流体输配管网_泵、风机与管网系统的匹配76页PPT

事故发生的原因： 管道老化、腐蚀、 超压等
应急救援措施：启 动应急预案、组织 抢修、疏散人员等
预防措施：定期 检查、维修、更 换等
研发方向：耐腐蚀、耐高温、高强度、轻量化等 应用领域：石油、天然气、水等流体输送 研发成果：新型复合材料、纳米材料等 未来展望：提高管道使用寿命，降低维护成本，提高输送效率
定期检查： 定期对管道 进行检查， 确保其完好 无损
清洁维护： 定期对管道 进行清洁， 防止堵塞和 腐蚀
泄漏检测： 定期对管道 进行泄漏检 测，及时发 现并修复泄 漏点
防腐处理： 定期对管道 进行防腐处 理，防止腐 蚀和生锈
更换维修： 定期对管道 进行更换和 维修，确保 其正常运行
管道事管网的信息化管理和远程监控
自动化控制技术的应用：实现 输配管网的自动化运行和维护
智能传感器技术的应用：提高 输配管网的监测和控制精度
人工智能技术的应用：提高输 配管网的智能化水平和决策能
力
云计算和大数据技术的应用： 实现输配管网的数据分析和优
化管理
5G技术的应用：提高输配管 网的数据传输速度和稳定性
绿色环保：未来流体输 配管网将更加注重环保， 采用清洁能源和绿色材 料，降低对环境的影响。
高效节能：通过优化设 计和技术升级，流体输 配管网的能源消耗将进 一步降低，提高能源利 用效率。
数字化转型：随着数字 化技术的普及，流体输 配管网将实现数字化转 型，提高数据分析和处 理能力。
汇报人：
流体动力设备类型：泵、风机、压 缩机等
设计要点：流体动力设备的性能参 数、安装位置、运行方式等
添加标题
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选型原则：满足流体输配管网的需 求，考虑经济性、可靠性、安全性 等因素

泵(风机) 在管网中工作，其工作流量即为管网 的总流量，泵(风机)所提供的能量与管网中流体 流动所需的能量相等。
H f (Q) H st SQ2
将泵(风机) 的实际H-Q性能曲线与其所在管网系 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）在该管网系统中的工作状态点， 或称运行工况点。
第6章 泵、风机与管网系统的匹配
主要内容：
泵、风机在管网系统中的工况点 泵、风机的工况调节 泵、风机的安装位置 泵、风机的选用
1
第6章 泵、风机与管网系统的匹配
工程背景：
通风空调气体管网 机械循环采暖管网 室外供热管网 空调冷冻水管网 空调冷却水管网
2
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
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6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
泵与风机在系统中的工作状态点
20
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
解析法求工况点
利用能量平衡关系：管网特性曲线方程＝泵与 风机性能曲线方程
H f (Q) c0 c1Q c2Q2 H st SQ2
上式表明，泵、风机的工作流量即为管网中通 过的流量，提供的压头与管网在该流量下流动 所需的压头相一致。
13
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点 广义管网特性曲线 （Pst≠0）
14
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点 狭义管网特性曲线 （Pst＝0）
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6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
阻抗
影响管网特性曲线形状的决定因素是阻抗S 。 S值越大，曲线越陡 。
sL

(
l
4Rs 2 Ai2

2 v22

泵与风机
第十二章 叶片式泵与风机在管路上的工作分析及调节 (泵、风机与管网系统的匹配)
Email：
第十二章 叶片式泵与风机在管路上的工作分析及调节
第一节 管网（管路）的特性曲线 第二节 泵与风机在管网系统中的工作状态点（工况点） 第三节 泵与风机工况点的调节 第四节 泵与风机的选择
本章为重点章节
第十二章 叶片式泵与风机在管路上的工作分析及调节
•思考题：空调新风系统冬季易出什么问题？
第三节 泵、风机的工况调节（泵与风机性能特性曲线调节）
2、 调节泵、风机性能（特性曲线）的调节方法
常用方法：
变速调节、 入口节流调节、风机的前导叶调节、切削
叶轮调节等
（1）变速调节常用方法
Q Q'
n n'
H H'
n n'
2
P P'
n
n'
2
N N'
失
入口的系统效应
3d
入口的系统效应
泵、风机与管网系统匹配的工作状态点
（2）出口系统效应的影响 效应管道长度定义： 自风机出口截面不规则的速度分布,到管道内 气流速度规则分布的截面之间管段长度。 在效应管道长度范围内断面的任何改变，均 导致风机性能降低
υ ≤12.5 m s 取 2.5d长度
出口的系统效应
（1） 改变管网中的阀门开启度， 则改变管路的阻力特性，方法 简单，但是不经济。 （2）利用水静压力与流体输送起
始端压力变化的调节。 （3）旁通管调节。
第三节 泵、风机的工况调节
风机与水泵进、出口处利用阀门调节不同特点 • 风机出口设置调节阀，经济性及系统稳定性较差 • 风机进口设置调节阀或进口导叶调节风量 ， 较为经济，改变进口压力，使风机性能发生变 化,以适应流量和压力的特定要求。 • 广泛采用的调节方法 • 水泵调节

