流体输配管网第三版习题详解

流体输配管网课后习题答案详TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-第 1 流体输配管网的类型与装置1-1认真观察1~3个不同类型的流体输配管网，绘制出管网系统轴测图。

结合第一章学习的知识，回答以下问题：（1）该管网的作用是什么？（2）该管网中流动的流体是液体还是气体还是水蒸气是单一的一种流体还是两种流体共同流动或者是在某些地方是单一流体，而其他地方有两种流体共同流动的情况如果有两种流体，请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。

（3）该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作，还是从某个（某些）地方进入该管网，又从其他地方流出管网？（4）该管网中的流体与大气相通吗在什么位置相通（5）该管网中的哪些位置设有阀门它们各起什么作用（6）该管网中设有风机（或水泵）吗有几台它们的作用是什么如果有多台，请分析它们之间是一种什么样的工作关系（并联还是串联）为什么要让它们按照这种关系共同工作（7）该管网与你所了解的其他管网（或其他同学绘制的管网）之间有哪些共同点哪些不同点答：选取教材中3个系统图分析如下表：图号图1-1-2 图1-2-14（a）图1-3-14(b)问（1）输配空气输配生活给水生活污水、废水排放问（2）气体液体液体、气体多相流，液体为主问（3）从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网问（4）入口1及出口5与大气相通末端水龙头与大气相通顶端通气帽与大气相通问（通常在风机进出口附近及各送风口处设置各立管底部、水泵进出口及整个管网最低处设有阀门，便于无阀门5）阀门，用于调节总送风量及各送风口风量调节各管段流量和检修时关断或排出管网内存水问（6）1台风机，为输送空气提供动力1台水泵，为管网内生活给水提供动力无风机、无水泵问（7）与燃气管网相比，流体介质均为气体，但管网中设施不同。

《流体输配管网》习题集及部分参考答案主要编写人员龚光彩章劲文李孔清唐海兵龙舜心许淑惠等第一部分习题集第1章1-1 何谓零速点（零点）？1-2 闭合差是指什么？给出燃气管网各环闭合差的确定方法1-3 什么是枝状管网与环状管网，普通的通风系统在什么条件下可以理解成环状管网？1-4 补充完整例题[1-2]的水力计算表1-5 给出沿程均匀泄流管道阻力计算公式, 当无转输流量时阻力损失是多少?1-6 分析农村灶台或炕烟气流动驱动力？1-7 渠底坡度与分类1-8 明渠均匀流的条件与特性1-9 写出谢才公式和曼宁公式，并指出两个公式中各物理量的意义1-10 水力最优断面是什么？1-11 无压圆管在何时具有最大流速和流量？第2章（第8章水泵计算等部分习题入此）2-1 已知4—72—No6C型风机在转速为1250 r/min 时的实测参数如下表所列，求：各测点的全效率；绘制性能曲线图；定出该风机的铭牌参数（即最高效率点的性能参数）；计算及图表均要求采用国际单位。

测点编号 1 2 3 4 5 6 7 8H(m水柱）86 84 83 81 77 71 65 59P（N/㎡）843.4 823.8 814.0 794.3 755.1 696.3 637.4 578.6 Q（m3/h）5920 6640 7360 8100 8800 9500 10250 11000 N(kW) 1.69 1.77 1.86 1.96 2.03 2.08 2.12 2.152-2 根据题2-1中已知数据，试求4-72-11系列风机的无因次量，从而绘制该系列风机的无因次性能曲线。

计算中定性叶轮直径D2=0.6m。

2-3 得用上题得到的无因次性能曲线求4-72-11No5A型风机在n=2900 r/min 时的最佳效率点各参数什，并计算该机的比转数值。

计算时D2=0.5m。

2-4 某一单吸单级泵，流量Q=45m3/s ，扬程H=33.5m ，转速n=2900r/min ,试求其比转数为多少？如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算，则其比转数应为多少，当该泵设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬和计算值，则比转数为多少？2-5 某一单吸单级离心泵，Q=0.0375(m3/s) ，H=14.65m ，用电机由皮带拖动，测得n=1420r/min,N=3.3kW; 后因改为电机直接联动，n增大为1450r/min，试求此时泵的工作参数为多少？2-6 在n=2000的条件下实测一离心泵的结果为Q=0.17m?/s,H=104m,N=184kW.如有一几何相似的水泵，其叶轮比上述泵的叶轮大一倍，在1500r/min之下运行，试求在相同的工况点的流量，扬程及效率各为多少?2-7 有一转速为1480r/min的水泵，理论流量Q=0.0833m?/s ，叶轮外径D?=360mm，叶轮出中有效面积A=0.023㎡，叶片出口安装角β?=30°，试做出口速度三角形。

