流體輸配管網(wǎng)16章答案

1、第一章1-1 認(rèn)真觀察13 個(gè)不同類型的流體輸配管網(wǎng)，繪制岀管網(wǎng)系統(tǒng)軸測(cè)圖。結(jié)合第1章學(xué)習(xí)的知識(shí)，回答以下問(wèn)題：（1 ）該管網(wǎng)的作用是什么？（2 ）該管網(wǎng)中流動(dòng)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(dòng)？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(dòng)的情況？如果有兩種流 體，請(qǐng)說(shuō)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(gè)（某些）地方進(jìn)入該管 網(wǎng)，又從其他地方流岀管網(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

2、設(shè)有風(fēng)機(jī)（或水泵）嗎？有幾臺(tái)？它們的作用是什么？如果有多臺(tái)，請(qǐng)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(diǎn)？哪些不同點(diǎn)？答：選取教材中3個(gè)系統(tǒng)圖分析如下表:圖號(hào)圖 1-1-2圖 1-2-14(a)圖 1-3-14(b)問(wèn)（1）輸配空氣輸配生活給水生活污水、廢水排放問(wèn)（2）氣體液體液體、氣體多相流，液體為主問(wèn)（3）從一個(gè)地方流入管網(wǎng)，其他地方流岀管從一個(gè)地方流入管網(wǎng)，其他地方流岀從一個(gè)地方流入管網(wǎng)，其他網(wǎng)管網(wǎng)地方流岀管網(wǎng)問(wèn)（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

3、與大氣相通問(wèn)（5）通常在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口附近及各送風(fēng)口處各立管底部、水泵進(jìn)岀口及整個(gè)管網(wǎng)無(wú)閥門設(shè)置閥門，用于調(diào)節(jié)總送風(fēng)量及各送風(fēng)最低處設(shè)有閥門，便于調(diào)節(jié)各管段流口風(fēng)量量和檢修時(shí)關(guān)斷或排岀管網(wǎng)內(nèi)存水問(wèn)（6）1臺(tái)風(fēng)機(jī)，為輸送空氣提供動(dòng)力1臺(tái)水泵，為管網(wǎng)內(nèi)生活給水提供動(dòng)無(wú)風(fēng)機(jī)、無(wú)水泵力問(wèn)（7）與燃?xì)夤芫W(wǎng)相比，流體介質(zhì)均為氣體，與消防給水管網(wǎng)相比，流體介質(zhì)均為與氣力輸送系統(tǒng)相比，都是但管網(wǎng)中設(shè)施不同。液體，但生活給水管網(wǎng)中末端為水龍多相流管網(wǎng)，但流體介質(zhì)的頭，消防給水管網(wǎng)末端為消火栓。種類及性質(zhì)不同。說(shuō)明：本題僅供參考，同學(xué)可根據(jù)實(shí)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

4、及排水系統(tǒng)圖如圖1-6、1-7所示。IIWu2:L：: :Hi TT TTiigilHIE9F細(xì)氷1W5W87FJH1葩J?T5FJ?JPF-L_F1 ueJ叫丄可i C14FiI* .3F，阿2FJ iJT1-o-11FJ*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(gè)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(dòng)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(dòng)提供流為流體流動(dòng)提供調(diào)節(jié)流量，開啟/關(guān)直接使用流體，是流為管網(wǎng)正常、安全、動(dòng)空間需要的動(dòng)力閉管

5、段內(nèi)流體的流體輸配管網(wǎng)內(nèi)流體介高效地工作提供服動(dòng)質(zhì)的服務(wù)對(duì)象務(wù)。1-4 試比較氣相、液相、多相流這三類管網(wǎng)的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：各類管網(wǎng)構(gòu)造上一般都包括管道系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、調(diào)節(jié)裝置、末端裝置以及保證管 網(wǎng)正常工作的其它附屬設(shè)備。不同點(diǎn)：各類管網(wǎng)的流動(dòng)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(dòng)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(shuō)明隨著課程的進(jìn)一步深入，還可以總結(jié)其它異同點(diǎn)，如：相同點(diǎn)：各類管網(wǎng)中工質(zhì)的流動(dòng)都遵循流動(dòng)能量方程； 各類管網(wǎng)水力計(jì)算思路基本相同；各類管網(wǎng)特性曲線都可以表示成 P=SQ 2+P st ；各類管網(wǎng)中流動(dòng)阻力之和都等于動(dòng)力之和，等等。不同點(diǎn)：不同管

