(jìn)行分戶控制和計(jì)算。供暖系統(tǒng)可在專用管道內(nèi)采用雙管制系統(tǒng)，設(shè)總供、回水立管。25.室外機(jī)械循環(huán)熱水供熱管網(wǎng)由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三部分組成。26.熱水管網(wǎng)與熱用戶分為直接連接和間接連接，熱用戶與熱網(wǎng)間接連接使用最多。27.機(jī)械循環(huán)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)1）兩管制與四管制系統(tǒng)、2）開式和閉式系統(tǒng)：開式系統(tǒng)水需要克服高差，閉式系統(tǒng)水不需要克服高差。3）定流量和變流量系統(tǒng)：定流量系統(tǒng)中的循環(huán)水量保持定值，變流量系統(tǒng)中供回水溫度保持定值。4）一次泵和二次泵系統(tǒng)：一次泵系統(tǒng)的冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)只用一組循環(huán)水二次泵系統(tǒng)的冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分別設(shè)置循環(huán)水泵。 28.同程式系統(tǒng)和異程式系

11、統(tǒng)的不同異程式系統(tǒng)是指系統(tǒng)水流經(jīng)每一用戶回路的管道長(zhǎng)度不等。異程式水系統(tǒng)管路簡(jiǎn)單，不需采用同程管，水系統(tǒng)投資較少，但水量分配、調(diào)節(jié)較難。同程式系統(tǒng)由于各并聯(lián)環(huán)路的管路總長(zhǎng)度基本相等，各用戶的水阻力大致相等，所以系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，流量分配均勻。 在較大的建筑物中，常采用同程式系統(tǒng)。高層建筑的垂直立管通常采用同程式。水平管路系統(tǒng)范圍大時(shí)也應(yīng)采用同程式。（不平衡率同程式5%其他10%。異程式15%）29.確定各種設(shè)備承壓能力時(shí)，要考慮系統(tǒng)停止運(yùn)行、啟動(dòng)瞬間和正常運(yùn)行三種情況下的承壓能力，以最大者來(lái)選擇設(shè)備和管路附件。（是否承壓，是否失衡）30.高層建筑供熱供暖系統(tǒng)，由于建筑層數(shù)多而加重系統(tǒng)的垂直失

12、調(diào)問(wèn)題，一般情況下多用單管垂直分配式系統(tǒng)。 分層式系統(tǒng)，它的高度取決于室外管網(wǎng)的壓力和散熱器的承壓能力。31.垂直失調(diào)：高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的豎向分區(qū)取決于設(shè)備和附件的承壓能力。水系統(tǒng)在100m以內(nèi)可不進(jìn)行豎向分區(qū)。對(duì)于高于200m的系統(tǒng)，一般應(yīng)考慮分為高、中、低三個(gè)區(qū)的水系統(tǒng)。32.比摩阻：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度沿程壓力損失。室內(nèi)機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)最不利環(huán)路的經(jīng)濟(jì)比摩阻60120Pa/m。冷水管采用鋼管或鍍鋅管時(shí)，比摩阻一般為100400Pa/m，最常用的為250Pa/m。33.各個(gè)計(jì)算管段的總壓力損失應(yīng)等于該管段沿程壓力損失與該管段局部壓力損失之和。34. 等溫降法：采用相同的設(shè)計(jì)溫降進(jìn)行水力計(jì)算的一種

13、方法。采用等溫降法進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題.1)如果系統(tǒng)未知循環(huán)作用壓力,可在總壓力損失之上附加10確定。2）熱水采暖系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路之間的計(jì)算壓力損失相對(duì)差額，不應(yīng)大于15。3）根據(jù)比摩阻確定管徑時(shí)，管中的流速不能超過(guò)最大允許流速，流速過(guò)大會(huì)使管道產(chǎn)生噪聲。 35.在一般的情況下，熱水供熱管網(wǎng)主干線的設(shè)計(jì)平均比摩阻，可取4080Pa/m。36.采用異程式系統(tǒng)時(shí)，宜采用不等溫降法進(jìn)行管路的水力計(jì)算。對(duì)于大型的室內(nèi)熱水系統(tǒng)，宜采用同程式系統(tǒng)。37.通風(fēng)管道常采用的斷面形式有圓形及矩形。民用建筑為了與建筑結(jié)構(gòu)相配合多采用矩形的，工業(yè)廠房的送排風(fēng)系統(tǒng)的管道多采用圓形的。 制作通風(fēng)管道的材料最常采用的

