1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體輸配管網(wǎng)考試題及答案2009一、填空題（每空1.5分，共40分）1、管網(wǎng)構(gòu)成的三個基本要素是（管段）、（節(jié)點(diǎn)）、和（動力源）。管網(wǎng)系統(tǒng)在各節(jié)點(diǎn)處，（斷面尺寸或流量）發(fā)生改變。2、克契霍夫第一定律表述為（管網(wǎng)內(nèi)通過任一節(jié)點(diǎn)的各流量的代數(shù)和為零），克契霍夫第二定律表述為（管網(wǎng)內(nèi)任一環(huán)內(nèi)，各管段水頭損失的代數(shù)和為零）。環(huán)狀管網(wǎng)水力計(jì)算的方法主要有（解管段方程法）、（解節(jié)點(diǎn)方程法）和（解環(huán)方程法）。3、某系列水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns越大，其所提供的揚(yáng)程（越小）、流量（越大），水泵形狀（粗胖），H-Q曲線呈現(xiàn)（陡降）的趨勢。4、空調(diào)建筑的衛(wèi)生間排風(fēng)豎井頂部裝有排風(fēng)機(jī)，冬季比夏季排風(fēng)能力強(qiáng)，其原

2、因是由于（冬季豎井內(nèi)位壓的存在增加了排風(fēng)的動力，而夏季豎井內(nèi)位壓的存在成為排風(fēng)的阻力）。5、通風(fēng)空調(diào)空氣輸送管網(wǎng)，沿流動方向風(fēng)道內(nèi)的全壓（沿程下降），靜壓（可能上升、下降或相等）。實(shí)現(xiàn)風(fēng)管側(cè)壁孔口均勻送風(fēng)的基本條件是（保持各側(cè)孔靜壓相等）、（保持各側(cè)孔流量系數(shù)相等）和（增大出流角a）。6、水力失調(diào)度是（管段實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量）的比值，水力穩(wěn)定性系數(shù)是（管段規(guī)定流量與工況變化后管段最大流量）的比值。提高管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的只要方法是（盡可能減小網(wǎng)路干管壓降，而增大用戶系統(tǒng)的壓降）7、泵或風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)是（泵或風(fēng)機(jī)的性能）曲線和（管路性能）曲線的交叉點(diǎn)。若想改變管網(wǎng)系統(tǒng)的工作點(diǎn)，常用的調(diào)節(jié)手段有

3、（閥門調(diào)節(jié)）、（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）和（切削葉輪調(diào)節(jié)）等辦法。二、簡答和分析題（每題8分，共40分）1、試畫出兩臺型號相同的水泵并聯(lián)運(yùn)行工況圖示，并聯(lián)后的流量是否為單臺泵工作時(shí)流量的2倍？何種類型的水泵和管路性能更適合并聯(lián)工作？jlimvh如圖所示，管路性能曲線為I,并聯(lián)后的工作點(diǎn)1,單臺泵工作時(shí)的工作點(diǎn)2,可見并聯(lián)后的總流量小于單臺泵工作時(shí)流量的2倍。并聯(lián)的意義就是為了增加流量，因此管路性能曲線越平坦（管路阻抗小）、泵的性能曲線越平坦（比轉(zhuǎn)數(shù)小），并聯(lián)后增加的流量越大，越適合并聯(lián)工作。2、以水泵為例，寫出其相似律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說明相似律的意義。答：流量比(D3(n)2nnD1n丿2mm揚(yáng)程比(D2(

4、n)2nnD1n丿H2m軸功率比N_sn_NsmD2nD2m/nnInm效率比n_nnm相似律的意義:建立同一系列（幾何相似）的泵與風(fēng)機(jī)工作參數(shù)之間的關(guān)系。水泵制造時(shí)，先做小模型，取得設(shè)計(jì)參數(shù)，再推廣到實(shí)型設(shè)備。對泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)的理論依據(jù)。3、何謂比摩阻，簡要說明確定經(jīng)濟(jì)比摩阻的意義。答：單位長度摩擦阻力，稱為比摩阻。經(jīng)濟(jì)比摩阻的確定涉及管徑的選取，是一個技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。如選用較大的比摩阻值（流速較大），則管徑可減小，管網(wǎng)系統(tǒng)初投資降低，但同時(shí)系統(tǒng)壓力損失增加，水泵動力消耗增加，運(yùn)行費(fèi)增加；反之亦然。因此經(jīng)濟(jì)比摩阻的確定需經(jīng)過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,對設(shè)計(jì)實(shí)踐有指導(dǎo)意義。4、下圖中虛線為閥門B

