流體輸配管網(wǎng)課后答案第一頁，共34頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)

第一章1.流體輸配管網(wǎng)有哪些基本組成部分？各有什么作用？基本組成：管道；動力裝置；調(diào)節(jié)裝置；末端裝置；附屬設(shè)備。作用：管道為流體流動提供流動空間；動力裝置為流體流動提供需要的動力；調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)流量，開啟、關(guān)閉管段內(nèi)流體的流動；末端裝置直接使用流體，是流體輸配管網(wǎng)內(nèi)流體介質(zhì)的服務(wù)對象；附屬裝置為管網(wǎng)正常、安全、高效地工作提供服務(wù)。2021/1/42第二頁，共34頁。2.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)直接于大氣相接觸，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，氧化腐蝕現(xiàn)象比閉式管網(wǎng)嚴重。閉式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動的流體介質(zhì)不直接于大氣相接觸，閉式液體管網(wǎng)水泵一般不需要克服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。2021/1/43第三頁，共34頁。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因停運而受影響。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，初投資較枝狀管網(wǎng)大；但管網(wǎng)某處發(fā)生故障而停運檢修時，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。2021/1/44第四頁，共34頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)（第二章）習(xí)題2－11如圖所示管網(wǎng)，輸送含谷物粉塵的空氣，常溫下運行，對該管網(wǎng)進行水力計算，獲得管網(wǎng)特性曲線方程。2021/1/45第五頁，共34頁。115m2310m6m55m8m478m610m傘形罩α=60o1000m32000m3/ｈ2500m3風(fēng)機除塵器習(xí)題2－11示意圖51設(shè)備密閉罩設(shè)備密閉罩2021/1/46第六頁，共34頁。2021/1/47第七頁，共34頁。2－14某大型電站地下主廠房發(fā)電機房需在拱頂內(nèi)設(shè)置兩根相同的矩形送風(fēng)管進行均勻送風(fēng)，送風(fēng)溫度20°c，試設(shè)計這兩根風(fēng)管。設(shè)計條件：總送風(fēng)量40×104m3,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。2021/1/48第八頁，共34頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)（第三章）習(xí)題3-1計算習(xí)題3－1中各散熱器所在環(huán)路的作用壓力。＝95，1＝85，2＝80，＝70。（設(shè)底層散熱器中心與熱源中心高差為3ｍ）圖1圖22021/1/49第九頁，共34頁。解：雙管制：第一層：△p11(ρρg)=9.8×3×(977.81-961.92)=467.2第二層：△p21(ρρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=934.3第三層：△p31(ρρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=1401.52021/1/410第十頁，共34頁。單管制：△3(ρg1-ρg)+2(ρg2-ρg)+1(ρρg)=9.8×3×(968.65-961.92)+9.8×3×(971.83-961.92)+9.8×3×(977.81-961.92=956.42021/1/411第十一頁，共34頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)3－2確定如下圖所示垂直式雙管順流重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)管路的管徑。熱媒參數(shù)為：供水溫度為＝95，回水溫度＝70。