流體輸配管網(wǎng)教案

1、 備 課 筆 記 第 頁(yè)第1章 流體輸配管網(wǎng)的功能與類(lèi)型 1.1 氣體輸配管網(wǎng)的功能與類(lèi)型 1.1.1通風(fēng)空調(diào)工程風(fēng)管型式與裝置1.1.1.1通風(fēng)空調(diào)工程的空氣輸配管網(wǎng)型式一、通風(fēng)工程的主要任務(wù)控制室內(nèi)空氣污染物，保證良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)，并保護(hù)大氣環(huán)境。二、通風(fēng)工程的風(fēng)管系統(tǒng)分類(lèi)排風(fēng)系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)三、空調(diào)工程的主要任務(wù)控制室內(nèi)空氣污染物，保證良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)，并保護(hù)大氣環(huán)境的舒適性，或使室內(nèi)熱環(huán)境滿足生產(chǎn)工藝的要求；空調(diào)系統(tǒng)的兩個(gè)功能：控制室內(nèi)空氣污染物濃度和熱環(huán)境質(zhì)量。四、空調(diào)工程的風(fēng)管系統(tǒng)分類(lèi)一次回風(fēng)系統(tǒng)、二次回風(fēng)系統(tǒng)、雙風(fēng)道系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)。風(fēng)閥：蝶式調(diào)節(jié)閥菱形單葉調(diào)節(jié)閥插板閥 小斷面

2、風(fēng)管平行式多葉調(diào)節(jié)閥對(duì)開(kāi)式多葉調(diào)節(jié)閥菱形多葉調(diào)節(jié)閥大斷面風(fēng)管復(fù)式多葉調(diào)節(jié)閥三通調(diào)節(jié)閥分流合流 備 課 筆 記 第 頁(yè)流體輸配管網(wǎng)的基本任務(wù)：流體的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配能量的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配1.1.2燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的型式與設(shè)施1.1.2.1燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)型式（1）燃?xì)廨斉涔艿赖姆诸?lèi)按用途分：長(zhǎng)距離輸氣管道城市燃?xì)夤艿溃悍峙涔艿?、用戶引入管、室?nèi)燃?xì)夤艿拦I(yè)企業(yè)管道按敷設(shè)方式分：地下燃?xì)夤艿琅c架空燃?xì)夤艿腊慈細(xì)廨斉涔芫W(wǎng)壓力分級(jí)：高壓 次高壓中壓低壓居民和小型公共建筑用戶一般由低壓管道供氣。中壓和次高壓管道必須通過(guò)區(qū)域調(diào)壓室或用戶專(zhuān)用調(diào)壓室才能給城市分配管網(wǎng)中的低壓和中壓管道供氣。一般由城市高壓管道構(gòu)成大城市燃?xì)廨斉涔?/p>

3、網(wǎng)的外環(huán)環(huán)網(wǎng)。高壓燃?xì)獗仨毻ㄟ^(guò)調(diào)壓后才能送入次高壓或中壓管道。根據(jù)壓力級(jí)制不同可分為：一級(jí)系統(tǒng)二級(jí)系統(tǒng)三級(jí)系統(tǒng)多級(jí)系統(tǒng) 備 課 筆 記 第 頁(yè)1.1.2.2 燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)設(shè)施1.儲(chǔ)配站儲(chǔ)配站是城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的一個(gè)重要設(shè)施。儲(chǔ)配站具有三個(gè)功能：儲(chǔ)存必要的燃?xì)饬坑靡哉{(diào)峰使多種燃?xì)膺M(jìn)行混合將燃?xì)饧訅阂员ＷC每個(gè)燃?xì)庥镁咔熬哂凶銐虻膲毫Α?送入儲(chǔ)配站的燃?xì)獾蛪簝?chǔ)氣罐壓縮機(jī)加壓至中壓流量計(jì)城市中壓管網(wǎng)2調(diào)壓站調(diào)壓站是城市的燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的另一個(gè)重要設(shè)施。調(diào)壓站有兩個(gè)功能：將輸氣管網(wǎng)的壓力調(diào)節(jié)到下一級(jí)管網(wǎng)或用戶需要的壓力保持調(diào)節(jié)后的壓力穩(wěn)定調(diào)壓站按用途分為三種：1） 區(qū)域調(diào)壓站2） 專(zhuān)用調(diào)壓站3） 箱式調(diào)壓

