第十二章章 泵、风机与管网系统的匹配
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《流体输配管网》教学大纲课程编码:1812151402课程名称:流体输配管网学时/学分:32/2(讲授28学时、实践4学时)关联课程:工程热力学;传热学;流体力学;暖通空调;通风工程;建筑给排水工程;燃气输配;建筑消防工程适用专业:建筑环境与能源应用工程开课教研室:建筑环境与能源应用工程课程类别与性质:专业课程,选修一、课时分配与考核权重按照学校的整体要求,基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析,本课程的内容依据高等学校建筑环境与能源应用工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案,选定流体输配管网的功能与类型、气体管网水力特征与水力计算、液体管网水力特征与水力计算等8部分内容,共32学时,2学分。
要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做紧密结合等环节,推进考评方式改革,重视过程性评价,突出基于能力的非标准化答案考试。
基于该教学考核评价思路,本课程主要以课后作业、课程实验、设计作品、期末测试等方式对学生进行考核评价,其中课后作业、课内实验、设计作品等过程性评价占评价权重的60%,期末考试占评价权重的40%。
课时分配与考核权重一览表二、课程资源库1.参考书(1)陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版).中国建筑工业出版社.2008.(2)关文吉.供暖通风空调设计手册(第一版).中国建材工业出版社.2016.(3)全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材(第三版).中国建筑工业出版社.2013(4)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范.GB50736-2012.中国建筑工业出版社.2012-01.(5)建筑给水排水设计规范(2009年版) .GB50015-2003.中国计划出版社.2010-05.(6)城镇供热管网设计规范.CJJ34-2010.中国建筑工业出版社.2010-10.(7)全国民用建筑工程设计技术措施(2009)/暖通空调.动力.中国计划出版社.2009-12.(8)全国民用建筑工程设计技术措施(2009)/给水排水.中国计划出版社.2009-12.2.期刊(1)超高层建筑空调水系统竖向分区研究.张铁辉,赵伟.暖通空调,2014(05).(2)空气源热泵热水系统研究.杜玉清.制冷与空调2015(10).(3)空调水系统中电动调节阀流量特性研究.沈列丞.马伟骏.暖通空调,2011(12).(4)空调系统冷水泵并联变频优化运行.王亮.卢军.暖通空调,2011(12).(5)供暖系统循环水泵特性曲线拟合与工况计算.岳少青.李德英.暖通空调,2005(06).(6)离心风机的无因次性能曲线.张立奎.曾胜学.南昌大学学报(工科版) 2013(03).(7)基于相似理论的风机性能快速计算模型.王路飞.谷波.流体机械2012(07).(8)自力式平衡阀在水力平衡调试中的应用.陈轲.吴春玲.供热制冷2015(09).(9)从热网水力平衡调试探索采暖空调水系统节能途径.高靖哲.建筑节能2010(11).(10)静态水力平衡阀工程应用分析.刘新民.暖通空调2012(10).(11)区域供冷供热系统水力平衡节能潜力及其调节方法.林杨.制冷与空调2016(15).