流體輸配管網(wǎng)1—6章答案60頁

1、第一章 1-1 認(rèn)真觀察13個不同類型的流體輸配管網(wǎng)，繪制出管網(wǎng)系統(tǒng)軸測圖。結(jié)合第1章學(xué)習(xí)的知識，回答以下問題：（1）該管網(wǎng)的作用是什么？（2）該管網(wǎng)中流動的流體是液體還是氣體？還是水蒸氣？是單一的一種流體還是兩種流體共同流動？或者是在某些地方是單一流體，而其他地方有兩種流體共同流動的情況？如果有兩種流體，請說明管網(wǎng)不同位置的流體種類、哪種流體是主要的。（3）該管網(wǎng)中工作的流體是在管網(wǎng)中周而復(fù)始地循環(huán)工作，還是從某個（某些）地方進(jìn)入該管網(wǎng)，又從其他地方流出管網(wǎng)？（4）該管網(wǎng)中的流體與大氣相通嗎？在什么位置相通？（5）該管網(wǎng)中的哪些位置設(shè)有閥門？它們各起什么作用？（6）該管網(wǎng)中設(shè)有風(fēng)機（或水泵）

2、嗎？有幾臺？它們的作用是什么？如果有多臺，請分析它們之間是一種什么樣的工作關(guān)系（并聯(lián)還是串聯(lián)）？為什么要讓它們按照這種關(guān)系共同工作？（7）該管網(wǎng)與你所了解的其他管網(wǎng)（或其他同學(xué)繪制的管網(wǎng)）之間有哪些共同點？哪些不同點？答：選取教材中3個系統(tǒng)圖分析如下表：圖號圖1-1-2圖1-2-14（a）圖1-3-14(b)問（1）輸配空氣輸配生活給水生活污水、廢水排放問（2）氣體液體液體、氣體多相流，液體為主問（3）從一個地方流入管網(wǎng)，其他地方流出管網(wǎng)從一個地方流入管網(wǎng)，其他地方流出管網(wǎng)從一個地方流入管網(wǎng)，其他地方流出管網(wǎng)問（4）入口及出口均與大氣相通末端水龍頭與大氣相通頂端通氣帽與大氣相通問（5）通常在風(fēng)

3、機進(jìn)出口附近及各送風(fēng)口處設(shè)置閥門，用于調(diào)節(jié)總送風(fēng)量及各送風(fēng)口風(fēng)量各立管底部、水泵進(jìn)出口及整個管網(wǎng)最低處設(shè)有閥門，便于調(diào)節(jié)各管段流量和檢修時關(guān)斷或排出管網(wǎng)內(nèi)存水無閥門問（6）1臺風(fēng)機，為輸送空氣提供動力1臺水泵，為管網(wǎng)內(nèi)生活給水提供動力無風(fēng)機、無水泵問（7）與燃?xì)夤芫W(wǎng)相比，流體介質(zhì)均為氣體，但管網(wǎng)中設(shè)施不同。與消防給水管網(wǎng)相比，流體介質(zhì)均為液體，但生活給水管網(wǎng)中末端為水龍頭，消防給水管網(wǎng)末端為消火栓。與氣力輸送系統(tǒng)相比，都是多相流管網(wǎng)，但流體介質(zhì)的種類及性質(zhì)不同。說明：本題僅供參考，同學(xué)可根據(jù)實際觀察的管網(wǎng)進(jìn)行闡述。1-2 繪制自己居住建筑的給排水管網(wǎng)系統(tǒng)圖。答：參考給水及排水系統(tǒng)圖如圖1-6、

4、1-7所示。 圖1-6 學(xué)生宿舍給水系統(tǒng)圖（參考）圖1-7 學(xué)生宿舍排水系統(tǒng)圖（參考）1-3 流體輸配管網(wǎng)有哪些基本組成部分？各有什么作用？答：流體輸配管網(wǎng)的基本組成部分及各自作用如下表所示。一個具體的流體輸配管網(wǎng)不一定要具備表中所有的組成部分。組成管道動力裝置調(diào)節(jié)裝置末端裝置附屬設(shè)備作用為流體流動提供流動空間為流體流動提供需要的動力調(diào)節(jié)流量，開啟/關(guān)閉管段內(nèi)流體的流動直接使用流體，是流體輸配管網(wǎng)內(nèi)流體介質(zhì)的服務(wù)對象為管網(wǎng)正常、安全、高效地工作提供服務(wù)。1-4 試比較氣相、液相、多相流這三類管網(wǎng)的異同點。答：相同點：各類管網(wǎng)構(gòu)造上一般都包括管道系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、調(diào)節(jié)裝置、末端裝置以及保證管網(wǎng)正常

5、工作的其它附屬設(shè)備。不同點：各類管網(wǎng)的流動介質(zhì)不同；管網(wǎng)具體型式、布置方式等不同；各類管網(wǎng)中動力裝置、調(diào)節(jié)裝置及末端裝置、附屬設(shè)施等有些不同。說明隨著課程的進(jìn)一步深入，還可以總結(jié)其它異同點，如：相同點：各類管網(wǎng)中工質(zhì)的流動都遵循流動能量方程；各類管網(wǎng)水力計算思路基本相同；各類管網(wǎng)特性曲線都可以表示成P=SQ2+Pst；各類管網(wǎng)中流動阻力之和都等于動力之和，等等。不同點：不同管網(wǎng)中介質(zhì)的流速不同；不同管網(wǎng)中水力計算的具體要求和方法可能不同；不同管網(wǎng)系統(tǒng)用計算機分析時其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入不同，等等。1-5 比較開式管網(wǎng)與閉式管網(wǎng)、枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)的不同點。答：開式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動的流體介質(zhì)直接與大氣相