6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
1）入口系统效应：
管道长度
R
(a)圆形弯管
(b) 方形弯管
(c) 进口风箱
理想
损失大
改善
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
1）入口系统效应：
风机在管网中接有吸入管路时，入口绝对压力 下降，风机作功能力下降。 思考：为什么风机作功能力下降？
2）出口系统效应
v1 e1 v2 e2 v3 e3 v4
e4
e5
e6 e10
e7
v5
e8
v6
e9
v7
v8
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
枝状管网的阻力特性
P2
P SQ
2
2
2
Z2 P1
1
Z1
o
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
环境对枝状管网流动的影响
Pst Pq PG Pq g dl ( P2 P 1 ) g ( Z1 Z 2 ) e g ( Z 2 Z1 )
S
1 2 2

2
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
2）两个管路不构成回路的情况。添加虚拟 回路使之构成回路(第四章)，若重力作用 与输入的全压动力均为零，则它们处于 “水力并联”地位，其阻力相等。
Q Q1 Q2 P1 P2
水力并联
S S
1 2 1
1 枝状管网特性曲线 2 泵（风机）在管网系统中的工况点 3 管网系统中泵（风机）的联合运行工况
重点内容！
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
1 枝状管网特性曲线 管段的阻力特性

<流体输配管网>
返回
<流体输配管网>
返回
<流体输配管网>
6.1.2管网特性曲线的影响因素 管网是由许多管段、管件（包括三通、弯头、 阀门等）及某些设备组成的。 管网中在管径不变的某两截面之间的管路阻 力由下式定量计算：
其中：
<流体输配管网>
结论： 管网水力特性曲线的主要影响因素： S=f（l，di，k，Σζ，ρ） 当管网内达到某一流量值时，管网阻力的高低取决 于阻抗S的大小； 当管网的压头一定时，管网系统中流量的大小亦取 决于阻抗S的大小。 调整管路布臵形式,改变某管路的长度和选择管径的 大小，能达到调整管网水力特性。 在管网的运行中，通过调节阀门的开度（即改变 Σζ值）也能达到改变管网水力特性的效果，以使 之适应用户对管网流量或压力分布的需要。

<流体输配管网>
离心泵的吸水性能通常是用允许吸上真空高
度 [ Hs]值来衡量， [ Hs] 值越大，说明水泵 吸水性能越好。 目前对泵内流体的气穴现象的理论研究或计 算，大多数还是以液体气化压强作为发生气 穴的临界压力。 为避免发生气穴现象，至少应该使泵内液体 的最低压强Pmin大于液体在该温度时的气化压 强Pv。
<流体输配管网>
系统效应曲线
返回
<流体输配管网>
返回
<流体输配管网>不同出来自管道形式的系统效应曲线返回
继续
<流体输配管网>
7.1.2泵、风机与管网系统匹配的工作状态点
1. 泵或风机的运行工况点 泵、风机与管网系统运行 的平衡点 泵、风机与管网系统的合 理匹配。流量和压力匹配 泵、风机在其特性曲线上 稳定工作的点称之为工况 点。

02
03
2. 根据流量和流速确定管径 。
04
05
3. 根据流体性质和管道长度 进行修正。
泵站设计
泵的选择：根据流量、扬 程和效率来选择合适的泵
。
1. 确定泵的台数和备用泵 。
3. 设计泵站的给排水系统 。
泵站设计
2. 设计泵站的平面布置。
4. 考虑泵站的节能和环保 措施。
优化方法与技术
优化目标：降低管网运行成本，提高管网可靠 性。
新材料与新技术的应用
总结词
新材料的应用有助于提高管网的耐久性和性能，降低维护成本。
详细描述
随着科技的发展，新型材料如高分子复合材料、合金材料等在流体输配管网中得 到广泛应用。这些新材料具有优良的耐腐蚀、耐高温、耐压等性能，能够提高管 网的寿命和稳定性，降低因维护和更换管道带来的成本。
智能化与自动化发展
设计原则与步骤
2. 选择合适的管材和附件 。
1. 确定设计参数：包括流 量、压力、温度等。
步骤
01
03 02
设计原则与步骤
01
3. 进行管网布局设计。
02
4. 进行水力计算。
5. 校核管网的稳定性。
03
管径选择与计算
计算方法
管径选择：根据流量、流速 和经济流速来确定管径。
01
1. 按照经济流速计算管径。
应急处理
制定应急预案，及时应对管网事故，确保事故得到迅速处理，减少 损失。
维护保养
定期检查与维修
对管网设施进行定期检查，发现隐患及时维修，保证管网的正常运 行。
防腐与保温
采取有效的防腐和保温措施，延长管网使用寿命，提高流体输配的 效率。
更新改造