只算Ⅰ、Ⅱ立管，散熱器內(nèi)的數(shù)字表示散熱器的熱負荷；散熱器進出水支管管長1.5ｍ，進出水支管均有截止閥和乙字彎，每根立管和熱源進出口設(shè)有閘閥，樓層高為2.8米。2021/1/412第十二頁，共34頁。習(xí)題3－2示意圖2021/1/413第十三頁，共34頁。2021/1/414第十四頁，共34頁。最不利環(huán)路資用壓力△(ρρg)+△Pｆ＝9.81×（0.5+3）（977.81－961.92）+350＝896ｐａ最不利環(huán)路長度∑1=(2.8+3)+13.5+10+10+10+8+(8.9+3+8)+10+10+10+12.8+2.8=122.8m2021/1/415第十五頁，共34頁。2021/1/416第十六頁，共34頁。通過底層散熱器總阻力即系統(tǒng)作用壓力富裕度的值如下：通過第二層環(huán)路作用壓力及散熱器資用壓力如下：2021/1/417第十七頁，共34頁。2021/1/418第十八頁，共34頁。通過二層散熱器壓降不平衡率如下：通過第三層環(huán)路作用壓力及散熱器資用壓力如下：2021/1/419第十九頁，共34頁。通過三層散熱器壓降不平衡率如下：2021/1/420第二十頁，共34頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)（第四章）習(xí)題4－6汽液兩相流管網(wǎng)的基本水力特征是什么？答:(1)屬蒸汽、凝結(jié)水的兩相流動；（２）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；（３）由于流速較高，可能形成水塞或水擊等不利現(xiàn)象，因此應(yīng)控制流速并及時排除凝水；（４）系統(tǒng)運行時排氣，系統(tǒng)停止運行時補氣,以保證系統(tǒng)長期可靠運行;(5)凝結(jié)水回收方式有重力回水,余壓回水,機械回水等多種方式(回水管段也有少量蒸汽存在)2021/1/421第二十一頁，共34頁。習(xí)題4－12簡述氣固兩相流的阻力特征和阻力計算的基本方法。答:要點(1)阻力與流速的變化關(guān)系;氣固兩相流中，既有物料顆粒的運動，有存在顆粒與氣體間的速度差，阻力要比單相氣流的阻力大，對于兩相流在流速較小時阻力隨流速增大而增大。隨著流速的增大，顆粒過渡到懸浮運動，總阻力隨流速增大而減小，流速再增大，顆粒完全懸浮，均勻分布于某個風(fēng)管，阻力與單相氣流相似，隨流速增大而增大。(2)阻力受物料特性的影響;物料密度大、黏性大時，摩擦作用和懸浮速度大，阻力也大，顆粒分布不均勻時顆粒間速度差異大，互相碰撞機會多，因而阻力也大。(3)阻力計算的基本方法是把兩相流和單相流看作相同流態(tài),物料流看作特殊的流體,利用單相流體的阻力公式計算。2021/1/422第二十二頁，共34頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)第五章5-25.在n＝2000的條件下實測一離心泵的結(jié)果：0.17m3104184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n＝1500之下運行，試求在效率相同的工況點的流量、揚程、功率及效率各為多少？2021/1/423第二十三頁，共34頁。解：由相似率知

故效率相同的工況點的流量、揚程及功率、效率分別為1.02m3，234m，2484,0.942。2021/1/424第二十四頁，共34頁。5-26.有一轉(zhuǎn)速為1480的水泵，理論流量0.0833m3,葉輪外徑D2＝360，葉輪出口有效面積A＝0.023m2,葉片出口安裝角β2＝30°，試作出口速度三角形．假設(shè)流體進入葉片前沒有預(yù)旋運動，即1=0.試計算此泵的理論壓頭∞。設(shè)渦流修正系數(shù)0.77,理論壓頭為多少？（提示：先求出口絕對速度的徑向分速度2,作出速度三角形。）2021/1/425第二十五頁，共34頁。解：由Q＝2A得20.0833/0.023=3.62U2πD260=π*0.36*1480/60=27.9vU2=U2-2β2=27.9-3.62*1.732=21.6∞=(U2*vU2)27.9*21.6/9.807=61.5m0.77∞=0.77*61.5=47.3m2021/1/426第二十六頁，共34頁。第6章已知下列數(shù)據(jù)，試求泵所需的揚程。水泵軸線標(biāo)高130m，吸水面標(biāo)高126m，出水池液面標(biāo)高170m，吸入管段阻力0.81m，壓出管段阻力1.91m．有一泵裝置的已知條件如下：0.12m3,吸入管徑D＝0.25m,水溫為40（容重＝9923）,[]=5m,吸水面標(biāo)高102m，水面為大氣壓，吸入管段阻力為0.79m.試求：泵軸的標(biāo)高最高為多少？