6、接觸，開式液體管網(wǎng)水泵需要克服高度引起的靜水壓頭，耗能較多。開式液體管網(wǎng)內(nèi)因與大氣直接接觸，氧化腐蝕性比閉式管網(wǎng)嚴(yán)重。閉式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動的流體介質(zhì)不直接與大氣相通，閉式液體管網(wǎng)水泵一般不需要考慮高度引起的靜水壓頭，比同規(guī)模的開式管網(wǎng)耗能少。閉式液體管網(wǎng)內(nèi)因與大氣隔離，腐蝕性主要是結(jié)垢，氧化腐蝕比開式管網(wǎng)輕微。枝狀管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)任意管段內(nèi)流體介質(zhì)的流向都是唯一確定的；管網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，初投資比較節(jié)省；但管網(wǎng)某處發(fā)生故障而停運檢修時，該點以后所有用戶都將停運而受影響。環(huán)狀管網(wǎng)：管網(wǎng)某管段內(nèi)流體介質(zhì)的流向不確定，可能根據(jù)實際工況發(fā)生改變；管網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，初投資較節(jié)枝狀管網(wǎng)大；但當(dāng)管網(wǎng)某處發(fā)生故障停

7、運檢修時，該點以后用戶可通過另一方向供應(yīng)流體，因而事故影響范圍小，管網(wǎng)可靠性比枝狀管網(wǎng)高。1-6 按以下方面對建筑環(huán)境與設(shè)備工程領(lǐng)域的流體輸配管網(wǎng)進(jìn)行分類。對每種類型的管網(wǎng)，給出一個在工程中應(yīng)用的實例。（）管內(nèi)流動的介質(zhì)；（）動力的性質(zhì)；（）管內(nèi)流體與管外環(huán)境的關(guān)系；（）管道中流體流動方向的確定性；（）上下級管網(wǎng)之間的水力相關(guān)性。答：流體輸配管網(wǎng)分類如下表：問題編號類型及工程應(yīng)用例子（1）按流體介質(zhì)氣體輸配管網(wǎng)：如燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)液體輸配管網(wǎng)：如空調(diào)冷熱水輸配管網(wǎng)汽-液兩相流管網(wǎng)：如蒸汽采暖管網(wǎng)液-氣兩相流管網(wǎng)：如建筑排水管網(wǎng)氣-固兩相流管網(wǎng)：如氣力輸送管網(wǎng)（2）按動力性質(zhì)重力循環(huán)管網(wǎng)：自然通風(fēng)系

8、統(tǒng)、重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)機械循環(huán)管網(wǎng)：機械通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水輸配管網(wǎng)（3）按管內(nèi)流體與管外環(huán)境的關(guān)系開式管網(wǎng)：建筑排水管網(wǎng)閉式管網(wǎng)：熱水采暖管網(wǎng)（4）按管內(nèi)流體流向的確定性枝狀管網(wǎng)：空調(diào)送風(fēng)管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)：城市中壓燃?xì)猸h(huán)狀管網(wǎng)（5）按上下級管網(wǎng)的水力相關(guān)性直接連接管網(wǎng)：直接采用城市區(qū)域鍋爐房的熱水采暖管網(wǎng)，如圖1-3-4，a,b,d,e,f間接連接管網(wǎng)：采用換熱器加熱熱水的采暖管網(wǎng)，如圖1-3-4，c,g,h.第二章2-1 某工程中的空調(diào)送風(fēng)管網(wǎng)，在計算時可否忽略位壓的作用？為什么？（提示：估計位壓作用的大小，與阻力損失進(jìn)行比較。）答：民用建筑空調(diào)送風(fēng)溫度可取在1535（夏季冬季）之間，室內(nèi)溫

9、度可取在2520（夏季冬季）之間。取20空氣密度為1.204kg/m3,可求得各溫度下空氣的密度分別為：因此：夏季空調(diào)送風(fēng)與室內(nèi)空氣的密度差為1.225-1.184=0.041kg/m3 冬季空調(diào)送風(fēng)與室內(nèi)空氣的密度差為1.204-1.145=0.059kg/m3空調(diào)送風(fēng)管網(wǎng)送風(fēng)高差通常為樓層層高，可取H=3m，g=9.807 N/m.s2,則夏季空調(diào)送風(fēng)位壓=9.8070.0413=1.2 Pa冬季空調(diào)送風(fēng)位壓=9.8070.0593=1.7 Pa空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)末端風(fēng)口的阻力通常為1525Pa，整個空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)總阻力通常也在100300 Pa之間。可見送風(fēng)位壓的作用與系統(tǒng)阻力相比是完全可以忽略

10、的。但是有的空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)集中處理，送風(fēng)高差不是樓層高度，而是整個建筑高度，此時H可達(dá)50米以上。這種情況送風(fēng)位壓應(yīng)該考慮。2-2 如圖 2-1-1 是某地下工程中設(shè)備的放置情況，熱表示設(shè)備為發(fā)熱物體，冷表示設(shè)備為常溫物體。為什么熱設(shè)備的熱量和地下室內(nèi)污濁氣體不能較好地散出地下室？如何改進(jìn)以利于地下室的散熱和污濁氣體的消除？圖2-1-1 地下工程設(shè)備放置示意圖 圖2-1-2 設(shè)備放置改進(jìn)方案1圖2-1-3 設(shè)備放置改進(jìn)方案2 圖2-1-4設(shè)備放置改進(jìn)方案3答：該圖可視為一 U 型管模型。因為兩側(cè)豎井內(nèi)空氣溫度都受熱源影響，密度差很小，不能很好地依靠位壓形成流動，熱設(shè)備的熱量和污濁氣體也不易排出地