4、裝置1.2液體輸配管網(wǎng)形式與裝置1.2.1供暖空調(diào)冷熱水管網(wǎng)形式與裝置1.2.1.1供暖空調(diào)冷熱水管網(wǎng)形式供暖空調(diào)工程常用冷熱水管網(wǎng)形式：（1）按循環(huán)動(dòng)力分 備 課 筆 記 第 頁(yè)重力循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)按水流路徑分：同程式系統(tǒng)和異程式系統(tǒng)按流量變化分：定流量和變流量系統(tǒng)按水泵設(shè)置分:單式泵水系統(tǒng)和復(fù)式泵水系統(tǒng) 按與大氣接觸情況分：開(kāi)式和閉式系統(tǒng) 1.2.1.2供暖空調(diào)冷熱水管網(wǎng)裝置（1）膨脹水箱作用是用來(lái)儲(chǔ)存冷熱水系統(tǒng)水溫上升時(shí)的膨脹水量。在重力循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，還起著排氣的作用。（2）排氣裝置系統(tǒng)中如果積存空氣，就會(huì)形成氣塞，影響水的正常循環(huán)，因此必須設(shè)置排氣裝置。常見(jiàn)的排氣裝置主要

5、有集氣罐自動(dòng)排氣閥和冷風(fēng)閥。 備 課 筆 記 第 頁(yè)（3）散熱器溫控閥是一種自動(dòng)控制散熱器散熱量的設(shè)備，散熱器溫控閥的阻力，較大閥門(mén)全開(kāi)時(shí)阻力系數(shù)達(dá)18.0左右（4）分水器、集水器一般是為了便于連接通向各個(gè)環(huán)路的許多并聯(lián)管道而設(shè)置的也能起到一定程度的均壓作用，有利于流量分配調(diào)節(jié)、維修和操作。（5）過(guò)濾器設(shè)在水系統(tǒng)中的水泵、換熱器、孔板等設(shè)備的入口官道上，防止雜質(zhì)進(jìn)入，污染或堵塞這些設(shè)備。（6）閥門(mén)不做介紹 （7）換熱裝置 基本功能是從冷、熱水中獲得冷熱量。1.2.2熱水集中供熱管網(wǎng)形式與裝置1.2.2.1熱水供熱管網(wǎng)形式枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng) 備 課 筆 記 第 頁(yè)1.2.2.2熱水集中供熱管網(wǎng)用

6、戶連接方式與裝置熱水供熱系統(tǒng)有兩種形式：閉式系統(tǒng)和開(kāi)路系統(tǒng)。（1） 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接方式（2） 通風(fēng)系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接（3） 熱水供應(yīng)用戶與熱網(wǎng)的連接方式 備 課 筆 記 第 頁(yè)1.3相變流或多相流管網(wǎng)的功能與類(lèi)型1.3.11低壓蒸汽采暖管網(wǎng)的基本類(lèi)型一、蒸汽管網(wǎng)與冷熱水管網(wǎng)相比有如下特點(diǎn)1流體在輸送過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)變化大2飽和凝結(jié)水易發(fā)生二次氣化3蒸汽比容大、密度小，產(chǎn)生的靜壓力較小重力回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)有上供式、下供式等多種形式。1.3.1.2高壓蒸汽供熱管網(wǎng)的基本形式1.3.1.3蒸汽供熱管網(wǎng)和熱用戶的連接方式1.3.1.4疏水器及其他附屬裝置一、疏水器作用：阻汽、

7、排氣、排水種類(lèi)：機(jī)械型、熱動(dòng)力型、熱靜力型安裝形式：六種二、減壓閥作用：減壓、穩(wěn)壓安裝三、二次蒸發(fā)箱分離二次蒸汽、再利用繼續(xù)凝結(jié)水系統(tǒng)組成：用熱設(shè)備、疏水器、凝結(jié)水管道、凝結(jié)水箱及其他設(shè)備 1.3.2凝結(jié)水管網(wǎng)的功能與類(lèi)型低壓自流式凝結(jié)水回收系統(tǒng)余壓回水凝結(jié)水回收系統(tǒng)重力式滿管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)閉式余壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)閉式滿管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)加壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)1.4流體輸配管網(wǎng)的基本功能、基本組成與基本類(lèi)型 備 課 筆 記 第 頁(yè)1.4.1流體輸配管網(wǎng)的基本功能與基本組成基本功能：從源來(lái)的流體通過(guò)管道輸送并按流量要求分配到各末端裝置、動(dòng)力裝置、調(diào)節(jié)裝置及附屬設(shè)備1.4.2流體輸配管網(wǎng)的分類(lèi)按管內(nèi)流

