流体输配管网

第1章1、图中的供热管网与用户管网的连接方式，哪些是直接连接？哪些是间接连接？1-热源的加热装置；2-网路循环水泵；3-补给水泵；4-补给水压力调节器；5-散热器；6-水喷射器；7-混合水泵；8-表面式水-水换热器；9-供暖热用户系统的循环水泵；10-膨胀水箱；11-空气加热器；12-温度调节器；13-水-水式换热器；14-储水箱；15-容积式换热器；16-下部储水箱；17-热水供应系统的循环水泵；18-热水供应系统的循环管路答：（a）（b）（c）是直接连接，（d）（e）（f）（g）（h）（i）是间接连接。

2、蒸汽供暖系统中疏水器起什么作用？它通常设置在系统的什么位置？答：疏水器的作用是阻止蒸汽逸漏，迅速排除管道或用热设备中的凝水。

通常设置在用热设备的出口、蒸汽干管一定距离的最低点、水平蒸汽管道上升转弯处等。

3、什么是开式管网？什么是闭式管网？试分别举出两个工程应用实例。

答：开式管网与环境相通，具有进口和出口，它的源或汇是环境空间。

环境空间的流体从管网的进口流入管网；管网内的流体从出口排出管网，进入环境空间。

通风管网、燃气管网、建筑给排水管网等属于开式管网。

环境空间的流体与管内流体水力相关，环境空间的流体状态与流动状况直接影响管网内流体的流动。

闭式管网与外界环境空间在流体流动方面是隔绝的。

管网没有供管内流体与环境空间相通的进出口。

它的源和汇通常是同一个有限的封闭空间。

环境空间的流体状态与流动情况对管网内的流体流动和流动所需的动力没有直接的影响，管网内外流体之间是水力无关的。

供热管网、空调工程的冷热水管网等都属于闭式管网。

4. 如何区分枝状管网与环状管网？答：枝状管网与环状管网应根据管网中流动路径的确定性进行区分。

管网的任一管段的流向都是确定的，唯一的，该管网属于枝状管网。

若管网中有的管段的流动方向是不确定的，存在两种可能，该管网属于环状管网。

5. 为什么要对燃气管网按照输气压力进行分级？答：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。

6. 如图是某蒸汽供暖系统供汽干管的一部分，蒸汽从A点供向D点。

简要说明：（1）AB、CD管段坡度方向？（2）疏水器的作用？（3）管段AB、BC内蒸汽流速哪个可取得大些，为什么？（4）为节省投资，图中疏水器在什么条件下可采用水封代替？答：（1）AB管段坡度方向为A高B低；CD管段坡度方向为C高D低。

（2）疏水器的作用：管网每次开始运行时可排除管道内空气和其它不凝性气体；管网在运行中可排除积聚在疏水器前的凝结水，同时阻止蒸汽排出管网。

（3）管段AB内蒸汽流速可比BC内取得大些，因为管段AB内蒸汽和凝结水同向流动而BC内蒸汽和凝结水逆向流动，AB内发生水击现象的可能小于BC管段。

（4）当疏水器前蒸汽压力较小，可采用水封代替疏水器以节省投资，此时水封高度必须大于蒸汽压力所对应的水柱高度。

7. 绘制一个自己熟悉的流体输配管网，说明该管网中各组件的名称和作用。

答：如图1-1-2所示：各组件作用：1——空气入口；2——保证管网正常工作的附属设备；3——为流体流动提供动力；4——为流体流动提供流场（流道）；5——末端装置（出风口）第2章8、管网中流体流动受到的摩擦阻力受哪些因素的影响？怎样计算摩擦阻力？答：管道的形状、尺寸、粗糙度；管内流体的物理性质、流动状态等因素的影响。

计算的基本公式是：摩擦阻力系数受流态的影响，工程中常使用经验和半经验公式计算。

不同的工程管网，可利用已有的图表进行摩擦阻力计算，但应注意制定图表的条件及修正方法。

9、哪些流体输配管网的管内流速不能过大，要限制上限流速？哪些流体输配管网的管内流速不能过小，要规定下限流速？为什么？答：要限制上限流速管网如供热管网、空调冷冻水管网、空调送风管网，因为流速太高，噪音大，阻力大，在蒸汽管网中，限制流速过大还为了避免产生水击。

在排水管网的横管中、除尘管网中要限制下限流速，是为了顺利排走杂质和粉尘。

（补充说明：管内的流速对管网的技术经济性有较大的影响。

流速高，管道断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小；但是管网阻力大，动力消耗增大，运行费用增加，且增加噪声。

若流体中含有粉尘等杂质，会增加设备和管道的磨损。

反之，管内流速低，阻力小，动力消耗少；但是管道断面大，材料和建造费用大，占用的空间也大。

一些管网中过低或过高的流速还会影响管网的正常运行，因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速，在设计时，可依据规范标准，参考同类工程的经验数据确定。

）10、假定流速法和压损平均法这两种水力计算方法各自的基本特点是什么？各适用于什么样的情况？答：假定流速法的特点是，先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力,得出需要的作用压力。

假定流速法适用于作用压力未知的情况。

压损平均法的特点是，将已定的总作用压力，按干管长度平均分配给每一管段，以此确定管段阻力，再根据每一管段的流量确定管道断面尺寸。

当管道系统所用的动力设备型号已定，或对分支管路进行压损平衡计算，此法较为方便。

11、如图所示的空调送风管网，A、B、C三个风口完全相同。

A风口处管内的静压为100Pa，若要保证3个送风口的送风量相同，B、C风口处的管内静压应为多少？如何才能使B、C风口处的管内静压达到要求值？答：要使3个送风口的送风量相同，B、C风口处的管内静压近似等于100Pa。