11、下室。改進(jìn)的方法有多種：（1）將冷、熱設(shè)備分別放置于兩端豎井旁，使豎井內(nèi)空氣形成較明顯的密度差，如圖 2-1-2 ；（2）在原冷物體間再另掘一通風(fēng)豎井，如圖 2-1-3 ；（3）在不改變原設(shè)備位置和另增豎井的前提下，采用機械通風(fēng)方式，強制豎井內(nèi)空氣流動，帶走地下室內(nèi)余熱和污濁氣體，如圖 2-1-4 。2-3 如圖 2-2 ，圖中居室內(nèi)為什么冬季白天感覺較舒適而夜間感覺不舒適？圖2-2 習(xí)題2-2示意圖答：白天太陽輻射使陽臺區(qū)空氣溫度上升，致使陽臺區(qū)空氣密度比居室內(nèi)空氣密度小，因此空氣從上通風(fēng)口流入居室內(nèi)，從下通風(fēng)口流出居室，形成循環(huán)。提高了居室內(nèi)溫度，床處于回風(fēng)區(qū)附近，風(fēng)速不明顯，感覺舒適；夜

12、晚陽臺區(qū)溫度低于居室內(nèi)溫度，空氣流動方向反向，冷空氣從下通風(fēng)口流入，床位于送風(fēng)區(qū)，床上的人有比較明顯的吹冷風(fēng)感，因此感覺不舒適。2-4 如圖 2-3 是某高層建筑衛(wèi)生間通風(fēng)示意圖。試分析冬夏季機械動力和熱壓之間的作用關(guān)系。圖2-3習(xí)題2-4示意圖答：冬季室外空氣溫度低于通風(fēng)井內(nèi)空氣溫度，熱壓使通風(fēng)井內(nèi)空氣向上運動，有利于氣體的排除，此時熱壓增加了機械動力的通風(fēng)能力；夏季室外空氣溫度比通風(fēng)豎井內(nèi)空氣溫度高，熱壓使用通風(fēng)井內(nèi)空氣向下流動，削弱了機械動力的通風(fēng)能力，不利于衛(wèi)生間排氣。2-5 簡述實現(xiàn)均勻送風(fēng)的條件。怎樣實現(xiàn)這些條件？從該表達(dá)式可以看出，要實現(xiàn)均勻送風(fēng)，可以有以下多種方式： 2-6 流

13、體輸配管網(wǎng)水力計算的目的是什么？答：水力計算的目的包括設(shè)計和校核兩類。一是根據(jù)要求的流量分配，計算確定管網(wǎng)各管段管徑（或斷面尺寸），確定各管段阻力，求得管網(wǎng)特性曲線，為匹配管網(wǎng)動力設(shè)備準(zhǔn)備好條件，進(jìn)而確定動力設(shè)備（風(fēng)機、水泵等）的型號和動力消耗（設(shè)計計算）；或者是根據(jù)已定的動力設(shè)備，確定保證流量分配要求的管網(wǎng)尺寸規(guī)格（校核計算）；或者是根據(jù)已定的動力情況和已定的管網(wǎng)尺寸，校核各管段流量是否滿足需要的流量要求（校核計算）。2-7 水力計算過程中，為什么要對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡？怎樣進(jìn)行？“所有管網(wǎng)的并聯(lián)管路阻力都應(yīng)相等”這種說法對嗎？答：流體輸配管網(wǎng)對所輸送的流體在數(shù)量上要滿足一定的流量分配要求

14、。管網(wǎng)中并聯(lián)管段在資用動力相等時，流動阻力也必然相等。為了保證各管段達(dá)到設(shè)計預(yù)期要求的流量，水力計算中應(yīng)使并聯(lián)管段的計算阻力盡量相等，不能超過一定的偏差范圍。如果并聯(lián)管段計算阻力相差太大，管網(wǎng)實際運行時并聯(lián)管段會自動平衡阻力，此時并聯(lián)管段的實際流量偏離設(shè)計流量也很大，管網(wǎng)達(dá)不到設(shè)計要求。因此，要對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡，當(dāng)采用假定流速法進(jìn)行水力計算時，在完成最不利環(huán)路的水力計算后，再對各并聯(lián)支路進(jìn)行水力計算，其計算阻力和最不利環(huán)路上的資用壓力進(jìn)行比較。當(dāng)計算阻力差超過要求值時，通常采用調(diào)整并聯(lián)支路管徑或在并聯(lián)支路上增設(shè)調(diào)節(jié)閥的辦法調(diào)整支路阻力，很少采用調(diào)整主干路（最不利環(huán)

15、路）阻力的方法，因為主干路影響管段比支路要多。并聯(lián)管路的阻力平衡也可以采用壓損平均法進(jìn)行：根據(jù)最不利環(huán)路上的資用壓力，確定各并聯(lián)支路的比摩阻，再根據(jù)該比摩阻和要求的流量，確定各并聯(lián)支路的管段尺寸，這樣計算出的各并聯(lián)支路的阻力和各自的資用壓力基本相等，達(dá)到并聯(lián)管路的阻力平衡要求?！八泄芫W(wǎng)的并聯(lián)管路阻力都應(yīng)相等”這種說法不對。在考慮重力作用和機械動力同時作用的管網(wǎng)中，兩并聯(lián)管路的流動資用壓力可能由于重力重用而不等，而并聯(lián)管段各自流動阻力等于其資用壓力，這種情況下并聯(lián)管路阻力不相等，其差值為重力作用在該并聯(lián)管路上的作用差。2-8 水力計算的基本原理是什么？流體輸配管網(wǎng)水力計算大都利用各種圖表進(jìn)行，

