流體輸配管網(wǎng)課后習(xí)題解答

1、課后習(xí)題解答課后習(xí)題解答第第1章章1.1.膨脹水箱的作用是什么？膨脹水箱常用的接管名膨脹水箱的作用是什么？膨脹水箱常用的接管名稱(chēng)和作用是什么？稱(chēng)和作用是什么？膨脹水箱的作用：1、用來(lái)貯存冷熱水系統(tǒng)水溫上升時(shí)的膨脹 水量； 2、在重力循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，起著排 氣作用； 3、恒定水系統(tǒng)的壓力。第第1章章2 2、什么是直接連接？什么是間接連接？各有哪些優(yōu)、什么是直接連接？什么是間接連接？各有哪些優(yōu) 缺點(diǎn)？缺點(diǎn)？管網(wǎng)之間的連接方式可分為直接連接和間接連接。直接連接的管網(wǎng)，流體要穿越各級(jí)管網(wǎng)之間的分界，從一級(jí)管網(wǎng)進(jìn)入另一級(jí)管網(wǎng)。管網(wǎng)之間壓力和流速等水力參數(shù)相互影響，即各管網(wǎng)之間水力相關(guān)和熱力相關(guān)。間

2、接連接的管網(wǎng)，流體不能穿越各級(jí)管網(wǎng)之間的分界，不同級(jí)管網(wǎng)內(nèi)的流體不直接接觸，故各級(jí)管網(wǎng)之間的水力參數(shù)不互相影響，即水力無(wú)關(guān)。各級(jí)管網(wǎng)可以分別獨(dú)立進(jìn)行水力工況分析與調(diào)節(jié)。第第1章章3 3、按機(jī)械循環(huán)的同程式和異程式分別繪出如圖所示、按機(jī)械循環(huán)的同程式和異程式分別繪出如圖所示5 5層供暖層供暖/ /空調(diào)系統(tǒng)水管圖，并繪制出膨脹水箱在管網(wǎng)空調(diào)系統(tǒng)水管圖，并繪制出膨脹水箱在管網(wǎng)中位置，并盡可能設(shè)置管網(wǎng)裝置。中位置，并盡可能設(shè)置管網(wǎng)裝置。第第1章章同程式第第1章章異程式第第2章章2-7 2-7 水力計(jì)算過(guò)程中，為什么要對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻水力計(jì)算過(guò)程中，為什么要對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡？怎樣進(jìn)行？力平衡？怎樣

3、進(jìn)行？“所有管網(wǎng)的并聯(lián)管路阻力所有管網(wǎng)的并聯(lián)管路阻力都應(yīng)相等都應(yīng)相等”這種說(shuō)法對(duì)嗎？這種說(shuō)法對(duì)嗎？流體輸配管網(wǎng)對(duì)所輸送的流體在數(shù)量上要滿(mǎn)足一定的流量分配要求。管網(wǎng)中并聯(lián)管段在資用動(dòng)力相等時(shí)，流動(dòng)阻力也必然相等。為了保證個(gè)管段達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期要求的流量，水力計(jì)算中應(yīng)使并聯(lián)管段的計(jì)算阻力盡量相等，不能超過(guò)一定的偏差范圍。如果并聯(lián)管段計(jì)算阻力相差太大，管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)并聯(lián)管段會(huì)自動(dòng)平衡阻力，此時(shí)并聯(lián)管段的實(shí)際流量偏離設(shè)計(jì)流量很大，管網(wǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此，要對(duì)并聯(lián)管段進(jìn)行阻力平衡。第第2章章對(duì)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(jì)算時(shí)，在完成最不利環(huán)路的水力計(jì)算后，再對(duì)個(gè)并聯(lián)支路進(jìn)行水力計(jì)算，其