6、網(wǎng)中介質(zhì)的流速不同；不同管網(wǎng)中水力計(jì)算的具體要求和方法可能不同；不同管網(wǎng)系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)分析時(shí)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(diǎn)。答：開式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動(dòng)的流體介質(zhì)直接與大氣相接觸，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(dòng)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

7、較簡(jiǎn)單， 初投資比較節(jié)??；但管網(wǎng)某處發(fā)生故障而停運(yùn)檢修時(shí)，該點(diǎn)以后所有用戶都將停運(yùn)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(shí)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)生故障停運(yùn)檢修時(shí)，該點(diǎn)以后用戶可通過(guò)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(duì)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(duì)每種類型的管網(wǎng)，給岀一個(gè)在工程中應(yīng)用的實(shí)例。(1) 管內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)；(2) 動(dòng)力的性質(zhì)；(3) 管內(nèi)流體與管外環(huán)境的關(guān)系；(4) 管道中流體流動(dòng)方向的確定性；(5) 上下級(jí)管網(wǎng)之間的水力相關(guān)性。答：流體輸配管網(wǎng)分類如下

8、表:問(wèn)題編號(hào)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(dòng)力性質(zhì)重力循環(huán)管網(wǎng)：自然通風(fēng)系統(tǒng)、重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng) 機(jī)械循環(huán)管網(wǎng)：機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水輸配管網(wǎng)(3)按管內(nèi)流體與管外開式管網(wǎng)：建筑排水管網(wǎng)環(huán)境的關(guān)系閉式管網(wǎng)：熱水采暖管網(wǎng)（4）按管內(nèi)流體流向的枝狀管網(wǎng)：空調(diào)送風(fēng)管網(wǎng)確定性環(huán)狀管網(wǎng)：城市中壓燃?xì)猸h(huán)狀管網(wǎng)（5）按上下級(jí)管網(wǎng)的水直接連接管網(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力相關(guān)性間接

9、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(jì)算時(shí)可否忽略位壓的作用？為什么？（提示: 估計(jì)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1535C （夏季冬季）之間，室內(nèi)溫度可 取在2520C（夏季冬季）之間。取20C空氣密度為1.204kg/m 3,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/m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/m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/

10、m.s2,則夏季空調(diào)送風(fēng)位壓=9.807 X 0.041 X 3=1.2 Pa冬季空調(diào)送風(fēng)位壓=9.807 X 0.059 X 3=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(gè)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 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(gè)建筑高度，此時(shí)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

11、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?yàn)閮蓚?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(dòng)，熱設(shè)備的熱量和污濁氣體也不易排 出地下室。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?cè)O(shè)備位置和另增豎井的前提下，采用機(jī)械通風(fēng)方式，強(qiáng)制豎井內(nèi)空氣流動(dòng)，帶走地下室內(nèi)余熱和污濁氣體，如圖2-1-42-3如圖2-2，圖中

12、居室內(nèi)為什么冬季白天感覺較舒適而夜間感覺不舒適?原X1陽(yáng) 臺(tái)r,R訕1圖2-2 習(xí)題2-2示意圖答：白天太陽(yáng)輻射使陽(yáng)臺(tái)區(qū)空氣溫度上升，致使陽(yáng)臺(tái)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；夜晚陽(yáng)臺(tái)區(qū)溫度低于居室內(nèi)溫度，空氣流動(dòng)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(jī)械動(dòng)力和熱壓 之間的作用關(guān)系。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(yùn) 動(dòng)，有利于氣體

13、的排除，此時(shí)熱壓增加了機(jī)械動(dòng)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(dòng)，削弱了機(jī)械動(dòng)力 的通風(fēng)能力，不利于衛(wèi)生間排氣。2-5簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的條件。怎樣實(shí)現(xiàn)這些條件？奮根據(jù)教材推導(dǎo)式（2.壬2L）= 3600/57/7武中打一一送鳳口計(jì)算送佩量 皿呱A送鳳口蠱童系魏；-一送風(fēng)口孔口面積.說(shuō)一一送饑管內(nèi)靜壓，Pajpkg/m從該表達(dá)式可以看出，要實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)，可以有以下多種方式:（1）保持送風(fēng)管新面積F和各送風(fēng)口面積必不孌,調(diào)整各送風(fēng)口掘重系數(shù)川便之適應(yīng)刊的變化，維持厶不怒事（2）f呆持送風(fēng)各送鳳口面積兀和各送図口盍量系數(shù)戸不變，調(diào)整送磯管的面積碼 使