16、這些圖表為什么不統(tǒng)一？答：水力計算的基本原理是流體一元流動連續(xù)性方程和能量方程，以及管段串聯(lián)、并聯(lián)的流動規(guī)律。流動動力等于管網(wǎng)總阻力（沿程阻力+局部阻力）、若干管段串聯(lián)和的總阻力等于各串聯(lián)管段阻力之和，并聯(lián)管段阻力相等。用公式表示即： 流體輸配管網(wǎng)水力計算大都利用各種圖表進(jìn)行，這些圖表為什么不統(tǒng)一的原因是各類流體輸配管網(wǎng)內(nèi)流動介質(zhì)不同、管網(wǎng)采用的材料不同、管網(wǎng)運行是介質(zhì)的流態(tài)也不同。而流動阻力（尤其是沿程阻力）根據(jù)流態(tài)不同可能采用不同的計算公式。這就造成了水力計算時不能采用統(tǒng)一的計算公式。各種水力計算的圖表是為了方便計算，減少煩瑣、重復(fù)的計算工作，將各水力計算公式圖表化，便于查取數(shù)據(jù)，由于各類

17、流體輸配管網(wǎng)水力計算公式的不統(tǒng)一，當(dāng)然各水力計算圖表也不能統(tǒng)一。2-9 比較假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法的特點和適用情況。答：假定流速法的特點是先按照合理的技術(shù)經(jīng)濟要求，預(yù)先假定適當(dāng)?shù)墓軆?nèi)流速；在結(jié)合各管段輸送的流量，確定管段尺寸規(guī)格；通常將所選的管段尺寸按照管道統(tǒng)一規(guī)格選用后，再結(jié)合流量反算管段內(nèi)實際流速；根據(jù)實際流速（或流量）和管段尺寸，可以計算各管段實際流動阻力，進(jìn)而可確定管網(wǎng)特性曲線，選定與管網(wǎng)相匹配的動力設(shè)備。假定流速法適用于管網(wǎng)的設(shè)計計算，通常已知管網(wǎng)流量分配而管網(wǎng)尺寸和動力設(shè)備未知的情況。壓損平均法的特點是根據(jù)管網(wǎng)（管段）已知的作用壓力（資用壓力），按所計算的管段長度，將該

18、資用壓力平均分配到計算管段上，得到單位管長的壓力損失（平均比摩阻）；再根據(jù)各管段的流量和平均比摩阻確定各管段的管道尺寸。壓損平均法可用于并聯(lián)支路的阻力平衡計算，容易使并聯(lián)管路滿足阻力平衡要求。也可以用于校核計算，當(dāng)管, 道系統(tǒng)的動力設(shè)備型號和管段尺寸已經(jīng)確定，根據(jù)平均比摩阻和管段尺寸校核管段是否滿足流量要求。壓損平均法在環(huán)狀管網(wǎng)水力計算中也常常應(yīng)用。靜壓復(fù)得法的特點是通過改變管段斷面規(guī)格，通常是降低管內(nèi)流速，使管內(nèi)流動動壓減少而靜壓維持不變，動壓的減少用于克服流動的阻力。靜壓復(fù)得法通常用于均勻送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計計算中。2-10為何天然氣管網(wǎng)水力計算不強調(diào)并聯(lián)支路阻力平衡？答：天然氣管網(wǎng)水力計算不強

19、調(diào)并聯(lián)支路阻力平衡，可以從以下方面加以說明：（1）天然氣末端用氣設(shè)備如燃?xì)庠?、熱水器等阻力較大，而燃?xì)廨斉涔艿雷枇ο鄬^小，因此各并聯(lián)支路阻力相差不大，平衡性較好；（2）天然氣管網(wǎng)一般采用下供式，最不利環(huán)路是經(jīng)過最底層的環(huán)路。由于附加壓頭的存在，只要保證最不利環(huán)路的供氣，則上層并聯(lián)支路也一定有氣；（3）各并聯(lián)支路在燃?xì)獾氖褂脮r間上并非同時使用，并且使用時也并非都在額定流量工況下使用，其流量可以通過用戶末端的旋塞，閥門等調(diào)節(jié)裝置根據(jù)需要調(diào)節(jié)。簽于以上原因，天然氣管網(wǎng)無需強調(diào)并聯(lián)支路的阻力平衡。2-11 如圖 2-4 所示管網(wǎng)，輸送含谷物粉塵的空氣，常溫下運行，對該管網(wǎng)進(jìn)行水力計算，獲得管網(wǎng)特性曲

20、線方程。圖2-4 習(xí)題2-11示意圖答： 1.對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)出管段長度和各排風(fēng)點的排風(fēng)量。2.選擇最不利環(huán)路，本題確定 1-3-5 除塵器 6 風(fēng)機 7 為最不利環(huán)路。3.根據(jù)表 2-3-3 輸送含有谷物粉塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為垂直風(fēng)管 10m/s ，水平風(fēng)管 12m/s ，考慮到除塵器及風(fēng)管漏網(wǎng)，取 5% 的漏網(wǎng)系數(shù)，管段 6 及 7 的計算風(fēng)量： 5500 1.05=/s 。管段1，有水平風(fēng)管，確定流速12m/s，Q1=1000m3/h(0.28m3/s)，選D1=1805775m3/s=1.604m3mm，實際流速V1=11.4m/s，查Rm1=90Pa/m，Pd=V2/2=

21、1.211.42/2=78.0Pa。同理可查管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，并計算動壓及摩擦阻力，結(jié)果見水力計算表。4確定管斷2、4的管徑及單位長度摩擦力，結(jié)果見水力計算表。水力計算表管段編號流量m3/h(m3/s)長度l(m)管徑D(mm)流速V(m/s)動壓Pd(Pa)局部阻力系數(shù)局部阻力P1(Pa)單位長度摩擦阻力Rm(Pa/m)摩擦阻力Rm(Pa)管段阻力Rml+P1(Pa)備注11000(0.28)1518011.478.01.37106.869.0135241.933500(0.972)632012.3291.1-0.05-4.865.53328.455500(1.53)5400

