流图输配管网第1章讲课

膨胀水箱、排气装置、疏水器、过滤器等
1.2.2 流体输配管网的分类
1.2.2.1 1.2.2.2 1.2.2.3 1.2.2.4 1.2.2.5 单相流与多相流管网 重力驱动与压力驱动管网 开式与闭式管网 枝状与环状管网 异程式管网与同程式管网
1.2.3 多级管网之间的连接方式
教材与参考书(续)：
采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003 城市热力网设计规范 CJJ34-2002 城市燃气设计规范 GB50028-93（2002年版） 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 工业金属管道设计规范 GB50316-2000
暖通空调杂志 煤气与热力杂志 给水排水杂志
基本组成：动力
来源于“源” 如锅炉；储气罐的压力；上级管网的压力； 来源于重力 如自然循环热水采暖；建筑排水； 来源于机械动力－－水泵与风机
机械通风、城市供热、城市给水等，应用广泛。
其他装置：
调控设备
调节阀、关断阀
安全、计量装置
安全阀、报警器、流量计、温度计、压力表等
其他装置与设备
7F
1 2 3 4 5
油烟机排烟罩－－收集烟气 风机－－抽烟和排烟 单向阀－－防止烟气倒流 管道－－引导烟气流动路径 风帽－－防止雨水
1F
该管网的特点：
1 流体种类：气体，极少量液体 2 管网型式：
管内流体与环境（大气）的关系：开式 每个支路管道流向的确定性：枝状 管道中流体的分流与汇流：汇流
第1章 流体输配管网型式与装置
自然界中的流体输配管网： 人体呼吸系统 血液循环系统 植物水分输配系统 江河水系 工程中的流体输配管网： 西气东输 南水北调 城市供热、给水排水、燃气 建筑物采暖、上下水、燃气、空调送排风、空调冷冻水与冷却水 工厂通风
输配工程与技术（古老的课题） ——都江堰水利工程
1.2 小结
1.2.1 流体输配管网的基本功能与基本组 成 基本功能
从“源”取得流体，通过管道输送，按照要求 将流量分配给用户的末端装置； 从末端装置处按照要求收集流体，通过管道， 将其输送到“汇”。
基本组成 基本组成：末端装置 从管道中取得一定量的流体，或将一定量的 流体送入管道。如：排风罩、散热器、送风 口、燃气罩；卫生器具、配水龙头等。 基本组成：管道 在“源”和“汇”之间，给流体流动以路径， 引导流体流动。
VD e f f( , ) D
Fundamental theory of mechanics of fluids（cont’s) Colebrook equations
1 0.86 ln Re f 0.8 f
1 e 0.86ln 3 . 7 D f
e 1 2.51 0.86 ln 3.7 D Re f f
1.2.3.1 直接连接－－水力相关
1.2.3.2 间接连接－－水力无关
第一章
课后要求
完成习题 仔细阅读并理解教材内容 阅读参考书
流体力学基本知识（1） Fundamental theory of mechanics of fluids
达西——魏斯巴赫公式 (Darcy-Weisbach equation) 2
C——水流的流速系数。它与水力半径、渠道粗糙度等因素相关
谢才公式( ) （Chezy formula ）
法国，Antoine Chezy,1769
v C RJ
qv Av AC RJ K J
v——平均流速(m/s) R——水力半径(m) J——水力坡度 C——水流的流速系数，称为谢才系数 K——流量模数
流体输配管网
Fluid Transmission and Distribution Network
主讲：李孔清 龚光彩
Lecturer: Dr. Li Kongqing 机械工业出版社
“流体输配管网”释义
流体(Fluids—liquids or gases)：具有流动性的物质 输配(Transmission and Distribution) ：按要求输送、 分配 管网(Pipeline Network)：管道（流体流动的通道） 相互连接形成网络
LV hL f D 2g
F is friction factor(摩擦阻力系数) which depends on the various quantities that affect the flow, written as
f f ( , ,V , D, e)
After dimensional analysis:
错误：流水输配管网；流体输送管网；流体输配管道
课程性质及与其他课程的联系
1、专业平台课（专业核心技术基础课） 2、以《流体力学》为主要理论基础；是学习
《暖通空调》、《供热工程》、《建筑给排 水》、《燃气供应》等专业技术课的核心基 础。 3、全国注册公用设备工程师考试科目
课程的学习任务
A b mh h
A mh 2h 1 m 2 h
水力最优断面是A一定时湿周

