第2章 气体输配管网的水力特征与水力计算

(完整word版)流体输配管网期末复习知识点第一章流体输配管网的功能与类型1。

1空气输配管网的装置及管件有风机、风阀、风口、三通、弯头、变径管等还有空气处理设备。

它们是影响官网性能的重要因素。

1。

2燃气输配管网由分配管道、用户引入馆和室内管道三部分组成。

居民和小型公共建筑用户一般由低压管道供气。

1。

3冷热水输配管网系统：按循环动力可分为重力循环系统和机械循环系统；按水流路径可分为同程式和异程式系统；按流量变化可分为定流量和变流量系统；按水泵设置可分为单式泵和复式泵系统；按与大气解除情况可分为开示和闭式系统。

1。

4采暖空调冷热水管网装置：膨胀水箱;排气装置；散热器温控阀；分水器、集水器；过滤器;阀门；换热装置。

1.5膨胀水箱的作用与安装方式：(1)是用来储存冷热水系统水温上升时的膨胀水量.在重力循环上供下回式系统中，它还起着排气作用。

膨胀水箱的另一个作用是恒定水系统压力。

（2）膨胀水箱的膨胀管与水系统管路的连接，在重力循环系统中，应接在供水总立管的顶端；在机械循环中,一般接至循环水泵吸入口前.连接点处的压力,无论在系统不工作或运行时，都是恒定的.此点为定压点。

(3)膨胀水箱的循环管应接到系统定压点前的水平回水干管上。

该点与定压点之间保持1。

5-3m的距离。

1。

6采暖用户与热网的连接方式:可分为直接连接(1无混合装置的直接连接2装水喷射器的直接连接3装混合水泵的直接连接)和间接连接两种.1。

7补偿器及不同类型的原理：（1)为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力.（2）自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器是利用补偿器材料的变形来吸热伸长，套筒补偿器、球形补偿器是利用管道的位移来吸热伸长.1.8建筑给水管网的功能和类型:（1）功能：建筑给水系统将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经支管配水管送至用水的末端装置,满足各用水点对水量、水压和水质的需求。

2-1 某工程中的空调送风管网，在计算时可否忽略位压的作用？为什么？（提示：估计位压作用的大小，与阻力损失进行比较。

）答：民用建筑空调送风温度可取在15~35℃（夏季~冬季）之间，室内温度可取在25~20℃（夏季~冬季）之间。

取20℃空气密度为1.204kg/m3,可求得各温度下空气的密度分别为：15℃：= =1.225 kg/m335℃：= =1.145 kg/m325℃：= =1.184 kg/m3因此：夏季空调送风与室内空气的密度差为1.225-1.184=0.041kg/m3冬季空调送风与室内空气的密度差为1.204-1.145=0.059kg/m3空调送风管网送风高差通常为楼层层高，可取H=3m，g=9.807 N/m.s2,则夏季空调送风位压=9.807×0.041×3=1.2 Pa冬季空调送风位压=9.807×0.059×3=1.7 Pa空调送风系统末端风口的阻力通常为15~25Pa，整个空调送风系统总阻力通常也在100~300 Pa之间。

可见送风位压的作用与系统阻力相比是完全可以忽略的。

但是有的空调系统送风集中处理，送风高差不是楼层高度，而是整个建筑高度，此时H可达50米以上。

这种情况送风位压应该考虑。

2-2 如图2-1-1 是某地下工程中设备的放置情况，热表示设备为发热物体，冷表示设备为常温物体。

为什么热设备的热量和地下室内污浊气体不能较好地散出地下室？如何改进以利于地下室的散热和污浊气体的消除？图2-1-1 图2-1-2图2-1-3 图2-1-4答：该图可视为一U 型管模型。

因为两侧竖井内空气温度都受热源影响，密度差很小，不能很好地依靠位压形成流动，热设备的热量和污浊气体也不易排出地下室。

改进的方法有多种：（1）将冷、热设备分别放置于两端竖井旁，使竖井内空气形成较明显的密度差，如图2-1-2 ；（2）在原冷物体间再另掘一通风竖井，如图2-1-3 ；（3）在不改变原设备位置和另增竖井的前提下，采用机械通风方式，强制竖井内空气流动，带走地下室内余热和污浊气体，如图2-1-4 。