22、12.3691.70.655.024.22176.065775(1.604)845010.2262.70.4729.472.01645.575775(1.604)1045010.2262.70.637.622.02057.622500(0.694)1030010.060.00.5834.83.83872.8阻力不平衡42000(0.556)826010.768.71.4196.874.838.4135.3阻力不平衡除塵器1000224021.3272.2196.3422014.6128.4222.55從阻力平衡，暖通設(shè)計手冊等資料查名管段的局部阻力系數(shù)（簡明通風(fēng)設(shè)計手冊）。（1）管段1 設(shè)備密

23、閉罩=1.0，90彎頭(R/D=1.5)一個，=0.17，直流三通，根據(jù)F1+F2=F3，=30，F(xiàn)2/F3=（300/320）2=0.88，Q2/Q3=2500/3500=0.714，查得1,3=0.20，1=1.0+0.17+0.20=1.37，P1=Pd=106.86Pa。（2）管段2圓形傘形罩，=60，13=0.09，90彎頭（R/D=1.5）一個，=0.17，60彎頭（R/D=1.5）1個，=0.14，合流三通2,3=0.18，2=0.09+0.17+0.14+0.18=0.58。（3）管段3直流三通F3+F4F5，2=30，F(xiàn)4/F5=（260/400）2=0.423，Q4/Q5=

24、2000/5500=0.36，35=-0.05，=-0.05。（4）管段4設(shè)備密閉罩=1.0，90彎頭（R/D=1.5）1個，=0.17，合流三通45=0.24，=1.0+0.17+0.24=14.1。(5)管段5除塵器進(jìn)口變徑管(斷擴管)，除塵器進(jìn)口尺寸300800mm，變徑管長度L=500mm，說明 除塵器出入口及風(fēng)機出入口尺寸為參考尺寸，根據(jù)所選設(shè)備具體尺寸定。（6）管段6除塵器出口變徑管（斷縮管），除塵器出口尺寸300mm80mm，變徑管長度l=400m，=23.6，=0.1，90彎頭（R/D=1.5）2個，=20.17=0.34。風(fēng)機進(jìn)口漸擴管，按要求的總風(fēng)量和估計的管網(wǎng)總阻力先近似

25、選出一臺風(fēng)機，風(fēng)機進(jìn)口直徑D1=500mm，變徑管長度L=300mm。F5/F6=（500/450）2=1.23（7）管段7風(fēng)機出口漸擴管，風(fēng)機出口尺寸410315mm，D7=420mm，F(xiàn)7/F出=D2/（4103154）=1.07，=0。帶擴散管的平形風(fēng)帽（h/D0=0.5），=0.60，=0.60。6計算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，結(jié)果如水力計算表。7對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。 立阻力為288.9Pa更不平衡。因此決定取D2=240mm，在運行對再輔以閥門調(diào)節(jié)，削除不平衡。(2)匯合點B，P1+P3=241.9+28.4=270.3Pa，P4=135.3Pa，8計算系統(tǒng)的總阻力，獲得管

26、網(wǎng)揚程曲線。 P=（Rml+Pl）=241.9+28.4+76.0+45.5+57.6+1000=1449.4PaS=P/Q2=1450/1.6042=5633.6kg/m7管網(wǎng)特性曲線為P=563.6Q2 Pa2-12 試作如圖所示室內(nèi)天然氣管道水力計算，每戶額定用氣量1.0Nm3/h，用氣設(shè)備為雙眼燃?xì)庠睢＝猓?1）確定計算流量畫出管道系統(tǒng)圖，在系統(tǒng)圖上對計算管段進(jìn)行編號，凡管徑變化或流量變化均編號。第j管道計算流量用下式計算。式中 Ljj管道計算流量，Nm3/h；k燃具的同時工作系數(shù)，可從燃?xì)夤こ淘O(shè)計手冊查?。籐j第i種燃具的額定流量，Nm3/h；Ni管道負(fù)擔(dān)的i種燃具數(shù)目。圖2-5習(xí)題

27、2-12示意圖計算結(jié)果列于下表。流量計算表管段號122334455667109988611101211燃具數(shù)N11123612311額定流量LiNi(Nm3/h)11123612311同時工作系數(shù)k1111.00.850.6411.00.8511計算流量Lj(Nm3/h)11122.553.84122.55112）確定各管段的長度Lj，標(biāo)在圖上。3）根據(jù)計算流量，初步確定管徑，并標(biāo)于系統(tǒng)圖上。4）算出各管段的局部阻力系數(shù)，求出其當(dāng)量長度，即可得管段的計算長度。管段12直角彎頭3個 =2.2旋塞1個 =4=2.23+41=10.6計算雷諾數(shù)Re計算摩擦阻力系數(shù)其它管段計算方法同，結(jié)果列于燃?xì)夤艿?/p>

28、水力計算表。2-13 如圖2-7所示建筑，每層都需供應(yīng)燃?xì)?。試分析燃?xì)夤艿赖淖畈焕h(huán)路及水力計算的關(guān)鍵問題。圖2-7 習(xí)題2-13示意圖答：最不利環(huán)路是從小區(qū)燃?xì)飧晒芤胫磷畹讓樱?54.000m）用戶的向下環(huán)路。水力計算關(guān)鍵要保證最不利環(huán)路的供氣能力和上部樓層的用氣安全，確保燃?xì)庥谐浞值膲毫朔畈焕h(huán)路的阻力和燃?xì)庥镁叱隹趬毫π枰?，同時保證最上層環(huán)路由于對加壓頭積累，燃?xì)鈮毫Σ怀^設(shè)備承壓以致泄漏，由于樓層較多，附加壓頭作用明顯，為保證高峰負(fù)荷時各層的用氣，水力計算應(yīng)適當(dāng)考慮環(huán)路的阻力平衡問題。2-14 某大型電站地下主廠房發(fā)電機層（如圖）需在拱頂內(nèi)設(shè)置兩根相同的矩形送風(fēng)管進(jìn)行均勻送風(fēng)，送