8、體相態(tài)分：?jiǎn)蜗嗔骱投嘞嗔靼垂芫W(wǎng)動(dòng)力性質(zhì)分：重力驅(qū)動(dòng)管網(wǎng)和壓力驅(qū)動(dòng)管網(wǎng)按管網(wǎng)內(nèi)流體與外界環(huán)境關(guān)系分：開(kāi)式和閉式按流動(dòng)路徑的確定性分：枝狀和環(huán)狀按并聯(lián)管段各環(huán)路的路徑長(zhǎng)度分：同程式和異程式按管網(wǎng)之間的連接方式分：直接和間接 備 課 筆 記 第 頁(yè)第二章 氣體管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算 2.1氣體管流水力特征2.1.1氣體重力管流水力特征管道內(nèi)氣體由斷面1流向斷面2，其流動(dòng)的能量方程式：2.1.2氣體壓力管流水力特性當(dāng)管道內(nèi)部、管道內(nèi)外不存在密度差，或是水平管網(wǎng)，則有2.1.3壓力和重力綜合作用下的氣體管流特征2.2流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的基本原理和方法流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的主要目的是根據(jù)要求的流量分配，

9、確定管網(wǎng)的各段管徑（或斷面尺寸）和阻力，求得管網(wǎng)特性曲線。2.21摩擦阻力計(jì)算摩擦阻力按下式計(jì)算：當(dāng)管道材料不變，斷面尺寸不變，流體密度和流量也不隨流程變化時(shí)，2.2.2局部阻力計(jì)算局部阻力按下式計(jì)算： 備 課 筆 記 第 頁(yè)2.2.3常用的水力計(jì)算方法流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的常用方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等。目前常用的是假定流速法。假定流速法的特點(diǎn)是，先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定管內(nèi)流速，再結(jié)合所需輸送的流量，確定管道內(nèi)流速，再結(jié)合所需輸送的流量，確定管道斷面尺寸，進(jìn)行計(jì)算管道阻力。假定流速法的基本步驟：1） 繪制管網(wǎng)軸測(cè)圖，對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出長(zhǎng)度和流量2） 合理確定管內(nèi)流體流速。3

10、） 根據(jù)各管段流量和確定的流速，確定各部管段的斷面尺寸。4） 計(jì)算各管段的阻力5） 平衡并聯(lián)管路。6） 計(jì)算管網(wǎng)的總阻力7） 根據(jù)管網(wǎng)特性曲線所要求輸送的總流量以及所輸送流體的種類(lèi)、性質(zhì)等諸因素，綜合考慮為管網(wǎng)匹配動(dòng)力設(shè)備，確定動(dòng)力設(shè)備所需的參數(shù)。2.3氣體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算以通風(fēng)空調(diào)工程的輸配管網(wǎng)為例，學(xué)習(xí)開(kāi)式枝狀氣體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的具體方法。2.3.1.1管內(nèi)流速和管道斷面尺寸（1）繪制風(fēng)管系統(tǒng)軸測(cè)圖繪制風(fēng)管系統(tǒng)軸測(cè)圖，并劃分好管段，對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注長(zhǎng)度和風(fēng)量。（2）確定管內(nèi)流速管內(nèi)的流速對(duì)通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大影響，對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)條件也有影響。流速高，風(fēng)管斷面小，占用的空間小，

11、材料耗用少，建造費(fèi)用小。（3）確定各管段的斷面尺寸，計(jì)算摩擦阻力和局部阻力根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量和選擇的流速初步確定風(fēng)管斷面尺寸，并適當(dāng)調(diào)整使其符合通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。2.3.1.2風(fēng)管摩擦阻力計(jì)算按管內(nèi)實(shí)際流速計(jì)算阻力，阻力計(jì)算應(yīng)從最不利環(huán)路開(kāi)始。 備 課 筆 記 第 頁(yè)1、 流速當(dāng)量直徑2、 流量當(dāng)量直徑2.3.1.3風(fēng)管局部阻力計(jì)算 2.3.1.4并聯(lián)管路的阻力平衡（1）調(diào)整支管管徑（2）閥門(mén)調(diào)節(jié)2.3.1.5計(jì)算系統(tǒng)的總阻力和獲得管網(wǎng)特性曲線最不利環(huán)路所有串聯(lián)管段阻力之和，即為管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力之和。2.3.1.6計(jì)算例題如圖所示的通風(fēng)除塵管網(wǎng)，風(fēng)管用鋼板制作，輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為