《流体输配管网》主要知识要点学习指导与本专业有关的流体输配管网，种类很多，技术繁杂。

同时，平台课的教学计划学时又非常有限。

《流体输配管网》课程共48学时，其中理论教学为44学时，实验4学时。

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共性原理要能解决个性（具体管网）问题。

-----课前准备由于要联系具体的工程管网，这就要求学生在学习本门课程前，对实际的管网有基本的了解。

学生在本门课程之前，要学习《制图》、《建筑环境与设备工程概论》、《流体力学》等课程和进行认识实习。

可在认识实习任务书中，给学生下达如下任务：认真观察1~3个不同的流体输配管网，并绘制出管网轴测图。

管网类型不限。

要求学生结合《建筑环境与设备工程概论》课程学习的知识和《流体输配管网》教材的第一章，根据自己所观察的实际工程的流体输配管网，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？如果认识实习安排在本课开课前一学期，可将这个与认识实习结合。

2.1 气体管流水力特征2.1.1气体重力管流的水力特征1.竖直管（分析竖井热压通风问题）竖直管内重力流的能量方程：122221221121))((21P v P H H v P j a j ∆++=--++ργγρ （2-1-1） 其中：21,j j P P ——静压；222121,21v v ρρ——动压；))((12H H a --γγ——位压，当管道内外的气体密度相同时，位压为0，当密度差)(ρρ-a 由温差造成的时候，工程上成为热压。

当断面1和断面2位于进口和出口处，这时0,0121===v P P j j ，式（2-1-1）简化为12221221))((P v H H a ∆+=--ργγ（2-1-2） 上式表面：流动阻力依靠位压克服。

流动方向取决于管内外的密度差，若管道内的密度小（ρρ<a ），管道内气流向上，反之气流向下。

2.U 形管内的重力流断面1和断面D 之间的能量方程：D D jD a j P v P H H v P 1221121121))((21∆++=--++ργγρ（2-1-3） 断面D 和断面2之间的能量方程：2222122221))((21D j a D jD P v P H H v P ∆++=--++ργγρ（2-1-4） 以上两式相加得：212212122121))((v v P H H a ρργγ-+∆=--（2-1-5） 该式表明：U 形管内的重力流与管道外的空气密度无关。

流动动力取决于两竖直管累的气体密度差)(12ρρ-和管道高度)(12H H -之积。

气体密度小的向上，密度大的气流向下。

3.闭式循环管道能量方程：l P H H ∆=--))((1221γγ（2-1-6）。

该式表明：无机械动力的闭式管道中，流动动力取决于竖管内气体密度差与竖管高度之积。

密度大的气流向下，密度小的气流向上。

2.1.2气体压力管流水利特征当管道内部、管道内外不存在密度差或者水平管网，则有0))((211=--H H a γγ，即位压为0，此时式（2-1-1）简化为：122222112121P v P v P j j ∆++=+ρρ（2-1-7） 移项得：22122121)]2121([j j P v v P P =-+∆-ρρ（2-1-8） 全压221v P P j q ρ+=，则上式变为：1221P P P q q ∆=-（2-1-9） 结论：①位压为0的管道，两断面之间的流动阻力等于两断面间的全压差。

第 2 章气体管流水力特征与水力计算2-1 某工程中的空调送风管网，在计算时可否忽略位压的作用？为什么？（提示：估计位压作用的大小，与阻力损失进行比较。

）答：民用建筑空调送风温度可取在15~35℃（夏季~冬季）之间，室内温度可取在25~20℃（夏季~冬季）之间。

取20℃空气密度为1.204kg/m3,可求得各温度下空气的密度分别为：15℃：==1.225 kg/m335℃：==1.145 kg/m325℃：==1.184 kg/m3因此：夏季空调送风与室内空气的密度差为1.225-1.184=0.041kg/m3冬季空调送风与室内空气的密度差为1.204-1.145=0.059kg/m3空调送风管网送风高差通常为楼层层高，可取H=3m，g=9.807 N/m.s2,则夏季空调送风位压=9.807×0.041×3=1.2 Pa冬季空调送风位压=9.807×0.059×3=1.7 Pa空调送风系统末端风口的阻力通常为15~25Pa，整个空调送风系统总阻力通常也在100~300 Pa之间。