29、風(fēng)溫度20。試設(shè)計這兩根風(fēng)管。設(shè)計條件：總送風(fēng)量60104m3/h，每根風(fēng)管風(fēng)口15個，風(fēng)口風(fēng)速8m/s，風(fēng)口間距16.5m。圖2-8習(xí)題2-14示意圖解：1. 總風(fēng)量為：60104m3/hPq1=106.1+28.6=134.7，。第三章3-1 計算例題3-1中各散熱器所在環(huán)路的作用壓力tg=95，tg1=85，tg2=80，tn=70。題3-1解：雙管制：第一層：P1=gh1(h-g)=9.83(977.81-961.92)=467.2Pa 第二層：P2=gh2(h-g)=9.86(977.81-961.92)=934.3Pa 第三層：P3=gh3(h-g)=9.88.5(977.81-9

30、61.92)=1323.6Pa單管制：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)=923.4Pa3-2 通過水力計算確定習(xí)題圖3-2所示重力循環(huán)熱水采暖管網(wǎng)的管徑。圖中立管、各散熱器的熱負(fù)荷與立管相同。只算I、II立管，其余立管只講計算方法，不作具體計算，散熱器進(jìn)出水管管長1.5m，進(jìn)出水支管均有截止閥和乙字彎，沒根立管和熱源進(jìn)出口設(shè)有閘閥。圖3-2解：P1=gH(H-g)+Pf=9.81(0.5+3)(977.81-961.92)+350

31、=896Pal1=8+10+10+10+10+(8.9-0.5)+1.5+1.5+(0.5+3)+10+10+10+10+8+(8.9+3)=122.8m 水力計算表管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計11800625.8200.053.1118.025.01.2330.848.8散熱器12.0，截止閥210，90彎頭11.5，合流三通1.512530018213.5320.051.6522.32.51.233.125.4閘閥10.5，直流三通11.0，90彎頭11.03990034110400

32、.072.5825.81.02.252.2528.1直流三通11.041450049910400.115.2152.11.05.985.9858.1直流三通11.051910065710500.082.4224.21.03.143.1427.3直流三通11.06237008159500.113.6028.81.55.989.037.8閘閥10.5，90彎頭20.572370081519.90500.113.6071.62.55.9815.086.6閘閥10.5，90彎頭20.5，直流三通11.081910065710500.082.4224.21.03.143.1427.3直流三通11.091

33、450049910400.115.2152.11.05.985.9858.1直流三通11.010990034110400.072.5825.81.02.252.2528.1直流三通11.011530018212.8320.051.6521.12.51.233.124.3閘閥10.5，直流三通11.0，90彎11.01233001142.8250.062.888.11.01.771.89.9直流三通11.0壓力要求，過剩壓力可以通過閥門調(diào)節(jié)。立管，第二層P，2=9.816.3(977.81-961.92)+350=1332Pa通過第二層散熱器的資用壓力：P13，14=1332-896+48.8=

34、485Pa，Rpj=0.5485/5.8=41.8Pa/m管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計131500523150.089.9230373.14116146散熱器12，截止閥216，旁流三通21.51435001202.8150.1765.93128.61.014.2214.2143直流三通11.0因13、14管均選用最小管徑，剩余壓力只能通過第二層散熱器支管上的閥門消除。立管，第三層P，3=9.819.1(977.81-961.92)+350=1768Pa資用壓力：P15，16，14=17

35、68-896+48.8+9.9=931Pa管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計15200068.83150.115.2645.8354.9172217散熱器12，截止閥216，90彎頭11.016200068.82.8150.115.2642.71.04.9 4.948.0直流三通11.0因管段15、16、14已選用最小管徑，剩余壓力通過散熱器支管的閥門消除。計算立管，P1=9.813.5(977.81-961.92)+350=896Pa管段17、18、23、24與管段11、12、1、2并聯(lián)立管

36、第一層散熱器使用壓力P,1=24.3+9.9+48.8+25.4=108.4Pa管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計171500525.8150.089.957.437.03.08114.0171.4同管段131846001583.5320.051.314.62.01.232.57.1閘閥10.5合流三通11.5232800962.8200.086.6518.61.03.143.1422.0直流三通11.02446001582.8320.051.313.73.01.233.77.4閘閥10.5，

37、直流三通11.0，旁流三通11.5壓降不平衡較大，可適當(dāng)調(diào)整管徑如下。管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計171500525.8200.041.388.025.00.820.028.0散熱器12，截止閥210，90彎11.5，合流三通1.511846001583.5250.0911.038.52.04.08.046.5閘閥10.5合流三通11.5232800962.8250.055.014.01.01.21.215.2直流三通11.02446001582.8250.0911.030.83.04.

38、012.042.8閘閥10.5，直流三通11.0，旁流三通11.5調(diào)整后的壓降不平衡率多余壓力可以通過閥門調(diào)節(jié)。確定立管第二層散熱器管徑資用壓力P，2=1332-（896-28.0-46.5）=511Pa管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計19130044.73150.067.823.4371.7364.187.5同管62.8150.1637.0103.6112.512.5116.1直流三通11.0管段19、20已選用最小管徑，剩余壓力由閥門消除。確定立管第3層散熱器管

39、徑。資用壓力P，3=1768-（896-28.0-15.2）=915Pa管段號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Rl(Pa)Pd(Pa)Pj(Pa)P(Pa)局部阻力統(tǒng)計211800623150.0913.641.035.53.9139180散熱器12.0，截止閥216，旁流三通11.5221800622.8150.0913.638.02.53.99.848直流三通11.090彎頭11.5剩余壓力由閥門消除。第、立管的水力計算與立管相似，方法為：1）確定通過底層散熱器的資用壓力；2）確定通過底層散熱器環(huán)路的管徑和各管段阻力；3）進(jìn)行底層散熱器環(huán)路的阻力平衡