14、管內(nèi)靜壓巧-基本不變，維持厶不變！ *（3）保持迸風(fēng)管的面禎F和各迸鳳口IS墾系數(shù)貝不變根據(jù)管內(nèi)靜壓的變億 調(diào)整各送風(fēng)口孔口面積久維持血不變（4）增大送颯管面積F,使管內(nèi)靜壓匕，增大，同時(shí)鯉送鳳孔面積盤，二看的綜合效果是維持不變實(shí)際應(yīng)用中.要實(shí)現(xiàn)均勻送鳳，通常采月以上第（3）中種方式，即保持了各送風(fēng)口 的同一規(guī)格和形式耳利于美觀和調(diào)節(jié)）.又可以節(jié)省送鳳管的耗材.斕均習(xí)送風(fēng) 的條件就是保證咎迸亂面積九、送鳳流量系數(shù)貝、送鳳處管內(nèi)靜壓甲j均相等.要 實(shí)現(xiàn)這些條件，除了滿足采田同種規(guī)格的迸傀口以外，在迸閔管的設(shè)計(jì)上還需要満足一定 的蠶盧關(guān)嬴融JS朗送明之間動(dòng)壓的減少等于顯送服之間的流動(dòng)阻九炯醱 因口

15、出管內(nèi)靜壓力相等亠2-6流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的目的是什么？答：水力計(jì)算的目的包括設(shè)計(jì)和校核兩類。一是根據(jù)要求的流量分配，計(jì)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(dòng)力設(shè)備準(zhǔn)備好條件，進(jìn)而確定動(dòng)力設(shè)備（風(fēng)機(jī)、水泵等）的型號(hào)和動(dòng) 力消耗（設(shè)計(jì)計(jì)算）；或者是根據(jù)已定的動(dòng)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(jì)算）；或者是根據(jù)已定的動(dòng)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(jì)算）。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(shuō)法對(duì)嗎？答：流體輸配管網(wǎng)對(duì)所輸送的流體

16、在數(shù)量上要滿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。 為了保證各管段達(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)流量也很大， 管網(wǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要 求。因此，要對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。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)各并聯(lián)支路進(jìn)行水力計(jì)算， 其計(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

17、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)路）阻力的方法， 因?yàn)橹鞲陕酚绊懝芏伪戎芬唷?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(jì)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(shuō)法不對(duì)。在考慮重力作用和機(jī) 械動(dòng)力同時(shí)作用的管網(wǎng)中，兩并聯(lián)管路的流動(dòng)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(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

18、力作用在該并聯(lián)管路上的作用差。2-8 水力計(jì)算的基本原理是什么？流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算大都利用各種圖表進(jìn) 行，這些圖表為什么不統(tǒng)一？答：水力計(jì)算的基本原理是流體一元流動(dòng)連續(xù)性方程和能量方程，以及管段 串聯(lián)、并聯(lián)的流動(dòng)規(guī)律。流動(dòng)動(dòng)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：串賭菅設(shè)：Gi=（J2n，. .=Gj如i十如廠加I屮并嚴(yán)管段：Gl+G-.+GG 側(cè)二肚*流Sj能量方程：（PqLPq2）十直P廠。）【比一也=直卩二澀動(dòng)動(dòng)力等于管兩總阻力 & = E”管溜總腿力等于沿程阻力十局部限力 也也十嘰流體輸配管網(wǎng)水力

19、計(jì)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(dòng)介質(zhì)不同、 管網(wǎng)采用的材料不同、管網(wǎng)運(yùn)行是介質(zhì) 的流態(tài)也不同。而流動(dòng)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(jì) 算公式。這就造成了水力計(jì)算時(shí)不能采用統(tǒng)一的計(jì)算公式。各種水力計(jì)算的圖表是為了方便計(jì)算，減少煩瑣、重復(fù)的計(jì)算工作，將各水力計(jì)算公式圖表化，便于 查取數(shù)據(jù)，由于各類流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算公式的不統(tǒng)一，當(dāng)然各水力計(jì)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(diǎn)和適用情況。答：假定流速法的特點(diǎn)是先按照合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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