(12)Establishment and solution of the model for loop pipeline network withmultiple heat sources.JIE P E,ZHU N. Energy,2014(05).(13)Designing and commissioning variable flow hydronic systems, Avery, Gil.ASHRAE .1993(07).3.网络资源(1) /serie_400050529.shtml超星学术视频,流体输配管网,龚光彩,湖南大学.(2) 精品课,供热工程,田玉卓. 石家庄铁道学院.(3) /kcms/kcfzdlsyg.htm长安大学,资源共享课,王彤,建筑给水排水工程.(4)银符考试题库.新乡学院,党政机构,图书馆,电子资源,教辅资源库,银符考试题库.(5)暖通空调在线.(6)网易土木在线.三、教学内容及教学基本要求第1—2学时第一章流体输配管网的功能与类型第一节气体输配管网的功能与类型第二节液体输配管网的功能与类型第三节相变流或多相流管网的功能与类型第四节流体输配管网的基本功能、基本组成与基本类型。
第六章泵、风机与管网系统的匹配6-5 什么是管网系统中泵(风机)的工况点?如何求取工况点?答:管网系统中泵(风机)的工况点是泵或风机在管网中的实际工作状态点。
取工况点方法:(1)当为单个机组时将泵或风机实际性能曲线中的曲线Q(或)—HQ,与其所接入的管网系统的管网特性曲线,用相同的比例尺、相同的曲线—P单位绘在同一直角坐标图上,两条曲线的交点,即为该泵(风机)在该管网系统中的运行工况点。
在这一点上,泵或风机的工作流量即为管网中通过的流量,所提供的压头与管网通过该流量时所需的压头相等。
(该管网的P=0)st【图1的A点曲线I 为风机的曲线,曲线II 为管网特性曲线。
A 点为风机的工况点。
】(2)当管网有多台水泵或风机联合(并联或串联)工作时,应先求出多台水泵联合运行的总性能曲线,此总性能曲线与管网特性曲线的交点为管网系统的联合运行工况点;然后再求各台水泵或风机各自的工况点。
此时应特别注意单台水泵或风机的性能曲线与管网特性曲线的交点不是该水泵在联合运行时的工况点。
6-9 为什么要考虑水泵的安装高度?什么情况下,必须使泵装设在吸水池水面以下?答:需要考虑水泵的安装高度,保证水泵内压力最低点的压力高于工作温度对应的饱和蒸汽压力,且应保证一定的富裕值。
因为如果水泵内部压力最小值低于被输送液体工作温度下的气化压力,则会发生气蚀现象,使水泵损坏。
安装水泵的高度是从进水方面进行考虑的,主要有两点:1、水泵的自吸深度(自吸水泵才能有此功能)2、水泵的扬程方面。
只有在水泵没有自吸能力的情况下,水泵必须安装在水面以下的位置上。
6-16 某管网中,安装有两台12sh-6B 型水泵,单台性能参数如下表所示:67m。
(1)不改变管网,两台水泵并联运行,求解此时管网的总工作流量;每台水泵的工况点(工作流量、扬程)。
(2)不改变管网,两台水泵串联运行,求解此时的水泵联合运行曲线、串联运行的工况点(水泵联合运行的总流量与总扬程);每台水泵的工作流量、扬程。
流体输配管网》课程教学大纲课程编号:0805307105课程名称:流体输配管网英文名称:Fluid Transfer课程类型:专业基础必修课总学时:32讲课学时:28实验学时:4学分:2适用对象:四年制木科建筑环境与设备工程专业先修课程:流体力学、工程热力学、传热学、建筑环境学一、课程'性质、目的禾口任务流体输配管网是动力工程系暖通专业的专业必修课。
其目的是使学生掌握流体输配管网的型式、装置、特征、水力计算、工况分析;掌握管网动力源:泵与风机的基本原理以及选用方法;能运用基本原理、基本公式进行管网的设计、计算,熟悉泵与风机的选用和安装。