40、校核；4）確定第2層散熱器環(huán)路的管徑和各管段阻力；5）對第2層散熱器環(huán)路進(jìn)行阻力平衡校核；6）對第3層散熱器作4）、5）步計算，校核。3-3 機械循環(huán)室內(nèi)采暖系統(tǒng)的水力特征和水力計算方法與重力循環(huán)系統(tǒng)有哪些一致的地方和哪些不同之處？作用壓力不同：重力循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力：雙管系統(tǒng)P=gH(H-g)，單管系統(tǒng)：但在局部并聯(lián)管路中進(jìn)行阻力手段時需考慮重力作用。計算方法基本相同：首先確定最不利環(huán)路，確定管徑，然后根據(jù)阻力平衡，確定并聯(lián)支路的管徑，最后作阻力平衡校核。3-4 室外熱水供熱管的水力計算與室內(nèi)相比有哪些相同之處和不同之處？答：相同之處：（1）計算的主要任務(wù)相同：按已知的熱煤流量，確定管道的直

41、徑，計算壓力損失；按已知熱媒流量和管道直徑，計算管道的壓力損失；按已知管道直徑和允許壓力損失，計算或校核管道中流量。（2）計算方法和原理相同：室內(nèi)熱水管網(wǎng)水力計算的基本原理，對室外熱水管網(wǎng)是完全適用的。在水力計算程序上，確定最不利環(huán)路，計算最不利環(huán)路的壓力損失，對并聯(lián)支路進(jìn)行阻力平行。不同之處：（1）最不利環(huán)路平均比摩阻范圍不同，室內(nèi)Rpj=60120Pa/m，室外Rpj=40-80Pa/m。 （2）水力計算圖表不同，因為室內(nèi)管網(wǎng)流動大多于紊流過渡區(qū)，而室外管網(wǎng)流動狀況大多處于阻力平方區(qū)。 （3）在局部阻力的處理上不同，室內(nèi)管網(wǎng)局部阻力和沿程阻力分開計算，而室外管網(wǎng)將局部阻力折算成沿程阻力的當(dāng)

42、量長度計算。 （4）沿程阻力在總阻力中所占比例不同，室內(nèi)可取50%，室外可取6080%。3-5 開式液體管網(wǎng)水力特征與水力計算與閉式液體管網(wǎng)相比，有哪些相同之處和不同之處？答：從水力特征上看，開式液體管網(wǎng)有進(jìn)出口與大氣相通，而閉式液體管網(wǎng)（除膨脹水箱外）與大氣隔離。因此，開式液體管網(wǎng)的動力設(shè)備除了克服管網(wǎng)流動阻力外，還要克服進(jìn)出口高差形成的靜水壓力。此外，開式液體管網(wǎng)（如排水管網(wǎng)）中流體可能為多相流，其流態(tài)比閉式管網(wǎng)復(fù)雜；由于使用時間的不確定性，開式液體管網(wǎng)中流量隨時間變化較大，而閉式液體管風(fēng)中流量一般比較穩(wěn)定。在水力計算方法上，開式液體管網(wǎng)的基本原理和方法與閉式管網(wǎng)沒有本質(zhì)區(qū)別。但具體步驟中

43、也有一些差別：（1）動力設(shè)備所需克服的阻力項不完全相同，開式管網(wǎng)需考慮高差；（2）管網(wǎng)流量計算方法不同，閉式管網(wǎng)同時使用系數(shù)一般取1，而開式管網(wǎng)同時使用系數(shù)小于1；（3）水力計算圖表不同；（4）對局部阻力的處理方式不同，閉式管網(wǎng)通過局部的阻力系數(shù)和動壓求局部損失，而開式管網(wǎng)對局部阻力一般不作詳細(xì)計算，僅根據(jù)管網(wǎng)類型采用經(jīng)驗的估計值，局部損失所占比例也小于閉式管網(wǎng)中局部損失所占比例。（5）在并聯(lián)支路阻力平衡處理上，閉式管網(wǎng)強調(diào)阻力平衡校核，而開式管網(wǎng)則對此要求不嚴(yán)，這是開、閉式管網(wǎng)具體型式的不同造成的，開式管網(wǎng)對較大的并聯(lián)支路也應(yīng)考慮阻力平衡。3-6 分析管內(nèi)流速取值對管網(wǎng)設(shè)計的影響。答：管內(nèi)流

44、速取值對管網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和可靠性都有很重要的影響。管內(nèi)流速取值大，則平均比摩阻較大，管徑可減小，可適當(dāng)降低管網(wǎng)系統(tǒng)初投資，減少管網(wǎng)安裝所占空間；但同時管道內(nèi)的流速較大，系統(tǒng)的壓力損失增加，水泵的動力消耗增加，運行費增加。并且也可能帶來運行噪聲和調(diào)節(jié)困難等問題。反之，選用較小的比摩阻值，則管徑增大，管網(wǎng)系統(tǒng)初投資較大；但同時管道內(nèi)的流速較小，系統(tǒng)的壓力損失減小，水泵的動力消耗小，運行費低，相應(yīng)運行噪聲和調(diào)節(jié)問題也容易得到解決。第四章4-1 什么是水封？它有什么作用？舉出實際管網(wǎng)中應(yīng)用水封的例子。答：水封是利用一定高度的靜水壓力來抵抗排水管內(nèi)氣壓的變化，防止管內(nèi)氣體進(jìn)入室內(nèi)的措施。因此水封的作用主

