流体输配管网参考试卷

重庆大学《流体输配管网》课程试题（B 卷）（1999级）一、什么是枝状管网？什么是环状管网？分别画一个枝状管网和一个环状管网的示意图，说明其主要区别。

（10分） 二、高层建筑竖向液体输配管网为什么要竖向分区？画出1个竖向分区的示意图，说明其作用。

（5分） 三、说明公式l R P m ml ⋅=的使用条件。

为什么不同的管网，λ的计算公式可能会不相同？（5分） 四、简述均匀送风管道设计的原理和主要步骤。

（10分）五、影响建筑排水管网的排水能力的主要因素有哪些？怎样提高排水能力？（10分）六、以气力输配管网为例，描述气—固两相流管网的水力特征。

气—固两相流管网水力计算的主要特点是什么？（10分） 七、写出比转数s n 的数学表达式。

比转数s n 有什么应用价值？高比转数泵与风机和低比转数泵与风机有什么主要区别？（10分） 八、某空调冷冻水管网的循环水泵转速2900m in r ，所配电机功率2.2KW管网在设计工况下运行时，流量为15m 3，扬程为18.5m 。

（1） 画出设计工况下水泵的性能曲线和管网特性曲线，并标出工况点。

（2） 在部分负荷时，只需流量7.5m 3。

有哪些方法可将管网流量调节到7.5h m 3？ （3） 哪种方法最节能？为什么？（20分）九、如图所示通风系统，各管段的设计流速和计算阻力如下表。

（1） 系统风机的全压和风量应为多少？（2） 各设计风量能否实现？若运行时，测得1#排风口的风量为4000m 3，2#、3#排风口的风量是多少？ （3） 若运行中需要增加1#排风口的风量，应怎样调节？（20分）《流体输配管网》课程试题（B卷）参考答案一、枝状管网：管网有起点和终点、主管和支管，如图1；环状管网：管网起点和终点重合，构成闭合回路，如图2；图1 图2区别：枝状管网：系统简单，运行管理方便，但管网后备性差，管网某处发生故障时，该点后面管网部分将受影响而不能正常工作；环状管网：管网系统比较复杂，管网后备性好；某处发生故障时，流体可以通过环状管网从另一个方向流动，因此故障影响范围小。

二、高层建筑高度大，底层管道中的静水压力较大。

为了克服静水压力过大的弊病，保证管网正常运行和设备可靠性，对高层建筑竖向流体输配管网进行分区。

以高层建筑给水为例，竖向按串联式分为高、中、低三区,如图3。

水箱1、2、3分别向低、中、高三区供水，各区管网中的静水压力都适中，系统耐压要求降低，费用减小，启停时产生水锤的危险性减小，水流噪音小，运行稳定可靠。

图3三、公式l R P m ml ⋅=的使用条件为：管网特性（如：管道材料、断面尺寸、连接方式等）不变，并且流体密度和流速也不随流程变化。

从流体力学知识知：λ是雷诺数和相对粗糙度的函数，即：()d K f Re,=λ，在不同的流态下，λ的计算式不同。

实际工程中各种流体输配管网的流态有明显差别，雷诺数范围不相同，造成了不同管网λ的计算式可能不同。

四、均匀送风管道设计的原理：保证各送风口流量系数相等，并且使各送风口处静压相等，使两送风口间的动压降等于两送风口间的流动阻力。

实现均匀送风的主要步骤：a. 根据送风量确定送风口个数、间距、风口风量等，画出均匀送风系统图，对各段编号；b. 选定系统起始端静压、动压，计算初始全压，确定初始断面尺寸；c. 计算第1、2风口间阻力，求出风口2处全压2q P ；d. 根据2q P 计算风口2处动压2d P ，求风口2处断面尺寸；e. 计算风口2—3间阻力，求出风口3处全压3q P ；f. 根据3q P 计算风口3处动压3d P ，求出风口3处断面尺寸；g. 其余类推，参照步骤c~d 。

五、影响建筑排水管网排水能力的主要因素有：管径、过水断面与管道断面之比、管网壁粗糙度。

要提高其排水能力，应想法稳定排水立短中的压力，减小其压力波动。

可从以下两方面入手：（1） 减小终限流速。

具体措施有： a. 增加管内壁粗糙度；b. 立管上隔一定距离（如5层）消能；c. 在横支管与立管连接处采用特殊构造，发生溅水现象，减小水下降流速；d. 横支管排出水流沿切线进入立管，使水旋流而下；e. 对立管作特殊处理，增加水与管内壁的附着力。

（2） 减小水舌阻力系数。

具体措施有： a. 设置通气立管；b. 在横支管上设单路进气阀；c. 在横支管与立管连接处设挡板；d. 横支管与立管错开半个管径连接，水流沿切线方向进入立管；e. 立管与横支管连接处采用形成水舌面积小，两侧气孔面积大的斜三通或异径三通。