培养学生分析问题与解决问题的能力,培养学生一定的动手能力,为进一步学习及毕业后从事专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求学生通过本课程的学习,应达到下列基木要求:1.掌握流体输配管网的型式与装置。
2.掌握流体(气体、液体、多相流)输配管网的特征、水力计算。
3.掌握管网系统的工况分析。
4.能正确选择泵与风机,并与管网匹配。
5.了解流体输配管网的计算机计算方法。
三、教学内容及要求1.流体输配管网的型式与装置熟悉气体输配管网的型式与装置;熟悉液体输配管网的型式与装置泵。
2.气体输配管网的水力特征与水力计算熟悉气体管流的水力特征;掌握流体输配管网水力计算的基本原理和方法;掌握气体输配管网的水力计算。
3.液体输配管网的水力特征与水力计算掌握液体管网的水力特征与水力计算;掌握开式液体管网的水力特征与水力计算。
4.多相流管网的水力特征与水力计算掌握液气两相流管网的水力特征与水力计算;掌握汽液两相流管网的水力特征与水力计算;熟悉气固两相流管网的水力特征与水力计算。
5.泵与风机的理论基础熟悉离心式泵与风机的基本结构;掌握离心式泵与风机的工作原理与性能参数;掌握离心式泵与风机的基木方程式;熟悉泵与风机的损失与效率;熟悉相似定律与比转数;了解其他常用的泵与风机。
6.管网系统的水力工况分析掌握管网系统的水力特征;掌握管网系统的压力分布;掌握调节阀的应用及特点;掌握管网系统的水力工况分析与调整。
公用设备工程师-专业基础(暖通空调、动力)-工程流体力学及泵与风机-3.8泵与风机与网络系统的匹配[单选题]1.某水泵的性能曲线如图3-8-1所示,则工作点应选在曲线的()。
[20(江南博哥)14年真题]图3-8-1A.1-2区域B.1-2-3区域C.3-4区域D.1-2-3-4区域正确答案:C参考解析:工作点应选稳定工作点。
有些低比转数泵或风机的性能曲线呈驼峰形,如图3-8-2所示。
在这种情形下,泵或风机的性能曲线与管道性能曲线可能会有两个交点,即K和D。
其中,D点为稳定工作点,K点为不稳定工作点,工作点应取在下降段,为图3-8-2中的3—4区域。
当Q大于Q k时,随着Q增加,H增加,压头大于需要,流速加大,流量继续增大,直到D点;当Q小于Q k 时,随着Q减小,H减小,压头小于需要,流速减小,流量继续减小,直到Q=0点,甚至发生回流。
一旦离开K点,便难于再返回,故称K点为非稳定工作点。
如果泵或风机在D点运行,因扰动偏离原工况,在比D点流量大的“1”点处运行时,因机器所提供的扬程小于管网所需的消耗能头,工作点“1”会向D 点移动;反之,如在比D点流量小的“2”点运行,因机器所提供的扬程大于管网所需的消耗能头,“2”点同样会向D点移动。
可见,工况点在D处的平衡是稳定的,称为稳定工作点。
图3-8-2[单选题]2.常用的泵与风机实际能头曲线有三种类型:陡降型、缓降型与驼峰型。
陡降型的泵与风机宜用于下列哪种情况?()[2008年真题]A.流量变化小,能头变化大B.流量变化大,能头变化小C.流量变化小,能头变化小D.流量变化大,能头变化大正确答案:A参考解析:陡降型性能曲线的泵或风机宜用于流量变化较小而压头(能头)变化较大的情况;平坦型性能曲线的泵或风机宜用于流量变化大而要求压头变化不大的情况;驼峰型性能曲线的泵或风机可能出现不稳定工况,这种不稳定工况是应避免的。
[单选题]3.在系统阻力经常发生波动的系统中应选用具有什么Q-H型性能曲线的风机()。
泵与风机的并联,串联工作原理探讨和风机是工业中常用的气体分解设备,它们可以利用机械能或电能将气体分解成混合气体。
泵和风机的主要特点在于高效率、高灵敏度和可调性,并有着良好的通用性、耐久性、可靠性和可控性。
由于它们的灵敏性,可以用来控制传动机构的工作载荷,这也是它们在日常工作中得到广泛应用的原因之一。