12、常溫。除塵器阻力為1200Pa。對(duì)該管網(wǎng)進(jìn)行水力計(jì)算，獲得管網(wǎng)特性曲線。 備 課 筆 記 第 頁(yè)2.3.1.7均勻送風(fēng)管設(shè)計(jì)均送風(fēng)管的計(jì)算方法有很多，下面介紹近似計(jì)算方法（1） 均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理 （2） 實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件1） 保持各側(cè)孔靜壓相等2） 保持各孔流量系數(shù)相等3） 增大出流角（3） 側(cè)孔送風(fēng)時(shí)的通路（直通部分）局部阻力（4） 均勻送風(fēng)管道的計(jì)算方法2.3.1.8中低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)水力計(jì)算室內(nèi)燃?xì)夤芫W(wǎng)和庭院燃?xì)夤芫W(wǎng)的支管線都屬于低管道。庭院燃?xì)夤芫W(wǎng)干線可能是中壓管道。（1） 低壓燃?xì)夤艿滥Σ磷枇τ?jì)算公式及計(jì)算表（2） 中壓燃?xì)夤艿滥Σ磷枇τ?jì)算公式及計(jì)算表 備 課 筆 記 第 頁(yè)

13、第三章 液體輸配管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算 3.1 液體管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算特點(diǎn)：水的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體，能量方程中的位壓轉(zhuǎn)化為3.1.1閉式液體管網(wǎng)水力特征31.1.1 重力循環(huán)液體管網(wǎng)的工作原理和作用壓力一、工作原理二、作用壓力 注意：作用力不大，重視排氣 3.1.1.2 重力循環(huán)液體管網(wǎng)的水利特征（1）重力循環(huán)液體管網(wǎng)的水力特征雙管系統(tǒng)中兩個(gè)冷卻中心分別產(chǎn)生的作用壓力為 備 課 筆 記 第 頁(yè)（2）重力循環(huán)液體管網(wǎng)串聯(lián)環(huán)路的水力特征該單管系統(tǒng)中熱水順流依次進(jìn)入多個(gè)散熱器，兩個(gè)冷卻中心共同產(chǎn)生的作用壓力為： 備 課 筆 記 第 頁(yè) 3.1.1.3機(jī)械循環(huán)液體管網(wǎng)的工作原理特點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)置水泵，輸

14、入動(dòng)力，外加附加作用力，共同克服循環(huán)阻力維持循環(huán)流動(dòng)。3.1.2閉式液體管網(wǎng)水力計(jì)算3.1.2.1基本公式與壓力損失平衡（1）水力計(jì)算的基本公式一、沿程阻力 二、局部阻力（2）壓力損失平衡與不平衡率壓力平衡：管網(wǎng)計(jì)算壓力損失等于作用力壓力損失不平衡率并聯(lián)管路壓力損失平衡方法3.1.2.2液體管網(wǎng)水力計(jì)算的主要任務(wù)和方法一、液體管網(wǎng)水力計(jì)算的主要任務(wù)1、已知流量和系統(tǒng)作用壓力，確定管徑2、已知流量和管徑，確定系統(tǒng)作用壓力3、已知流量，確定管徑和系統(tǒng)作用壓力4、已知管徑和管段的允許壓力降，確定流量1 備 課 筆 記 第 頁(yè)二、液體管網(wǎng)水力計(jì)算方法3.1.2.3重力循環(huán)雙管系統(tǒng)管網(wǎng)水力計(jì)算方法和例題3.1.2.4機(jī)械循環(huán)室內(nèi)水系統(tǒng)管路水力計(jì)算方法一、概述方法同自然循環(huán)管路系統(tǒng)根據(jù)資用壓力和平均比摩阻選管徑控制比摩阻，富裕作用力由調(diào)節(jié)閥節(jié)流二、循環(huán)動(dòng)力主要來(lái)自水泵，干管的重力作用力可忽略雙管系統(tǒng)在各立管計(jì)算