可见送风位压的作用与系统阻力相比是完全可以忽略的。

但是有的空调系统送风集中处理，送风高差不是楼层高度，而是整个建筑高度，此时H可达50米以上。

这种情况送风位压应该考虑。

2-2 如图 2-1-1 是某地下工程中设备的放置情况，热表示设备为发热物体，冷表示设备为常温物体。

为什么热设备的热量和地下室内污浊气体不能较好地散出地下室？如何改进以利于地下室的散热和污浊气体的消除？图2-1-1 图2-1-2图2-1-3 图2-1-4答：该图可视为一 U 型管模型。

因为两侧竖井内空气温度都受热源影响，密度差很小，不能很好地依靠位压形成流动，热设备的热量和污浊气体也不易排出地下室。

改进的方法有多种：（1）将冷、热设备分别放置于两端竖井旁，使竖井内空气形成较明显的密度差，如图 2-1-2 ；（2）在原冷物体间再另掘一通风竖井，如图 2-1-3 ；（3）在不改变原设备位置和另增竖井的前提下，采用机械通风方式，强制竖井内空气流动，带走地下室内余热和污浊气体，如图 2-1-4 。

第一章流体输配管网型式与装置1.什么是流体输配管网？它包括哪些内容？将流体输送并分配到各相关设备或空间，或者从哥接受点将流体收集起来输送都指定点的管网系统。

内容：管道，动力装置，调节装置，末端装置和其他附属装置2.通风工程的风管系统常分为哪两类？送风系统和排风系统3.理解什么是回风系统、双风道系统、定风量系统、变风量系统？回风：重新利用的风双：一根送冷风，一根送热风定：风量一定，但是参数改变变：风量改变，但是参数不变4.同时具有控制、调节两种功能的阀有哪几种?只具有控制功能的阀常见的有哪几种？同时：各种调节阀控制：防火阀（平常全开），排烟阀（平常全关），逆止阀参数：全开时的阻力性能，和全闭时的漏风性能5.燃气输配管网由哪几部分组成？分配管段，用户引入管，室内管段6.燃气输配管道按压力分可分为哪几类？一、二、三、多级管网的构成分别如何？七级:单位：MP 高压A:2.5~4 高压B 1.6~2.5 次高压A 0.8~1.6 次高压B 0.4~0.8 中压A 0.2~0.4 中压B 0.01~0.2 低压<0.017.燃气输配管网的储配站、调压站各自的作用是什么？储配站：1.储配必要的燃气量，用以调峰：2.使多种燃气进行混合，保证用气组分均匀3.将燃气加压以保证每个燃气用具前与足够的压力调压站：1.将燃气管网的压力调到下一级管网或者用户需要的压力2.保证调压后的压力稳定8. 供暖空调冷热水管网按动力方式、水流路径、水流量是否变化、循环水泵的设置、是否与大气接触等方式分类时，各分为哪些型式？动力方式：机械循环，重力(自然)循环水流路径：同程式，异程式水流量是否变化：定流量，变流量循环水泵的设置：单式泵，复式泵是否与大气接触：开式，闭式9. 膨胀水箱的作用是什么？贮存冷热水系统水温上升时的膨胀水量10.了解建筑给水管网的基本类型。

1.直接给水管网2.设水箱的给水管网3.设水泵的给水管网4.设水箱水泵的给水管网5.气压给水管网6.分区给水管网7.分质给水管网11.自动喷水灭火系统常见的型式有哪几种？干式自动喷水灭火系统，湿式自动喷水灭火系统，预作用自动喷水灭火系统12.供暖系统热用户与热水网路有哪些连接方式？P14直接连接：热网的水力工况和热力工况与用户管网有着密切的联系和间接连接（设置表面式水-水换热器）：用户管网和热力管网被表面式水-水换热器隔开，形成两个独立系统，只进行热交换，而水力工况互不影响。