12. 简要分析管内流速取值对管网设计的影响。

答：管内的流速对管网的技术经济性有很大的影响。

流速高，管道断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，动力消耗增大，运行费用增加，且增加噪声。

若流体中含有粉尘等，会增加设备和管道的磨损。

反之，流速低，阻力小，动力消耗少；但是管道断面大，材料和建造费用大，占用的空间大。

流速过低还会使粉尘、杂质沉积而堵塞管道。

因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。

13. 如图所示，若1、2断面处的两个侧孔形式与面积完全相同，怎样才能实现这两个侧孔均匀送风？答：（1）保持两侧孔静压相等，应有。

（2）保持两侧孔流量系数相等，在、=0.1～0.5范围内，孔口流量系数近似为常数。

（3）要保持，必须使。

29. 有A、B两台离心式水泵，其中A水泵的比转数为150，B水泵的比转数为50。

说明这两台水泵在几何形状和性能特点上的差别。

答：（1）A水泵的相对宽度大，外形比较“宽胖”，而B水泵则相反；（2）A水泵的流量大，压力低；B水泵则相反。

14. 室内燃气输配管网水力计算与通风空调管网水力计算相比，有哪些重要特点？答：室内燃气输配管网水力计算与通风空调管网水力计算相比的重要特点：（1）计算管段的流量需要考虑同时使用系数；（2）管段阻力构成除局部阻力、沿程阻力外，还包括由燃气密度和空气密度差引起的附加压头；（3）不强调并联支路的阻力平衡，但需要检查管网最大压降是否超过允许阻力；（（4）最不利环路通常是包括燃气向下流动的环路；（5）局部阻力的计算按当量长度处理计入总阻力；（6）管网介质的流速不同于通风空调管网。

第3章15. 试分析管网水力计算时平均比摩阻的取值对管网设计及运行的影响。

答：平均比摩阻的取值对管径的选取具有很大的影响，是一个技术经济问题。

如选用较大的比摩阻值，则管径可减小，管网系统初投资降低；但同时管道内的流速较大，系统的压力损失增加，水泵的动力消耗增加，运行费增加。

反之，选用较小的比摩阻值，则管径增大，管网系统初投资较大；但同时管道内的流速较小，系统的压力损失减小，水泵的动力消耗小，运行费低。

16. 热水采暖重力循环和机械循环比较，各有哪些优点和缺点？答：重力循环系统优点：系统简单，运行节能，无水泵运行噪声；缺点：系统作用范围小，容易出现水力失调，热源机房位置受限。

机械循环系统优点：系统作用范围广，并联支路水力平衡容易调节，热源机房位置灵活；缺点：系统比重力循环系统复杂，运行有水泵能耗和噪声。

17. 开式液体管网与闭式液体管网的水力特征最主要的区别是什么？答：开式液体管网有进出口与大气相通，重力对循环流动产生的作用力近似为进出口之间的液柱与管外相同高度的空气柱的压力差；而闭式液体管网中仅由管网内部液体密度的差异造成，显然前者大得多。

18. 指出双管热水采暖系统垂直失调的主要原因和防止失调的措施。

答：同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求，出现上、下层冷热不匀的现象，称作系统垂直失调。

双管系统的垂直失调，是由于各层所在环路的重力作用循环作用动力不同而引起的。

防止的方法可以是：（1）各个环路通过选择管径或调节实现动力和阻力平衡，使运行流量达到设计流量；（2）根据各层的实际流量设置相应的散热器面积。

第4章19、流体输配管网的基本功能是什么？怎样才能实现流体输配管网的基本功能？答：基本功能是按照一定的要求实现流体的输送和分配。

要实现流体输配管网的基本功能，需要正确设计管道系统；合理配置动力及保证管网正常运行和便于检测、调控的装置，按照正确的手段进行运行调控。

20. 汽-液两相流管网中“二次蒸汽”是如何形成的？该管网中疏水器有什么作用？疏水器常设于管网的哪些位置？答：（1）汽-液两相流管网中高温凝结水由于流动阻力或流经疏水器、局部阻力较大的构件等，造成凝结水温度高于该压力下的饱和温度，因而重新汽化，形成了“二次蒸汽”；（2）疏水器的作用是允许凝结水通过、阻止蒸汽通过，同时允许空气等不凝性气体通过，尤其是排除系统在初始运行时管网内的空气；（3）疏水器常设置的位置有：用汽（热）设备出口、供汽干管向上拐弯处、供汽立管底部、回水干管终端、分汽缸排水口等。

第5章21. 实际风机运行全压和风量低于欧拉方程推导的HT∞和QT∞,简述造成这种差异的主要原因。

答：主要原因是：（1）欧拉方程假定叶片数量无限多，叶片厚度无限薄，而实际风机叶片数量有限并且具有厚度，造成流体在叶轮内的轴向涡流且减少了流体过流面积，使得风机的全压和流量均有所降低；（2分）（2）欧拉方程假定流体流动为理想的无能量损失的过程，而实际风机运行存在流动损失、泄露损失、轮阻损失、机械传动损失等多种损失，使实际效率比理想效率低，全压和风量也有所降低；（2分）（3）风机的实际运行过程中存在“系统效应”的影响，即风机的实际安装条件不利于风机进出口的流动而造成明显的性能下降，使得风机全压和风量降低。

（2分）22、现场测得水泵的扬程和流量低于厂家样本给出的性能，能否断定该水泵为不合格产品？为什么？答：不能。

因为厂家样本给出的性能参数是在规范规定的状态和测试条件下试验得出的，当水泵的使用条件与试验条件不一致时，水泵的性能不一样。