20、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(shí)際流速； 根據(jù)實(shí)際流速（或流 量）和管段尺寸，可以計(jì)算各管段實(shí)際流動(dòng)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(dòng)力設(shè)備。假定流速法適用于管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算， 通常已知管網(wǎng) 流量分配而管網(wǎng)尺寸和動(dòng)力設(shè)備未知的情況。壓損平均法的特點(diǎn)是根據(jù)管網(wǎng)（管段）已知的作用壓力（資用壓力），按所 計(jì)算的管段長(zhǎng)度，將該資用壓力平均分配到計(jì)算管段上，得到單位管長(zhǎng)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(jì)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(jì)算，當(dāng)管，道系統(tǒng)

21、的動(dòng)力設(shè)備型號(hào)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(jì)算中也常常應(yīng)用。靜壓復(fù)得法的特點(diǎn)是通過(guò)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(dòng)動(dòng)壓減少而靜壓維持不變，動(dòng)壓的減少用于克服流動(dòng)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(jì)計(jì)算中。2-10為何天然氣管網(wǎng)水力計(jì)算不強(qiáng)調(diào)并聯(lián)支路阻力平衡？答：天然氣管網(wǎng)水力計(jì)算不強(qiáng)調(diào)并聯(lián)支路阻力平衡，可以從以下方面加以說(shuō) 明：（1）天然氣末端用氣設(shè)備如燃?xì)庠睢崴鞯茸枇^大，而燃?xì)廨斉涔艿?阻力相對(duì)較小，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(guò)

22、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(shí)間上并非同時(shí)使用，并且使用時(shí)也并非都 在額定流量工況下使用，其流量可以通過(guò)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(wú)需強(qiáng)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(yùn)行，對(duì)該管網(wǎng)進(jìn) 行水力計(jì)算，獲得管網(wǎng)特性曲線方程。答：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，本題確定 1-3-5 除塵器一一 6 風(fēng)機(jī)一一7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

23、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(jì)算風(fēng)量：5500 X 1.05=/s。管段1,有水平風(fēng)管，確定流速12m/s , Qi=1000m3/h(0.28m3/s),選 Di=1805775m3/s=1.604m3mm 實(shí)際流速Vi=11.4m/s,查 Rmi=90Pa/m, Pd= p V2/2=1.2X 11.42/2=78.0Pa 同理可查管段 3、5、6、7的管徑及比摩阻，并計(jì)算動(dòng)壓及摩擦阻力，結(jié)果見水力計(jì)算表。4確定管斷2、4的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦力，結(jié)果見水力計(jì)算表。水力計(jì)算表管 段 編 號(hào)流量m3/h(m3/s)長(zhǎng) 度 l(m)

24、管徑D(mm)流 速V(m/s)動(dòng)壓Pd(Pa)局 部 阻 力 系 數(shù)局部 阻力P1(Pa)單位 長(zhǎng)度 摩擦 阻力Rm(Pa/m)摩 擦阻力Rm(Pa )管段阻力Rm|+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)540012.3691.70.655.024.22176.065775(1.604)845010.2262.70.4729.472.01645.575775(1.604)1045010.2262.70.637.62

25、2.02057.622500(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(jì)手冊(cè)等資料查名管段的局部阻力系數(shù)（簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè))。(1) 管段1設(shè)備密閉罩E =1.0, 90o彎頭(R/D=1.5) 個(gè)，E =0.17，直流三通，根據(jù) Fi+F2=F3,a =30o，F(xiàn)2/F3= (300/320) 2=0.88 ，Q2/Q3=2500/3500=0.7

26、14,查得 E 1,3=0.20，藝 E 1=1.0+0.17+0.20=1.37，P1=E Pd=106.86Pa。(2) 管段2圓形傘形罩，a =60o，E 13=0.09 ，90o彎頭(R/D=1.5) 一個(gè)，E =0.17, 60 o彎頭(R/D=1.5) 1 個(gè)，E =0.14，合流三通 E 2,3 =0.18，工 E 2=0.09+0.17+0.14+0.18=0.58。(3) 管段3直流三通 F3+F4 F5，2=30o，F(xiàn)4/F5= (260/400) 2=0.423 ，Q4/Q5=2000/5500=0.36,E 35 =-0.05 ，藝 E =-0.05。(4) 管段4設(shè)備