4、計(jì)算阻力和最不利環(huán)路上的資用壓力進(jìn)行比較。當(dāng)計(jì)算阻力差超過(guò)要求值時(shí)，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)整之路阻力，很少采用調(diào)整主管路（最不利環(huán)路）阻力的方法，因?yàn)橹鞲陕酚绊懝芏?、比支路要多。并?lián)管路的阻力平衡采用壓損平均法進(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)該比摩阻和設(shè)計(jì)流量，確定各并聯(lián)支路的管段尺寸。第第2章章“所有管網(wǎng)的并聯(lián)管路阻力都相等”這種說(shuō)法是不對(duì)的。在考慮重力作用和機(jī)械動(dòng)力同時(shí)作用的管網(wǎng)中，量并聯(lián)管網(wǎng)的流動(dòng)資用壓力可能由于重力作用而不相等，而并聯(lián)管段各自流動(dòng)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并聯(lián)管路

5、上的作用差。第第2章章1.對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。 2.選擇最不利環(huán)路，1-3-5 除塵器 6 風(fēng)機(jī)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(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為垂直風(fēng)管10m3/s ，水平風(fēng)管12m3/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(jì)算風(fēng)量： 55001.05=5775m3/s 。 管段1，有水平風(fēng)管，確定流速12m3/s，Q1=1000m3/h(0.28m3/s)，選D1=180mm，實(shí)際流速V1=11.4m/s，查Rm1=90Pa/m，Pd=V2/2=1.211.42/2=78.0Pa。同理可查管段3、5、6

6、、7的管徑及比摩阻，并計(jì)算動(dòng)壓及摩擦阻力，結(jié)果見(jiàn)水力計(jì)算表。 第第2章章水力計(jì)算表計(jì)算系統(tǒng)的總阻力，獲得管網(wǎng)揚(yáng)程曲線(xiàn)。 P=（Rml+Pl）=241.9+28.4+76.0+45.5+57.6+1000=1449.4Pa S=P/Q2=1450/1.6042=5633.6kg/m7 管網(wǎng)特性曲線(xiàn)為P=563.6Q2 Pa 5-18 5-18 一臺(tái)普通風(fēng)機(jī)一臺(tái)普通風(fēng)機(jī) n=1000r/minn=1000r/min時(shí)，時(shí)，性能如下表，應(yīng)配備多少功率電機(jī)？性能如下表，應(yīng)配備多少功率電機(jī)？解：由式 求出該風(fēng)機(jī)在各工況點(diǎn)下的功率如表所示。以各工況下最大功率為選擇電機(jī)的依據(jù)；參考教材表5-4-1，確定電機(jī)

7、容量?jī)?chǔ)備系數(shù)K，取K=1.155-19 5-18題那臺(tái)風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速提到題那臺(tái)風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速提到n=1500r/min 和降到和降到n=700r/min時(shí)，性能如何變化？時(shí)，性能如何變化？ 列出性能表。分別應(yīng)配備多大功率的電機(jī)？列出性能表。分別應(yīng)配備多大功率的電機(jī)？由兩式分別計(jì)算改變轉(zhuǎn)速后風(fēng)機(jī)的性能，列于表中：當(dāng)n=1500r/min時(shí)的性能參數(shù)解：由題意，葉輪直徑D和密度不變，各相似工況點(diǎn)滿(mǎn)足：當(dāng)n=700r/min時(shí)的性能參數(shù)5-25 在在n2000r/min的條件下實(shí)測(cè)以離心式泵的的條件下實(shí)測(cè)以離心式泵的 結(jié)果為：結(jié)果為：Q0.17m3/s，H104m，N184kW。 如有一與之幾何相似的水

8、泵，其葉輪比上述泵的如有一與之幾何相似的水泵，其葉輪比上述泵的 葉輪大一倍，在葉輪大一倍，在1500r/min之下運(yùn)行，之下運(yùn)行， 試求在效率相同的工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程及效率試求在效率相同的工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程及效率 各為多少？各為多少？解：6-16解：（1）首先求兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的性能曲線(xiàn)， 對(duì)單臺(tái)性能曲線(xiàn)上的3個(gè)性能參數(shù)點(diǎn)（見(jiàn)上表）， 按相同揚(yáng)程時(shí)流量疊加的方法獲得 。 管網(wǎng)阻力：23222)/(160. 067720hmOmHQH得管網(wǎng)特性曲線(xiàn)。曲線(xiàn)與的交點(diǎn)為兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行的工況點(diǎn)。管網(wǎng)的總工作流量為756.7m3/h，每臺(tái)水泵的工作流量為378.4 m3/h，揚(yáng)程為73.9mH2O。