思考题：请分析植物的水分、氧气输送流 程。
2019/9/19
7
2、流体输配管网的基本功能与组成
基本功能：
向若干个末端装置供应指定量的某种流体，或 从若干个末端装置收集指定量的某种流体，将 其输送到指定的地点进行处理或排放。
即按需分配！
2019/9/19
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2、流体输配管网的基本功能与组成
2019/9/19
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2019/9/19
肺循环：右心室--肺动 脉--肺中的毛细管网--肺 静脉--左心房。
氧通道
循环动力 营养通道
过滤杂质
末端利用
体循环：左心室--主动脉-身体各处的毛细管网--上下腔静脉--右心房。5
1、最理想的流体输配管网
功能：按各种组织器官对血液量的需要， 进行血液（流体）的输送和分配。
2019/9/19
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4、流体输配管网分类
按流体相类：单相流与多相流管网 按动力形式：重力驱动与压力驱动管网 按与环境流体的关系：开式与闭式管网 按流动路径的确定性：枝状与环状管网 按流程距离：异程式管网与同程式管网 按服务范围：区域、城市、小区、建筑、房间…
2019/9/19
课程简介
本书共8章内容，40课时：
1、流体输配管网类型与装置 4课时 2、气体管网水力特征与水力计算 8课时 3、液体管网水力特征与水力计算 5课时 4、多相流管网水力特征与水力计算 2课时 5、泵与风机理论基础 5课时 6、泵、风机与管网系统的匹配 6课时 7、枝状管网水力工况分析与调节 7课时 2019/9/198、环状管网水力计算与水力工况分析 3课时 1
组成：
末端装置：有特定流量要求的装置。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、燃气灶； 卫生器具、配水龙头等。

流体输配管网_泵、风机与管网系统的匹 配
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之Leabharlann ，不见其增，日 有所长 。•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you

max
1.2.4
明渠均匀流水力计算的基本问题
明渠均匀流的水力计算，主要有以下三种 基本问题，现以最常用的梯形断面渠道为例分 述如下：
1. 验算渠道的输水能力 这类问题主要是对已成渠道进行校核性的 水力计算，特别是验算其输水能力问题。
2. 决定渠道底坡 设计渠道底坡时，一般已知土壤或护面材 料、设计流量以及断面的几何尺寸，即已知n、 qV和m、b、h0各量，求所需要的底坡i。
图1-11 渠道底坡类型
1.2.1.2 明渠均匀流的条件与特征
均匀流是一种渐变流的极限情况，即流线 是绝对平行无弯曲的流动。
明渠均匀流的水流具有如下特征： 断面平均流速沿程不变；水深也沿程不变； 而且总能线即总水头线，水面及渠底相互平行， 也就是说，其总水头线坡度（水力坡度），测 管水头线坡度（水面坡度）和渠道底坡彼此相 等（图1-13），亦即 J Jp i
静压和位压相加，称为势压，以 ps 表示。 势压与管中水流的测压管水头相对应。 静压和动压之和，称为全压，以 pq表示。 静压，动压和位压三项之和以 p at 表示，称 为总压，与管中水流的总水头线相对应。
p at p
2
2
( a )(Z 2 Z 1 )
存在位压时，总压等于位压加全压。位压 为零时，总压就等于全压。 位压（ a ）（Z 2 Z1）实际上就表示了管内 外流体存在密度差时所具有的附加压头。
图1-4 环路划分
1.1.1.2 环状管网 1、Hardy-Cross方法 环状管网是指管道通过串联与并联的组合 存在一个以上闭合环路的管道系统（管网）。
图1-3
计算程序如下： ①将管网分成若干环路如图1-4上分成Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ三个闭合环路。按节点流量平衡确定流量，选取 限定流速，定出管径D。 ②按照上面规定的流量与损失在环路中的正负 值，求出每一环路的总损失。 ③根据上面给定的流量，若计算出来的不为零， 则每段管路应加校正流量，而与此相适应的阻力损 失修正值为。 ④用同样的程序，计算出第二次校正后的流量， 第三次校正后的流量……，直至满足工程精度要求 为止。

流体输配管网-7泵、风机与管网系统的 配
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克