27、密閉罩E =1.0,90o彎頭(R/D=1.5) 1個(gè)，E =0.17,合流三通E 45=0.24 ， 2E =1.0+0.17+0.24=14.1。管段5除塵器進(jìn)口變徑管(斷擴(kuò)管)，除塵器進(jìn)口尺寸300x 800mm,變徑管長(zhǎng)度L=500mm,堪盤-= 0.4 a =2 =Ci.血 3 鳥=0.60*2500說(shuō)明除塵器出入口及風(fēng)機(jī)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300mmx 80mm,變徑管長(zhǎng)度 l=400m,a =23.6o,E =0.1, 90o彎頭（R/D=1.5） 2 個(gè)，E =2x 0.17=0.34。風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸

28、擴(kuò)管，按要求的總風(fēng)量和估計(jì)的管網(wǎng)總阻力先近似選出一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑 Di=500mm,變徑管長(zhǎng)度 L=300mm。F5/F6= （500/450） 2=1.23龜厲二 L = 0.083 n =4.8j=0.03) Z =0.1+0.340.03=tl.47h2300(7)管段7風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管，風(fēng)機(jī)出口尺寸410X 315mm, D7=420mm, F7/F出=n D2/(410x 315X 4) =1.07, E =0。帶擴(kuò)散管的平形風(fēng)帽(h/D0=0.5) , E =0.60,藝 E =0.60。6計(jì)算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，結(jié)果如水力計(jì)算表。7對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。（1）匯

29、合擦 A, zPi=241.5Fa, AP2=728Pa, 二 :二 70% 10臨屮應(yīng)241.9劃吏管1.2達(dá)到阻力平衝，改變管段2的管徑,增大亙阻力，r-300= 229.03日丿3訂仃、0 225根據(jù)適風(fēng)管道流規(guī)格取D/ =240,其對(duì)應(yīng)壓力A* = 72 8 =l%.3fa丿LR -込 =41丄二竺丄= lg.S% 10%,仍不平衡，若取管徑D/ 220mm,對(duì) A 片241.9阻力為288.9Pa更不平衡。因此決定取 D2=240mm,在運(yùn)行對(duì)再輔以閥門調(diào)節(jié),削除不平衡(2) 匯合點(diǎn) B , P1+A P3=241.9+28.4=270.3Pa P4=135.3Pa,270.3為廈營(yíng)

30、段12 !刮阻力平衡，改變管段4的管徑變成D；二 260173 airtgl 6 出流:甬口 MF73 v I 9（Hfffi 1 處動(dòng)壓馬產(chǎn)= 29.4Pa） *斷面1處全壓耳產(chǎn)勺十比嚴(yán)105 “29 4“艾4Pirivin4斷麗1處斷面積屛=二11.936007設(shè)計(jì)矩形佩管成5000X2400的規(guī)格，實(shí)際Fl.1.2閔 實(shí)歸V：-6 Ws- Pdi-28.5Pa（H-w.吟=存陰十2,吐2巒f o亦ASr3o 2 處全壓 Pql347 5.1.=l2S.SPa2 處動(dòng)壓 Pd2=l29-106J=23.5靈際血二2茹虧1咖曲相羞不大證明F他9 5Of? vr 1 fl*猛=63耳=EE =

31、怠環(huán)與Z關(guān)相差不天可近液取與IM冃同萱道規(guī)鳳 珈1-5 i號(hào)取.5UULM .2-4OO.mmn4.計(jì)茸 2-3 阻力，確定 *4 規(guī)搐EL 量 2d X .1 OWxh i rv=3240.iwi 卜局部阻力：側(cè)孔出IS=- = 0071,0 OS,考慮管道變徑7=0.1 L 14.： 代 二工占 比-(0 1 + 0-02) X2 = 3 89Pa*J= (4弓!蟲號(hào))=0 33 + 3,89-4 72 PaJP=Pn 迅亠=215 - 472 三 18.73Pqi=106.1+28.6=134.7,。第三章3-1計(jì)算例題3-1中各散熱器所在環(huán)路的作用壓力tg=95C,tg1=85,tg2

32、=80C,tn=70 Co題3-1解：雙管制：第一層： Pi=ghi( p h- p g)=9.8 X 3X (977.81-961.92)=467.2Pa第二層： P2=gh2( p h- p g)=9.8 X6X(977.81-961.92)=934.3Pa第三層： P3=gh3( p h- p g)=9.8 X 8.5X(977.81-961.92)=1323.6Pa單管制： Ph=gh3(tg1-tg)+gh2(tg2-tg“+gh1( p h- p g2)=9.8 X 8.5X(968.65-961.92)+9.8X 6 X (971.83-968.65)+9.8X 3 X(977.