1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。

答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。

不同点：①各类管网的流动介质不同；②管网具体型式、布置方式等不同；③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。

[说明]随着课程的进一步深入，还可以总结其它异同点，如：相同点：各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程；各类管网水力计算思路基本相同；各类管网特性曲线都可以表示成ΔP=SQ2+P st；各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。

不同点：不同管网中介质的流速不同；不同管网中水力计算的具体要求和方法可能不同；不同管网系统用计算机分析时其基础数据输入不同，等等。

1-5 比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。

答：开式管网：管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，耗能较多。

开式液体管网内因与大气直接接触，氧化腐蚀性比闭式管网严重。

闭式管网：管网内流动的流体介质不直接与大气相通，闭式液体管网水泵一般不需要考虑高度引起的静水压头，比同规模的开式管网耗能少。

闭式液体管网内因与大气隔离，腐蚀性主要是结垢，氧化腐蚀比开式管网轻微。

枝状管网：管网内任意管段内流体介质的流向都是唯一确定的；管网结构比较简单，初投资比较节省；但管网某处发生故障而停运检修时，该点以后所有用户都将停运而受影响。

环状管网：管网某管段内流体介质的流向不确定，可能根据实际工况发生改变；管网结构比较复杂，初投资较节枝状管网大；但当管网某处发生故障停运检修时，该点以后用户可通过令一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。

1-6 按以下方面对建筑环境与设备工程领域的流体输配管网进行分类。

对每种类型的管网，给出一个在工程中应用的实例。

（１）管内流动的介质；（２）动力的性质；（３）管内流体与管外环境的关系；（４）管道中流体流动方向的确定性；（５）上下级管网之间的水力相关性。

第1 流体输配管网的类型与装置1-1认真观察1~3个不同类型的流体输配管网，绘制出管网系统轴测图。

结合第一章学习的知识，回答以下问题：（1）该管网的作用是什么？（2）该管网中流动的流体是液体还是气体？还是水蒸气？是单一的一种流体还是两种流体共同流动？或者是在某些地方是单一流体，而其他地方有两种流体共同流动的情况？如果有两种流体，请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。

（3）该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作，还是从某个（某些）地方进入该管网，又从其他地方流出管网？（4）该管网中的流体与大气相通吗？在什么位置相通？（5）该管网中的哪些位置设有阀门？它们各起什么作用？（6）该管网中设有风机（或水泵）吗？有几台？它们的作用是什么？如果有多台，请分析它们之间是一种什么样的工作关系（并联还是串联）？为什么要让它们按照这种关系共同工作？（7）该管网与你所了解的其他管网（或其他同学绘制的管网）之间有哪些共同点？哪些不同点？答：选取教材中3个系统图分析如下表：图号图1-1-2 图1-2-14（a）图1-3-14(b)问（1）输配空气输配生活给水生活污水、废水排放问（2）气体液体液体、气体多相流，液体为主问（3）从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网从一个地方流入管网，其他地方流出管网问（4）入口1及出口5与大气相通末端水龙头与大气相通顶端通气帽与大气相通问（5）通常在风机进出口附近及各送风口处设置阀门，用于调节总送风量及各送风口风量各立管底部、水泵进出口及整个管网最低处设有阀门，便于调节各管段流量和检修时关断或排出管网内存水无阀门问（1台风机，为输送空气提供动力1台水泵，为管网内生活给水提供动力无风机、无水泵）问（7）与燃气管网相比，流体介质均为气体，但管网中设施不同。

与消防给水管网相比，流体介质均为液体，但生活给水管网中末端为水龙头，消防给水管网末端为消火栓。

《流体输配管网》部分习题1、燃气管网为什么要按输气压力分级？不同压力等级的管网之间应怎样进行连接？ P57(经济性、用户不同需求、安全性考虑) （调压站、调压器连接）（直接连接）（安全性方面：燃气管道漏气可能导致火灾、爆炸、中毒及其它安全事故。

燃气管道的气密性与其它管道相比，有特别严格的要求。

管道中压力越高，管道接头脱开或管道本身裂缝的可能性和危险性也越大。

因此，燃气管道按输气压力分级。

不同压力等级，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。

）2、分别举例说明实际工程中什么管网属于开式枝状管网、闭式枝状管网和环状管网？枝状管网与环状管网的主要水力特征差别？开式枝状管网与闭式枝状管网的主要水力特征差别？答：通风空调空气输送管网、建筑室内给水管网等属于开式枝状管网；室内热水供暖管网、室内闭式空调冷热水管网等属于闭式枝状管网；城市供水、供燃气管网的干线通常布置成环状管网。