14、是薄鋼板、鍍鋅鋼板和塑料板。鍍鋅鋼板、塑料板都具有較好的防腐作用。 38.民用及輔助建筑風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速：機(jī)械通風(fēng)（干管58）（支管25）m/s39.當(dāng)量直徑有流速和流量當(dāng)量直徑。流速當(dāng)量直徑：40.靜揚(yáng)程H=Hst+h1,1-2 閉式管網(wǎng)，Hst=0。 對(duì)于風(fēng)機(jī)，可認(rèn)為Hst=041.靜壓頭等于管網(wǎng)兩端的位置高差。42.泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)將泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線與管路性能曲線按同一比例繪制在同一坐標(biāo)圖上，兩條曲線相交于一點(diǎn)。交點(diǎn)D就是泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。D點(diǎn)表示管路系統(tǒng)中的泵或風(fēng)機(jī)，在流量為qVD的條件下，向系統(tǒng)所提供的揚(yáng)程HD，正式管路系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程。43.運(yùn)行工況店穩(wěn)定性只有D點(diǎn)是穩(wěn)定工作點(diǎn)，在K點(diǎn)

15、工作將是不穩(wěn)定的。對(duì)于具有駝峰形性能曲線的泵和風(fēng)機(jī)而言，在其壓頭峰值點(diǎn)的右側(cè)區(qū)間運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的工作狀態(tài)能自動(dòng)的與管網(wǎng)的工作狀態(tài)保持平衡，穩(wěn)定工作，這一穩(wěn)定的區(qū)間稱為穩(wěn)定工作區(qū)。而在壓頭特性曲線峰值的左側(cè)區(qū)域運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的工作狀態(tài)不能穩(wěn)定，因而此區(qū)域?yàn)榉欠€(wěn)定工作區(qū)。44.喘振現(xiàn)象：當(dāng)泵或風(fēng)機(jī)在非穩(wěn)定工作區(qū)運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)一會(huì)兒由泵或風(fēng)機(jī)輸出流體，一會(huì)兒流體由管網(wǎng)中向泵或風(fēng)機(jī)內(nèi)部倒流的現(xiàn)象。由于該現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)葉片受到突變負(fù)荷而產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲。專業(yè)中稱之為“喘振”現(xiàn)象。45.系統(tǒng)效應(yīng)：是指泵、風(fēng)機(jī)進(jìn)出口與管網(wǎng)系統(tǒng)連接方式，對(duì)泵、風(fēng)機(jī)的性能特性產(chǎn)生的影響。46.一般將設(shè)備最高效率的90100范圍內(nèi)

16、的區(qū)域?yàn)樽罴压ぷ鲄^(qū)。47.流量增加量qv的大小與管路性能曲線和泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線的變化趨勢(shì)有關(guān)。管路性能曲線越平坦，qv越大。泵或風(fēng)機(jī)性能曲線越陡，qv越大。（曲線越陡越有利）兩臺(tái)相同的泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)效果更好。48.并聯(lián)單機(jī)的臺(tái)數(shù)越多，曲線則越平坦，因而，流量的增加量qv的值就越小。一般來(lái)說(shuō)，聯(lián)合運(yùn)行要比單機(jī)運(yùn)行的效果差，調(diào)節(jié)也較復(fù)雜。所以，聯(lián)合運(yùn)行的臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，對(duì)于水泵一般不超過(guò)6臺(tái)。49.靜壓頭水線：是指當(dāng)循環(huán)水泵停止運(yùn)行時(shí)，熱水管網(wǎng)中各點(diǎn)壓頭的連接線，靜壓水頭線是一條水平線，高度不應(yīng)超過(guò)底層散熱器的承壓能力，并應(yīng)滿足熱水管網(wǎng)直接連接的各用戶系統(tǒng)內(nèi)不發(fā)生汽化、不倒空。系統(tǒng)的靜壓要大于或等于