如此泵裝在昆明地區(qū)，海拔高度為1800m，泵的安裝位置標(biāo)高應(yīng)為多少？設(shè)此泵輸送水溫不變，地區(qū)海拔為102m,但系一凝結(jié)水泵，制造廠提供的臨界氣蝕余量為△1.9m,冷凝水箱內(nèi)壓強為9000。泵的安裝位置有何限制？流體輸配管網(wǎng)作業(yè)2021/1/427第二十七頁，共34頁。解：1)先計算修正后的允許吸上真空高度[H＇S]水溫為40?C時，7500,則0.765m根據(jù)[H＇S]＝[]–(10.33)+（0.24）有[H＇S]＝5-(10.33-10.4)+（0.24-0.765）＝4.55m又泵的安裝高度[]=[H＇S]-(V12/2Σ)1×D2×Π/40.15=V1×0.3×0.3×3.14/4V1=2.44Σ0.79m所以泵的安裝高度[]＝4.4912/20.79＝3.45m泵軸的標(biāo)高最高為3.45+102＝105.45m2）當(dāng)泵為凝結(jié)水泵時，泵必須安裝于液面下才不會發(fā)生氣蝕安裝于液面下的高度為≥()/γ+[?h]+Σ'≥(7500-9000)/(992*9.807)+2.2+0.79=2.84m所以泵軸和水箱液面的高差必須不小于2.84米．2021/1/428第二十八頁，共34頁。第7章7－4.氣體管網(wǎng)的壓力分布圖中，吸入段和壓出段各有什么顯著特征？7－5.什么是調(diào)節(jié)閥的工作流量特性？在串聯(lián)管道中，怎樣才能使調(diào)節(jié)閥的工作流量特性接近理想流量特性？7-9簡述管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的概念。提高管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的主要途徑是什么？7－10.什么是水力失調(diào)，怎樣克服水力失調(diào)？流體輸配管網(wǎng)作業(yè)262021/1/429第二十九頁，共34頁。答：吸入段的特征主要是：（1）吸入段的全壓和靜壓均為負值，在風(fēng)機入口負壓最大，風(fēng)管的連接處如果不嚴密，會有管外氣體滲入；（2）在吸入管段中靜壓絕對值為全壓絕對值與動壓值之和；（3）當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)中只有吸入管段時，風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)等于吸入管網(wǎng)的阻力及出口動壓損失之和。壓出段的特征主要是：（1）壓出段的全壓和為正值，在風(fēng)機出口全壓最大；（2）壓出段的靜壓一般為正值，此種情況下，全壓的絕對值為靜壓絕對值和動壓絕對值之和，但在管段截面積很小的斷面，由于動壓上升，也可能出現(xiàn)靜壓為負的情況，此時動壓的絕對值等于靜壓和全壓絕對值之和。另外，在吸入段和壓出段，全壓均是沿程下降的，而在風(fēng)機的進出口處全壓的絕對值達到最大。靜壓的絕對值一般亦達到最大，如接口不嚴密，滲漏將很嚴重，既降低了風(fēng)機的性能，也增加了管網(wǎng)內(nèi)外摻混形成氣體污染的可能性。2021/1/430第三十頁，共34頁。7-5答：調(diào)節(jié)閥的工作流量特性是指調(diào)節(jié)閥在前后壓差隨負荷變化的工作條件下，調(diào)節(jié)閥的相對開度與相對流量之間的關(guān)系。在串聯(lián)管路中，調(diào)節(jié)閥全開時閥前后壓差與系統(tǒng)總壓差的比值稱為閥權(quán)度，閥權(quán)度值的范圍是0~1，其值越接近1，調(diào)節(jié)閥的工作流量特性與理想流量特性越接近。2021/1/431第三十一頁，共34頁。7-9答：管網(wǎng)中各個管段或用戶，在其它管段或用戶的流量改變時，保持本身流量不變的能力，稱其為管網(wǎng)的水力穩(wěn)定性。通常用管段或用戶規(guī)定流量和工況變動后可能達到的最大流量的比值y來衡量管網(wǎng)的水力穩(wěn)定性，即/。因，可見提高管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的主要方法是相對地減小網(wǎng)路干管的壓降，或相對地增大用戶系統(tǒng)的壓降。2021/1/432第三十二頁，共34頁。7-10答：管網(wǎng)中的管段實際流量與設(shè)計流量不一致，稱為水力失調(diào)。水力失調(diào)的原因主要是：1）管網(wǎng)中的動力源提供的能量與設(shè)計不符，包括兩個方面，一是動力源的實際工作參數(shù)與設(shè)計參數(shù)不符，一是管網(wǎng)的設(shè)計動力與在設(shè)計流量下的動力需求不符，即管網(wǎng)的動力源匹配不合理；