枝状管网与环状管网水力特征差别如下：1）只要是枝状管网，各管段内的流量大小和流动方向就可以预先确定；而环状管网内管段的实际流量大小和流动方向均未知，需经水力计算确定，这也正是环状管网的复杂所在。

2）枝状管网初投资小、水力可靠性差；环状管网初投资较大、水力可靠性好。

开式枝状管网与闭式枝状管网的水力特征差别如下：1）开式枝状管网有开口与大气相通，管路内各断面压强可以确定；闭式枝状管网没有开口与大气相通，管路内各断面压强为不定值，必须人为确定定压点。

2）与闭式液体管网相比，开式液体管网的动力设备（如水泵）除了克服流体在管网内的流动阻力外，还应克服一定高度的静水压力。

3、流体输配管网的基本组成有哪些？各起什么作用？P1 （管道系统—将流体输送并分配到相关设备，或从各接受地将流体收集起来输送到指定点，引导流体流动与配给；动力系统—提供能量，使流体流动；调节装置--调节分配管路的流量、末端装置—获取需要的流体或从流体中获取冷热量；附属装置---保障管网正常安全可靠地运行）4 、为什么说管内流速是流体输配管网的重要参数？怎样合理确定管内的流速？P52 （管内流速对管网系统的初始投资与运行的能量消耗有很大影响，一方面，流速大，管道面积小，占空间小，耗材少，投资少；另一方面，系统的阻力大，运行能耗高，噪声大。

天然气管道输送第三版课后题答案1-4试比较气相，液相、多相流这三类管网的异同点答:相同点:各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。

不同点:①各类管网的流动介质不同:②管网具体型式、布置方式等不同:③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。

[说明]随着课程的进一步深入，还可以总结其它异同点，如相同点:各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程各类管网水力计算思路基本相同;各类管网特性曲线都可以表示成AP=SQ2+P例:各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。

不同点:不同管网中介质的流速不同,不同管网中水力计算的具体要求和方法可能不同;不同管网系统用计算机分析时其基础数据输入不同，等等.1-5比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。

答:开式管网:管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，耗能较多。

开式液体管网内因与大气直接接触，氧化腐蚀性比闭式管网严闭式管网:管网内流动的流体介质不直接与大气相通闭式液体管网水泵一般不需要考虑高度引起的静水压头，比同规模的开式管网耗能少。

闭式液体管网内因与大气隔离，腐蚀性主要是结垢，氧化腐蚀比开式管网轻微。

枝状管网:管网内任意管段内流体介质的流向都是唯一确定的:管网结构比较简单，初投资比较节省:但管网某处发生故障而停运检修时，该点以后所有用户都将停运而受影响。

环状管网:管网某管段内流体介质的流向不确定，可能根据实际工况发生改变;管网结构比较复杂，初投资较节枝状管网大;但当管网某处发生故障停运检修时，该点以后用户可通过令一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高1-6按以下方面对建筑环境与设备工程领域的流体输配管网进行分类。

对每种类型的管网给出一个在工程中应用的实例(1)管内流动的介质(2)动力的性质;(3)管内流体与管外环境的关系:(4)中流体流动方向的确定性(5)上下级管网之间的水力相关性。

第一章1-1 认真观察1~3个不同类型的流体输配管网，绘制出管网系统轴测图。

结合第1章学习的知识，回答以下问题：（1）该管网的作用是什么？（2）该管网中流动的流体是液体还是气体？还是水蒸气？是单一的一种流体还是两种流体共同流动？或者是在某些地方是单一流体，而其他地方有两种流体共同流动的情况？如果有两种流体，请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。

（3）该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作，还是从某个（某些）地方进入该管网，又从其他地方流出管网？（4）该管网中的流体与大气相通吗？在什么位置相通？（5）该管网中的哪些位置设有阀门？它们各起什么作用？（6）该管网中设有风机（或水泵）吗？有几台？它们的作用是什么？如果有多台，请分析它们之间是一种什么样的工作关系（并联还是串联）？为什么要让它们按照这种关系共同工作？（7）该管网与你所了解的其他管网（或其他同学绘制的管网）之间有哪些共同点？哪些不同点？答：选取教材中3个系统图分析如下表：说明：本题仅供参考，同学可根据实际观察的管网进行阐述。