17、系統(tǒng)最高點(diǎn)與熱力站的標(biāo)高差加上高溫水的汽化壓力，為了安全起見，一般加上3050kPa的富裕值。50.熱水管網(wǎng)任一點(diǎn)的熱水不能產(chǎn)生汽化。51.保持定壓點(diǎn)壓力恒定的定壓方式：有高位膨脹水箱、補(bǔ)給水泵、氣體加壓罐等方法。 膨脹水箱一般用于低溫水系統(tǒng)，裝置簡(jiǎn)單，壓力穩(wěn)定，省電，并能同時(shí)滿足系統(tǒng)溢水及補(bǔ)水的要求。 補(bǔ)給水泵需長(zhǎng)期供電，一旦失電就不能保持靜壓線的高度，因而會(huì)產(chǎn)生用戶系統(tǒng)頂部汽化和倒空的問(wèn)題。52.采用補(bǔ)給水泵定壓時(shí)，主要取決于整個(gè)系統(tǒng)的泄漏水量。選擇補(bǔ)給水泵時(shí)，其流量應(yīng)根據(jù)供熱系統(tǒng)的正常補(bǔ)水量和事故補(bǔ)水量來(lái)確定，一般區(qū)正常補(bǔ)水量的4倍計(jì)算。補(bǔ)給水泵的揚(yáng)程，應(yīng)根據(jù)壓力水頭圖靜壓線的壓力要求確

18、定。53.泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)即機(jī)器工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)主要有兩種方法：一是改變泵與風(fēng)機(jī)本身性能曲線即改變機(jī)器性能曲線。另一種是進(jìn)行管路的阻抗能力調(diào)整即改變管路性能曲線。54.變頻調(diào)速是理想的無(wú)級(jí)變速方法。由于晶閘管技術(shù)的發(fā)展，使變頻調(diào)速方法得到重視和應(yīng)用，很有發(fā)展前途。55.除了在風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置可調(diào)節(jié)的導(dǎo)流葉片，變化導(dǎo)流葉片的轉(zhuǎn)角，改變風(fēng)機(jī)性能；改變泵與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速外，還有一些其他的調(diào)節(jié)方法，如切削水泵葉輪調(diào)節(jié)等。 對(duì)于泵還可以用切削葉輪外徑來(lái)改變其性能。56.節(jié)流調(diào)節(jié)：1）出口端節(jié)流調(diào)節(jié)、2）風(fēng)機(jī)入口端節(jié)流調(diào)節(jié) 入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損失。但由于入口端節(jié)流將使進(jìn)口壓力降低，對(duì)于泵來(lái)說(shuō)有引起汽蝕的危險(xiǎn)，還會(huì)使進(jìn)入葉輪的液體流速分布不均勻，因?yàn)槿肟谡{(diào)節(jié)僅在風(fēng)機(jī)上使用，水泵一般不采用。（汽蝕現(xiàn)象：氣泡的形成、發(fā)展到破裂以致材料受到破壞的全部過(guò)程。）57.選用泵或風(fēng)機(jī)的依據(jù)根據(jù)工程實(shí)際最不利工況的要求，通過(guò)水力計(jì)算，確定工況最大流量qVmax和最高揚(yáng)程Hmax 。然后考慮計(jì)算中的誤差及管路疏漏等未預(yù)見因素。分別加上10%15%的安全系數(shù)，即 qv =（1.11.15）qVmaxH=（1.11.15）Hmax【例3-1】如圖3-6所示為三層樓房自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)，明裝立管不保溫，總立管