33、81-971.83)=923.4Pa3-2通過(guò)水力計(jì)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m、w、V各散熱器的熱負(fù)荷與U立管相同。只算I、II立管，其余立管只講計(jì)算方法，不作具體計(jì)算，散熱器進(jìn)出水管管長(zhǎng)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： Pi 1 =gH(p H- P g)+ Pf=9.8ix (0.5+3)(977.81-961.92)+350=896Pa刀11i=8+10+10+10+10+(8.9-0.5)+1.5+1.5+(0.5+3)+10+10+10+10+8+(8.9+3)=122.8m0.5x236122 8

34、=3.55O.86g水力計(jì)算表管段號(hào)QG(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=RI(Pa)EPd(Pa)A Pj(Pa)A P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)11800625.8200.053.1118.025.01.2330.848.8散熱器1x2.0,截止閥2x 10, 90o彎 頭1X 1.5,合 流三通1.5X12530018213.5320.051.6522.32.51.233.125.4閘閥1X 0.5,直流三通1x 1.0, 900彎 頭 1 x 1.03990034110400.072.5825.81.02.252.2528.1直流三通1x 1.041450049

35、910400.115.2152.11.05.985.9858.1直流三通1x 1.051910065710500.082.4224.21.03.143.1427.3直流三通1x 1.06237008159500.113.6028.81.55.989.037.8閘閥1X 0.5,90o彎頭2 X0.572370081519.90500.113.6071.62.55.9815.086.6閘閥1X 0.5,90o彎頭2 X0.5,直流三通 1 X 1.081910065710500.082.4224.21.03.143.1427.3直流三通1X 1.091450049910400.115.2152.

36、11.05.985.9858.1直流三通1X 1.010990034110400.072.5825.81.02.252.2528.1直流三通1X 1.011530018212.8320.051.6521.12.51.233.124.3閘閥1X 0.5,直流三通1X 1.0, 900彎1 X 1.01233001142.8250.062.888.11.01.771.89.9直流三通1X 1.0護(hù)護(hù)卑-喚系統(tǒng)作用壓施詼S篤產(chǎn)=5沁富裕壓力要求，過(guò)剩壓力可以通過(guò)閥門調(diào)節(jié)。立管I,第二層 Pi, 2=9.81 X 6.3X (977.81-961.92)+350=1332Pa通過(guò)第二層散熱器的資用壓力

37、： Pi3,14 =1332-896+48.8=485Pa Rpj=0.5X 485/5.8=41.8Pa/m管QGLDvRAPdA PjA P局部阻力統(tǒng)計(jì)段號(hào)(kg/h)(m)(mm)(m/s)(Pa/m)Py=RI(Pa)E(Pa)(Pa)(Pa)131500523150.089.9230373.14116146散熱器1X 2,截止閥2X 16,旁流三通2X1.51435001202.8150.1765.93128.61.014.2214.2143直流三通1X1.0壓隆不平衡率 j = 435-fl4l：i+14xl00% = 40.4% 15%4S5因13、14管均選用最小管徑，剩余壓力

38、只能通過(guò)第二層散熱器支管上的閥 門消除。立管I,第三層 Pi, 3=9.81 X 9.1X (977.81-961.92)+350=1768Pa資用壓力： P 15, 16, i4=1768-896+48.8+9.9=931Pa管段號(hào)QG(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=Rl(Pa)EPd(Pa)A Pj(Pa)A P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)15200068.83150.115.2645.8354.9172217散熱器1X 2,截 止閥 2X 16, 90o彎頭1 X 1.016200068.82.8150.115.2642.7.04.94.948.0直流三通1X1.