1-2 绘制自己居住建筑的给排水管网系统图。

答：参考给水及排水系统图如图1-6、1-7所示。

图1-6 学生宿舍给水系统图（参考）图1-7 学生宿舍排水系统图（参考）1-3 流体输配管网有哪些基本组成部分？各有什么作用？答：流体输配管网的基本组成部分及各自作用如下表所示。

一个具体的流体输配管网不一定要具备表中所有的组成部分。

1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。

答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。

不同点：①各类管网的流动介质不同；②管网具体型式、布置方式等不同；③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。

[说明]随着课程的进一步深入，还可以总结其它异同点，如：相同点：各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程；各类管网水力计算思路基本相同；各类管网特性曲线都可以表示成ΔP=SQ2+P st；各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。

第一章1-1 认真观察1~3个不同类型的流体输配管网，绘制出管网系统轴测图。

结合第1章学习的知识，回答以下问题：（2）该管网中流动的流体是液体还是气体？还是水蒸气？是单一的一种流体还是两种流体共同流动？或者是在某些地方是单一流体，而其他地方有两种流体共同流动的情况？如果有两种流体，请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。

（3）该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作，还是从某个（某些）地方进入该管网，又从其他地方流出管网？（4）该管网中的流体与大气相通吗？在什么位置相通？（5）该管网中的哪些位置设有阀门？它们各起什么作用？（6）该管网中设有风机（或水泵）吗？有几台？它们的作用是什么？如果有多台，请分析它们之间是一种什么样的工作关系（并联还是串联）？为什么要让它们按照这种关系共同工作？（7）该管网与你所了解的其他管网（或其他同学绘制的管网）之间有哪些共同点？哪些不同点？答：选取教材中3个系统图分析如下表：答：参考给水及排水系统图如图1-6、1-7所示。

图1-6 学生宿舍给水系统图（参考）图1-7 学生宿舍排水系统图（参考）1-3 流体输配管网有哪些基本组成部分？各有什么作用？答：流体输配管网的基本组成部分及各自作用如下表所示。

一个具体的流体输配管网不一定要具备表中所有的组成部分。

1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。

答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。

不同点：①各类管网的流动介质不同；②管网具体型式、布置方式等不同；③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。

[说明]随着课程的进一步深入，还可以总结其它异同点，如：相同点：各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程；各类管网水力计算思路基本相同；各类管网特性曲线都可以表示成ΔP=SQ2+P st；各类管网中流动阻力之和都等于动力之和，等等。

第一章通风工程的主要任务：控制室内空气污染物,保证良好的室内空气品质,并保护大气环境。

通风工程的风管系统分类：排风系统:、送风系统:空调工程的主要任务：控制空气污染物,保证空气品质,保护大气环境; 舒适性,或使室内热环境满足生产工艺的要求。

空调系统的两个功能：控制室内空气污染物浓度和热环境质量。

供暖空调冷热水管网型式：一.按循环动力分:重力(自然)循环系统、机械循环系统二.按水流路径：同程系统、异程系统同程式系统除了供回水管路以外，还有一根同程管。

由于各并联环路的管路总厂度根本相等，阻抗差异较小，则流量分配以满足要求。

异程式水系统管路简单，不需采用同程管，系统投资较少，但当并联环路阻抗相差较大时，水量分配、调节较难。

三.按流量变化分为:定流量系统、变流量系统四.按水泵设置分为:单式泵系统、复式泵系统单式泵水系统的冷〔热〕源侧和负荷侧用同一组循环水泵，因为要保证冷〔热〕源对水流量的要求，这种水系统不能完全按负荷变化调节水泵流量，不利于节省水泵输送能量。

复式泵水系统的冷〔热〕源侧和负荷侧分别设置循环水泵，可以实现负荷侧的水泵变流量运行，能节省输送耗能，并能适应供水分区不同压降的需要，系统总压低。

五.按与大气接触情况分为:开式系统、闭式系统闭式系统：与外界只有能量交换而没有质量交换的系统。

热水集中供热管网型式：枝状管网、环状管网〔要求画图说明，课本P13 图1-2-6〕重点图:热水集中供热管网用户连接方式与装置〔图1-2-8〕重点图：蒸汽供热管网与热用户的连接方式〔图 1-3-4〕第二章气体管流水力特征〔计算题〕P45流体输配管网水力计算的目的：根据要求的流量分配确定管网的管径或阻力；求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备条件，进而确定动力设备；或者根据已定的动力设备，确定管道尺寸。

流体输配管网水力计算的理论依据：流体力学一元流体流动连续性方程和能量方程及串、并联管路流动规律。

动力设备提供的压力等于管网总阻力，串联管路总阻力等于各段管路阻力之和。