5、全開時(shí)串并聯(lián)管路1-2-3-4的測壓管水頭線。1）關(guān)小閥門B以后，說明各管段流量的增減情況及其增減原因。2）試畫出關(guān)小閥門B以后，各管段測壓管水頭線的變化情況。（用實(shí)線畫在原圖上）答：圖中所示為串、并聯(lián)混合管路，關(guān)小閥門B以后，并聯(lián)管路阻抗S并增加，管路總阻抗S總增加，導(dǎo)致總流量減少，則管段1-2和管段3-4的流量減少（該段測壓管水頭總線變緩）。并聯(lián)管段上的壓降增大，S21不變，則管段21的流量增加（該段測壓管水頭線變陡），管段22的流量減少（閥門處產(chǎn)生集中的能量損失，閥門前后測壓管水頭線變緩）。222112123SB5、分別舉例說明實(shí)際工程中什么管網(wǎng)屬于開式枝狀管網(wǎng)、閉式枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)？

6、枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)的主要水力特征差別？開式枝狀管網(wǎng)與閉式枝狀管網(wǎng)的主要水力特征差別？答：通風(fēng)空調(diào)空氣輸送管網(wǎng)、建筑室內(nèi)給水管網(wǎng)等屬于開式枝狀管網(wǎng)；室內(nèi)熱水供暖管網(wǎng)、室內(nèi)閉式空調(diào)冷熱水管網(wǎng)等屬于閉式枝狀管網(wǎng)；城市供水、供燃?xì)夤芫W(wǎng)的干線通常布置成環(huán)狀管網(wǎng)。枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)水力特征差別如下：1）只要是枝狀管網(wǎng)，各管段內(nèi)的流量大小和流動方向就可以預(yù)先確定；而環(huán)狀管網(wǎng)內(nèi)管段的實(shí)際流量大小和流動方向均未知，需經(jīng)水力計(jì)算確定，這也正是環(huán)狀管網(wǎng)的復(fù)雜所在。2）枝狀管網(wǎng)初投資小、水力可靠性差；環(huán)狀管網(wǎng)初投資較大、水力可靠性好。開式枝狀管網(wǎng)與閉式枝狀管網(wǎng)的水力特征差別如下：1）開式枝狀管網(wǎng)有開口與大氣相通，管路

7、內(nèi)各斷面壓強(qiáng)可以確定；閉式枝狀管網(wǎng)沒有開口與大氣相通，管路內(nèi)各斷面壓強(qiáng)為不定值，必須人為確定定壓點(diǎn)。2）與閉式液體管網(wǎng)相比，開式液體管網(wǎng)的動力設(shè)備（如水泵）除了克服流體在管網(wǎng)內(nèi)的流動阻力外，還應(yīng)克服一定高度的靜水壓力。三、計(jì)算題（每題10分，共20分）1、已知4-72型NO6C離心風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為n=1250轉(zhuǎn)/分時(shí)實(shí)測參數(shù)如下表所示:1234567P(Pa)843.4823.8814.0794.3755.1696.3637.4Q(m3/h)59206640736081008800950010250N(kW)1.691.771.861.962.032.082.12管路性能曲線經(jīng)過原點(diǎn)。8578.6

8、110002.151）求出各點(diǎn)效率，并畫出該風(fēng)機(jī)性能曲線圖（P-Q、N-Q、n-Q曲線）2）設(shè)風(fēng)機(jī)原來在Q=9500m3/h下工作，現(xiàn)需將其流量減少15，若采用閥門調(diào)節(jié)PQ求調(diào)節(jié)后的軸功率；若采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，求調(diào)節(jié)后的軸功率及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速？解:1)有n1=0.821、n2=0.858、n3=0.895、n4=0.912、n5=0.909、n6=0.883、123456n7=0.856、n8=0.822（性能曲線圖略）2）采用閥門調(diào)節(jié)（風(fēng)機(jī)性能曲線不變，管路性能曲線變化）風(fēng)機(jī)原來風(fēng)量9500m3/h（工況點(diǎn)6）調(diào)整后的風(fēng)量為9500 x(1-0.15)=8075m3/h8100m3/h(接近工況點(diǎn)4)

9、則采用閥門調(diào)節(jié)后的軸功率應(yīng)為1.96kW若采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（管路性能曲線不變，風(fēng)機(jī)性能曲線變化）因?yàn)楣苈沸阅芮€經(jīng)過原點(diǎn)，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后新的工作點(diǎn)6與原工作點(diǎn)6為相似工況點(diǎn)，則有根據(jù)相似律，豊=汁n丄竺|護(hù)二1063樹分6Nn2.086(一)3nN=1.28kWNn6(1250/1063)362、有一臺進(jìn)口直徑D1=600mm的單級泵，輸送常溫清水，其工作流量Q=800l/s,允許真空高度Hs=3.5m,吸水管水頭損失hw吸=0.4m,試問如果水泵的幾何安裝高度h幾吸=3m,該水泵能否正常工作？若將該泵安裝在海拔1000m的地區(qū)(當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.2mH2O),輸送40C清水(其汽化壓力為0.75mH2O),此時(shí)該泵的允許幾何安裝高度應(yīng)為多少？解：1)v2.83m/s1豊乙0.62寸4IhLh-性-h幾吸s2gw吸2.8323.5-0.42.69m2g如果水泵的幾何安裝高度h幾吸=3m，則