39、0壓杯平衡率X =書S+f 0% = 56% 夠因管段15、16、14已選用最小管徑，剩余壓力通過(guò)散熱器支管的閥門消除計(jì)算立管 n,A Pn 1=9.81 X 3.5X (977.81-961.92)+350=896Pa管段17、18、23、24與管段11、12、1、2并聯(lián)n立管第一層散熱器使用壓力A Pn,1 =24.3+9.9+48.8+25.4=108.4Pa管段號(hào)QG(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=RI(Pa)EPd(Pa)A P(Pa)A P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)171500525.8150.089.957.437.03.08114.0171.4同管段1

40、31846001583.5320.051.314.62.01.232.57.1閘閥1 X 0.5合流三通1X1.5232800962.8200.086.6518.61.03.143.1422.0直流三通1X1.02446001582.8320.051.313.73.01.233.77.4閘閥1X 0.5,直流三通1X1.0,旁流三通1 X 1.5壓降不平衡率 x = |1 能W 1心4)| xloo% = 90%13%108.1壓降不平衡X較大，可適當(dāng)調(diào)整管徑如下管段號(hào)QG(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=Rl(Pa)2EAPd(Pa)A Pj(Pa)A P(Pa

41、)局部阻力統(tǒng)計(jì)171500525.8200.041.388.025.00.820.028.0散熱器1X 2,截止閥2X 10,90o 彎 1oX 1.5,合流三通1.5 X11846001583.5250.0911.038.52.04.08.046.5閘閥1 X 0.5合流三通1 X1.5232800962.8250.055.014.01.01.21.215.2直流三通1 X1.02446001582.8250.0911.030.83.04.012.042.8閘閥1 X 0.5,直流三通1X 1.0,旁流三通1 X1.5調(diào)整后的壓降不平衡率亡卩陰-碎+樣叱=論 15%108.4多余壓力可以通過(guò)

42、閥門調(diào)節(jié)。確定U立管第二層散熱器管徑資用壓力厶 Pn, 2 =1332- (896-28.0-46.5) =511Pa管段號(hào)QG(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=RI(Pa)EPd(Pa)A Pj(Pa)A P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)19130044.73150.067.823.4371.7364.187.5同管62.8150.1637.0103.6112.512.5116.1直流三通1X1.0壓降不平衝率x = -小 mibl用1 oa%二60% 15%.511管段19、20已選用最小管徑，剩余壓力由閥門消除915確定U立管第3層散熱器管徑

43、管段號(hào)QG(kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=RI(Pa)EAPd(Pa)A P(Pa)A P(Pa)局部阻力統(tǒng)計(jì)211800623150.0913.641.035.53.9139180散熱器1X 2.0,截止閥2X 16,旁流三通1X1.5221800622.8150.0913.638.02.53.99.848直流三通1X1.090o 彎頭 1X 1.5資用壓力厶 P n, 3=1768-(896-28.0-15.2) =915Pa915- 180- 48壓昵不平衡兀=xlOO% = 73% 15%剩余壓力由閥門消除。第m、w、v立管的水力計(jì)算與n立管相似，方法為

44、:1）確定通過(guò)底層散熱器的資用壓力；2）確定通過(guò)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(duì)第2層散熱器環(huán)路進(jìn)行阻力平衡校核；6）對(duì)第3層散熱器作4）、5）步計(jì)算，校核。3-3機(jī)械循環(huán)室內(nèi)采暖系統(tǒng)的水力特征和水力計(jì)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(p H- p g),單管系統(tǒng)：AF二工，呼息閔作用壓劉 比L人比：機(jī)械脩環(huán)系統(tǒng)的作用壓力Zi但在局部并聯(lián)管路中進(jìn)行阻力手段時(shí)需考慮重力作用。計(jì)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

45、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(jì)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(jì)算的主要任務(wù)相同：按已知的熱煤流量，確定管道 的直徑，計(jì)算壓力損失；按已知熱媒流量和管道直徑，計(jì)算管道的壓力損失；按 已知管道直徑和允許壓力損失，計(jì)算或校核管道中流量。(2)計(jì)算方法和原理相同：室內(nèi)熱水管網(wǎng)水力計(jì)算的基本原理，對(duì)室外熱水管 網(wǎng)是完全適用的。在水力計(jì)算程序上，確定最不利環(huán)路，計(jì)算最不利環(huán)路的壓力 損失，對(duì)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/mo(2)水力計(jì)算圖表不同，因?yàn)槭覂?nèi)管網(wǎng)流動(dòng)大多于紊流過(guò)渡區(qū)，而室 外管網(wǎng)流動(dòng)狀