9、（2）兩臺(tái)水泵串聯(lián)時(shí)，按照相同流量下?lián)P程疊加的方法獲得 總的性能曲線(xiàn)IV 。 曲線(xiàn)III和IV的交點(diǎn)為管網(wǎng)總工作點(diǎn)， 管網(wǎng)總工作流量889 m3/h， 總揚(yáng)程115.47 mH2O；每臺(tái)水泵流量889 m3/h， 揚(yáng)程57.7 mH2O。6-18（1）單臺(tái)水泵的性能曲線(xiàn)為曲線(xiàn)I。管網(wǎng)阻抗 作管網(wǎng)特性曲線(xiàn)為曲線(xiàn)II，二者的交點(diǎn)1為水泵的工況點(diǎn)，輸出流量為15 m3/h，揚(yáng)程為18.5mH2O。23222)/(082. 0155 .18hmOmHQH(2)關(guān)小閥門(mén)時(shí)，要求的輸出流量是10m3/h，水泵的性 能曲線(xiàn)不變，仍為曲線(xiàn)I，由橫坐標(biāo) m3/h作垂線(xiàn)，與 曲線(xiàn)I交點(diǎn)為要求的工況點(diǎn) 采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速

10、的方法時(shí)，管網(wǎng)特性曲線(xiàn)仍為II，由橫坐標(biāo) m3/h作垂線(xiàn)，與曲線(xiàn)II交點(diǎn)3為要求的工況點(diǎn)。由于曲線(xiàn)II上的點(diǎn)滿(mǎn)足相似定律 ，即曲線(xiàn)II是過(guò)單臺(tái)水泵性能曲線(xiàn)I上點(diǎn)1的相似工況曲線(xiàn)，因此點(diǎn)3與點(diǎn)1是相似工況點(diǎn)，所以轉(zhuǎn)速 。（3）按照水泵并聯(lián)工作的聯(lián)合運(yùn)行工作性能曲線(xiàn)的求 解方法，作出此2臺(tái)水泵并聯(lián)工作的聯(lián)合運(yùn)行工 作性能曲線(xiàn)，如圖中曲線(xiàn)III，與管網(wǎng)特性曲線(xiàn)II交 點(diǎn)4為聯(lián)合運(yùn)行的工作點(diǎn)， 此時(shí)總流量16.2m3/h，不能達(dá)到30 m3/h， 揚(yáng)程為22.0 mH2O。6-25解：該管網(wǎng)為閉式管網(wǎng)，且水溫變化幅度小，不考慮重力作用的影響，按管網(wǎng)的計(jì)算壓力損失確定水泵的揚(yáng)程。對(duì)于流量和揚(yáng)程，均增加1

11、0%作為選擇水泵的依據(jù)。如圖，煙囪內(nèi)煙氣流動(dòng)過(guò)流斷面視為常數(shù)，煙氣密度不變，整個(gè)流動(dòng)過(guò)程均為0.6kg/m3；煙囪外空氣密度為1.2kg/m3。煙囪的單位長(zhǎng)度的摩擦阻力5Pa/m；流動(dòng)過(guò)程局部阻力系數(shù)之和為1.8。水平bc段長(zhǎng)5m。求煙氣出口速度。 PaHgPaG2 .29450) 6 . 02 . 1 (807. 9)(275Pa55m5Pa/mlPclGPPPPPa2 .19275-294.220.61.8222vvPcsmv/96. 5重力作用動(dòng)力：沿程阻力：重力作用力與流動(dòng)阻力平衡：局部阻力：解得有一臺(tái)單級(jí)水泵，其進(jìn)口直徑D1=600 mm，工作地點(diǎn)的大氣壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，輸送常溫清水，其工作流量Q=0.8m3 / s，允許真空高度 Hs=3.5 m，吸水管水頭損