泵和风机的另一个重要的应用就是它们能够提供给系统流体循环的压力。
泵和风机可分为串联和并联工作模式。
一、泵与风机的并联工作原理联工作的原理是通过加压后的流体压力平均分配到每一系统,使每个系统都能获得充足的压力。
在并联工作模式中,同一个压力源把气体压力分配到多个系统。
泵和风机组合在一起,可以提供给每一系统需要的压力平均分布,并且可以满足每一系统最大的需求。
二、泵与风机的串联工作原理串联工作模式是连续利用多台泵和风机,最终能满足系统压力的要求。
在这种模式下,多台泵和风机的输出力量将联合起来,以达到最终的输出压力。
串联工作的方式有利于把每一台泵和风机的工作负荷平均分到多个系统,从而提高效率,节约能源,降低设备及系统的维护成本。
通常,多台泵和风机需要同时工作在同一个系统,以共同提供系统所需的压力。
三、泵与风机的并联与串联的比较联工作模式和串联工作模式在设备容量投资、系统负荷、系统安全性和过载能力等方面有显著的差别。
并联工作模式的优点在于可以有效地提高系统的灵活性,并可以充分考虑每个系统的实际需求,从而降低系统的运行成本。
而串联工作模式在节能方面有明显的优势,可以有效地降低系统的能耗,提高设备的工作效率。
四、结论之,泵和风机的并联和串联工作模式都有着自己的优势和缺点,因此要根据实际的需要和情况,灵活地用这两种工作模式配合使用。
另外,在安装、调试和使用这两种工作模式时,也应当注意一些要点,以确保设备和系统正常运行。
第六章泵、风机与管网系统的匹配6-5什么是管网系统中泵(风机)的工况点?如何求取工况点?答:管网系统中泵(风机)的工况点是泵或风机在管网中的实际工作状态点取工况点方法:(1)当为单个机组时将泵或风机实际性能曲线中的Q —H曲线(或)Q—P曲线,与其所接入的管网系统的管网特性曲线,用相同的比例尺、相同的单位绘在同一直角坐标图上,两条曲线的交点,即为该泵(风机)在该管网系统中的运行工况点。
在这一点上,泵或风机的工作流量即为管网中通过的流量,所提供的压头与管网通过该流量时所需的压头相等。
(该管网的P St=0)【图1的A点曲线I为风机的曲线,曲线II为管网特性曲线。
A点为风机的工况点。
】(2)当管网有多台水泵或风机联合(并联或串联)工作时,应先求出多台水泵联合运行的总性能曲线,此总性能曲线与管网特性曲线的交点为管网系统的联合运行工况点;然后再求各台水泵或风机各自的工况点。
此时应特别注意单台水泵或风机的性能曲线与管网特性曲线的交点不是该水泵在联合运行时的工况点。
6-9为什么要考虑水泵的安装高度?什么情况下,必须使泵装设在吸水池水面以下?答:需要考虑水泵的安装高度,保证水泵内压力最低点的压力高于工作温度对应的饱和蒸汽压力,且应保证一定的富裕值。
因为如果水泵内部压力最小值低于被输送液体工作温度下的气化压力,则会发生气蚀现象,使水泵损坏。
安装水泵的高度是从进水方面进行考虑的,主要有两点:1、水泵的自吸深度(自吸水泵才能有此功能)2、水泵的扬程方面。
只有在水泵没有自吸能力的情况下,水泵必须安装在水面以下的位置上。
6-16某管网中,安装有两台12sh-6B型水泵,单台性能参数如下表所示:(1)不改变管网,两台水泵并联运行,求解此时管网的总工作流量;每台水泵的工况点(工作流量、扬程)。
(2)不改变管网,两台水泵串联运行,求解此时的水泵联合运行曲线、串联运行的工况点(水泵联合运行的总流量与总扬程);每台水泵的工作流量、扬程。
泵与风机与网络系统的匹配(总分:57.00,做题时间:90分钟)一、(总题数:57,分数:57.00)1.水泵抽水系统的吸水管路如图所示,d1=250mm,l1=20m,h吸=3m;压水管路d2=200mm,l2=260m,h压=17m;沿程阻力系数λ均为0.03,局部阻力系数ξ进口=3,ξ弯头=0.2,ξ阀门=0.5,水泵扬程H=23.54m,流量Q=( )。