最小的断面。
d A 2 m 2 1 m2 0 dh h
b h 2( 1 m 2 m ) h
梯形明渠水力半径
b 2 h 2( 1 m m ) h
课程的学习方法和要求
教师指导和学生自学相结合。以学生自学为 主。 自学方法：阅读参考书、做习题、观察分析 实际管网、做实验。 课堂要求：认真听讲，不得干扰老师讲课和 其他同学听课。
教材与参考书：


《流体输配管网》 （第二版）龚光彩 主编
《流体输配管网》 （第二版）付祥钊 主编 《工业通风》 （第二版）孙一坚 主编 《供热工程》 （第三版）贺平 孙刚 主编 《建筑给排水工程》（第四版）王增长 主编 《燃气输配》 （第三版）段常贵 主编 《暖通空调》 （第一版）陆亚俊 主编 《简明供热设计手册》 （第一版）李岱森 主编 《简明通风设计手册》 （第一版）孙一坚 主编 《简明空调设计手册》 （第一版）赵荣义 主编 《建筑燃气设计手册》 （第一版）袁国汀 主编
曼宁公式(
1 2 / 3 1/ 2 v R J n
Robert Manning,1889
)
1 2 / 3 1/ 2 qv Av A R J K J n
1 1/ 6 C R n
n——渠道的粗糙系数，见表1-4 R——水力半径(m) J——水力坡度
参考：曼宁公式与水利科学(上)（讨论稿）
巴甫洛夫斯基公式 ( )
前苏联，巴甫洛夫斯基,1925
1 y C R n
y 2.5 n 0.13 0.75 R n 0.10
使用条件


0.1m≤R≤3m
0.011＜n ＜ 0.040
水力计算器
梯形明渠
梯形明渠水力最优断面
A (b m h)h
b 2h 1 m 2
明渠均匀流水力计算的基本问题
验算渠道的输水能力 决定渠道底坡 决定渠道断面尺寸
验算渠道的输水能力
qV Av AC Ri K i K J
即已知m、b、h0、n和i ，求其输水能力
流体力学基本知识（续）
Smooth pipe flow:


Completely turbulent zone:
Transition zone
Fundamental theory of mechanics of fluids（cont’s)
From:
“……摩擦和碰撞——这 二者仅仅在程度上有所不同。 摩擦可以看作集中于一个瞬间 和一个地方的摩擦。摩擦是缓 慢的碰撞，碰撞是激烈的摩擦”
通过各种教学环节，掌握暖通空调工程、城市燃气 工程、供热工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、 工厂动力工程等各类工程中的流体输配管网的基本 原理与技术。掌握进行管网系统设计、调试和调节 的基本理论和方法，并形成初步的工程实践能力。 能够正确应用设计手册和参考资料进行上述管网系 统的设计、调试和调节，并为从事其它大型、复杂 管网工程的设计和运行管理打下初步基础。 管网设计：确定管网形式、流通断面；匹配动力； 确定管网调节方案并设置相应的装置。
归纳：流体输配管网的组成
流体的源和汇 管道 动力装置 调控装置 末端装置 其他附属设备
1.1.2 西气东输接续天然气管网
该管网的特点：
1 按照压力不同分级，不同的场合应用不同的
压力级别。 2 城区管网的一些管线构成环状。 3上下级管网相互影响。 4是一个开式管网。
恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社1971年第90页
例题1（Example 1)
• Water at 60℃ is transport for 1500m in a 40mm-diameter wrought iron horizontal pipe with a flow 0.1m3/s,0.4m3/s, 0.9m3/s. Calculate the pressure drop over the 1500m length of pipe. • Solution • (a)The average velocity
1.1.3 重力循环热水采暖管网
2
膨胀水箱
4
3
管道
散热器
1
热源
重力循环热水采暖
该管网的特点：
重力作用形成管网中流体流动的动力。
（思考：空调冷冻水系统能否依靠自然循环？） 枝状管网 （注意：“闭合”不一定是“环状”） 闭式管网 （同程与异程）
1.1.4 蒸汽采暖管网
1－热源 (蒸汽锅炉) 2－疏水器 3－散热器 4－管道
都江堰水利工程