45、要是抑制排水管內(nèi)臭氣竄入室內(nèi)，影響室內(nèi)空氣質(zhì)量。另外，由于水封中靜水高度的水壓能夠抵抗一定的壓力，在低壓蒸汽管網(wǎng)中有時也可以用水封來代替疏水器，限制低壓蒸汽逸出管網(wǎng)，但允許凝結(jié)水從水封處排向凝結(jié)水回收管。實際管網(wǎng)中應(yīng)用水封的例子很多，主要集中建筑排水管網(wǎng)，如：洗練盆、大/小便器等各類衛(wèi)生器具排水接管上安裝的存水彎（水封）。此外，空調(diào)末端設(shè)備（風(fēng)機盤管、吊頂或組合式空調(diào)器等）凝結(jié)水排水管處于空氣負(fù)壓側(cè)時，安裝的存水彎可防止送風(fēng)吸入排水管網(wǎng)內(nèi)的空氣。4-2 講述建筑排水管網(wǎng)中液氣兩相流的水力特征？答：（1）可簡化為水氣兩相流動，屬非滿管流； （2）系統(tǒng)內(nèi)水流具有斷續(xù)非均勻的特點，水量變化大，排水歷

46、時短，高峰流量時水量可能充滿水管斷面，有的時間管內(nèi)又可能全是空氣，此外流速變化也較劇烈，立管和橫管水流速相差較大。 （3）水流運動時夾帶空氣一起運動，管內(nèi)氣壓波動大； （4）立管和橫支管相互影響，立管內(nèi)水流的運動可能引起橫支管內(nèi)壓力波動，反之亦然； （5）水流流態(tài)與排水量、管徑、管材等因素有關(guān)； （6）通水能力與管徑、過不斷面與管道斷面之比、粗糙度等因素相關(guān)。4-3 提高排水管排水能力的關(guān)鍵在哪里？有哪些技術(shù)措施？答：提高排水管排水能力的關(guān)鍵是分析立管內(nèi)壓力變化規(guī)律，找出影響立管壓力變化的因素。進(jìn)而想辦法穩(wěn)定管內(nèi)壓力，保證排水暢通。技術(shù)措施可以調(diào)整管徑；在管徑一定時，調(diào)整、改變終限流速和水舌阻

47、力系數(shù)。減小終限流速可以通過（1）增加管內(nèi)壁粗糙度；（2）立管上隔一定距離設(shè)乙字彎；（3）利用橫支管與立管連接的特殊構(gòu)造，發(fā)生濺水現(xiàn)象；（4）由橫支管排出的水流沿切線方向進(jìn)入立管；（5）對立管內(nèi)壁作特殊處理，增加水與管內(nèi)壁的附著力。減小水舌阻力系數(shù)，可以通過改變水舌形狀，或向負(fù)壓區(qū)補充的空氣不經(jīng)水舌兩種途徑，措施（1）設(shè)置專用通氣立管；（2）在橫支管上設(shè)單路進(jìn)氣閥；（3）在排水橫管與立管連接處的立管內(nèi)設(shè)置擋板；（4）將排水立管內(nèi)壁作成有螺旋線導(dǎo)流突起；（5）排水立管軸線與橫支管軸線錯開半個管徑連接；（6）一般建筑采用形成水舌面積小兩側(cè)氣孔面積大的斜三通或異徑三通。4-4 解釋“終限流速”和“終

48、限長度”的含義，這二概念與排水管通水能力之間有何關(guān)系？答：終限流速Vt，排水管網(wǎng)中當(dāng)水膜所受向上的管壁摩擦力與重力達(dá)到平衡時，水膜的下降速度和水膜厚度不再發(fā)生變化，這時的流速叫終限流速。終限長度Lt：從排水橫支管水流入口至終限流速形成處的高度叫終限長度。這兩個概念確定了水膜流階段排水立管在（允許的壓力波動范圍）內(nèi)最大允許排水能力。超過終限流速的水流速度將使排水量繼續(xù)增加，水膜加厚，最終形成水塞流，使排水系統(tǒng)不能正常使用。水膜流狀態(tài)下，可有Q= ，Lt=0.144Vt2，其中Q通水能力L/S；Wt終限流速時過水?dāng)嗝娣e，cm2，Vt終限流速，m/s，Lt終限長度，m。4-5 空調(diào)凝結(jié)水管內(nèi)流動與建

49、筑排水管內(nèi)流動的共性和差別是什么？答：共性：均屬于液氣兩相流。 區(qū)別：空調(diào)凝結(jié)水管在運動時管內(nèi)水流量變化不大，氣壓變化也不大，而建筑排水管風(fēng)水量及氣壓隨時間變化都較大； 空調(diào)凝結(jié)水管內(nèi)流速較小，排水管網(wǎng)內(nèi)流速較大； 空調(diào)凝水管內(nèi)流動可當(dāng)成凝結(jié)水和空氣的流動，排水管內(nèi)的流動除水和氣體外，還有固體。4-6 汽液兩相流管網(wǎng)的基本水力特征是什么？答：屬蒸汽、凝結(jié)水的兩相流動； 流動過程中，由于壓力、溫度的變化，工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)變化較大，會伴隨著相態(tài)變化； 由于流速較高，可能形成“水擊”、“水塞”等不利現(xiàn)象，因此應(yīng)控制流速并及時排除凝結(jié)水； 系統(tǒng)運動時排氣，系統(tǒng)停止運行時補氣，以保證系統(tǒng)長期、可靠運行。 回水方式有重力回水、余壓回水、機械回水等多種方式。4-7 簡述保證蒸汽管網(wǎng)正常運行的基本技術(shù)思路和技術(shù)措施？答：保證蒸汽管網(wǎng)正常運行的基本思路是減少凝結(jié)水被高速蒸汽流裹帶，形成“水塞”和“水擊”。主要預(yù)防思想包括：減少凝結(jié)；分離水滴；汽液兩相同向流動；若兩相逆向流動減少，則盡量相互作用。可采取的技術(shù)措施是：通過保溫減少凝結(jié)；在供汽干管向上拐彎處裝耐水擊的疏水器分