A.4.75L/s B.9.50L/s C.40L/s D.95L/s(分数:1.00)A.B.C. √D.解析:2.在水泵的进出口断面1和2处安装比压计(如图),读得汞液面的高差△h=120mm,那么经过水泵后,液体压强增加了( )。
A.7.98kN/m2 B.9.8kN/m2C.14.8kN/m2 D.15.96kN/m2(分数:1.00)A.B.C. √D.解析:3.关于热能动力方案设计说明书内容错误的是( )。
A.热源概况 B.供热范围C.供热方 D.供热量详细计算表(分数:1.00)A.B.C.D. √解析:4.泵轴与泵壳之间的轴封装置为( )。
A.盖填料装置(填料函) B.减漏装置C.承磨装置 D.润滑装置(分数:1.00)A.B. √C.D.解析:5.混流泵的工作原理是介于离心泵和轴流泵之间的一种过渡形式,在工作过程中既产生离心力又产生( )。
A.惯性力 B.升力 C.动力 D.冲击力(分数:1.00)A.B. √C.D.解析:6.水流从吸水管沿着泵轴的方向以绝对速度进入水泵叶轮。
自( )处流入,液体质点在进入叶轮后,就经历着一种复合圆周运动。
A.水泵进口 B.叶轮进口 C.吸水管进口 D.真空表进口(分数:1.00)A.B. √C.D.解析:7.离心泵机组安装顺序一般为:按施工图放样→基础浇灌→( )→安装水泵→安电动机→安装管路。
A.底板安装 B.基础抹灰C.确定预留孔尺寸 D.确定位置及标高(分数:1.00)A. √B.C.D.解析:8.封闭式叶轮是具有两个盖板的叶轮,如单吸式、双吸式叶轮。
《流体输配管网》融入“课程思政”的实践探索发布时间:2021-12-17T07:37:21.873Z 来源:《河南电力》2021年8期作者:赵仕琦杨艺杨宏军[导读] 《流体输配管网》为建筑环境与能源应用工程专业与能源与动力工程专业主要的专业教育核心课之一,是沟通专业基础课与专业课之间的桥梁。
本课程主要讲授气体管网、液体管网及多相流管网类型与装置、水力特征、水力计算方法以及泵、风机与管网系统的匹配、工况调节等。
(广东海洋大学机械与动力工程学院广东省湛江市 524088)摘要:《流体输配管网》是建筑环境与能源应用工程专业与能源与动力工程专业非常重要的专业基础课之一,是沟通专业基础课与专业课之间的桥梁,对该课程进行“课程思政”,以课程育人具有非常重要的意义。
本文提出了该课程的思政育人目标,及确保“课程思政”教育教学改革取得预期成效要注意的几个方面。
关键词:课程思政;流体输配管网;课程改革;协同育人1 引言《流体输配管网》为建筑环境与能源应用工程专业与能源与动力工程专业主要的专业教育核心课之一,是沟通专业基础课与专业课之间的桥梁。
本课程主要讲授气体管网、液体管网及多相流管网类型与装置、水力特征、水力计算方法以及泵、风机与管网系统的匹配、工况调节等。
习近平总书记在全国的高校思想政治工作会议上特别强调,要用好课堂教学这个主渠道,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。
因此,在高校实现由“思政课程”向“课程思政”的扩展,是充分发挥课程价值教育功能,不断推动各类课程发挥育人功能的重要路径。
2 课程思政改革建设背景广东海洋大学非常重视并持续推进“课程思政”建设,倡导以课程思政为引领进行各项教学改革。
近年来推进的课程改革工程着眼于培养“三能”创新人才,围绕工程教育专业认证,进一步落实课堂教学实践创新计划,以系列核心课程为建设重点,统筹开展混合式教学、在线开放课程、思政课程、思政示范课堂、双语课程、协同育人等项目建设,积极推进以能力培养为本位的校企合作班、 “双百”教学,促进实现“就业上手快、从业后劲足”的高素质应用型人才的培养目标。