六、气固两相流体管网的水力特征：a. 管网中流动介质为物料与空气形成的两相流体；b. 物料颗粒在悬浮状态下进行输送；c. 输送管内气固两相的运动状态随气流速度和料气比的不同而改变，可能出现悬浮流、底密流、疏密流、停滞流、部分流和柱塞流等几种不同的输送状态；d. 两相流的流动阻力比单相流的阻力要大，并且二者阻力与流速的关系也不同。

单相流阻力与流速成单调递增关系，气固两相流阻力随流速增大先增大，再减小，最后再增大。

气固两相流管网水力计算的主要特点是：把两相流和单相流的运动形式看作是相同的，物料被看作是一种特殊的流体，利用单相流的阻力公式进行计算，两相流的阻力可以看作是单相流的阻力与物料颗粒引起的附加阻力之和，计算中在阻力系数加入料气比1μ项。

七、4321P Q n n s =。

比转数s n 是表明泵与风机性能参数n 、Q 、p 的综合特性指标；可用来划分泵与风机的类型，反映叶轮的几何形状以及用来指导泵与风机的相似设计；高比转数的风机，说明风机的流量大、压力低，叶轮出口相对宽度22D b 大；低比转数的风机，说明流量小、压力高，叶轮出口相对宽度22D b小。

高低比转数的泵与风机其性能曲线形状也有差异。

八、（1）图中Ⅰ为水泵性能曲线；Ⅱ为管网特性曲线；交叉点A 为工况点。

（2）调节管网流量到7.5m 3的方法有：a.改变管网特性曲线（可关小阀门）至性能曲线Ⅱ‘；b.减小水泵转速n ；c.采用水泵进口导流器调节；d.切削叶轮调节。

（3）在以上四种调节方法中，减小水泵转速的方法最节能。

因为水泵功率N 与转速n 成三次方关系，n 减小后，水泵功率下降非常明显；调节阀门开度则增加了额外的压力损失，水泵耗能有大部分消耗在阀门上，是不经济的；采用进口导流器调节，使进水产生预旋，会降低水泵的性能，增加进口损失，不如变速调节的节能效果好；采用切削叶轮的方法调节，虽然达到改变水泵性能曲线的目的，但水泵的效率已下降，其节能效果不及转速调节。

九、（1）最不利环路选择为：1—4—5—6—7—8，最不利环路计算阻力a p p p p p p 6102501206018087655441=+++=∆+∆+∆+∆=∆----，考虑10%的富裕量，风机全压a p p 6706101.1≈⨯=；系统所有风量之和为15000h m 3，考虑10%的富裕量，选用风机风量h m Q 3165000150001.1=⨯=。

（2）各设计风量不能实现，因为各并联环路未实现压力平衡。

当1#风口风量为4000m 3时，可知a p p 18041=∆-；因为管段1—4与管段2—4并联，所以a p p 18042=∆-；从而，对管段2—4有：1206000242=⋅-S ；18024242=⋅--Q S ；计算可得734842=-Q h m 3。

∴ 管段4—5中风量113484000734854=+=-Q m 3；从而，同理可计算得到a p p 6454=∆-。

∴a p p 24464180541=+=∆--∴a p p 24453=∆-从而，同理可计算得到552353=-Q h m 3。

综上，当1#风口风量为4000h m 3时，2#为7348h m 3，3#为5523h m 3。

(3)运行中如要增加1#风口的排风量，可以提高风机转速或在保持风机全压和流量不变的前提下，关小并联支路2—4的阀门开度，增大支路2—4的阻力；当关小支路3—5的阀门开度时，同样也可以部分增大1#排风口风量（2#排风口风量也同时增加）；同时关小2—4、3—5支路阀门开度，则1#排风口增加排风量更加明显。

重庆大学《流体输配管网》课程考试题A 卷建筑环境与设备工程专业适用ⅠⅡ Ⅱ’A（120分钟）一、简答（45分）1、流体输配管网有那些基本构成？简述它们各自的功能和相互关系。

（5分）2、通风空调的风管系统和燃气输配管网，有哪些共同处？有哪些区别？（5分）3、建筑热水供暖管网系统与空调冷冻水管网系统的共同点是什么？不同点是什么？（5分）4、哪些类型的管网要设排气装置？排气装置设在管网的什么位置？哪些类型的管网要设排液装置？排液装置设在管网的什么位置？（5分）10分）G——冷源A、B——换热器（从环境吸热）（5分）C、气力输送管道内空气流速变化范围是多少？D、热水采暖管道内水流速度变化范围是多少？8、水泵距吸入端自由水面的高度为什么有限制？安装高度受哪些因素的影响？（5分）二、某水泵的样本Q—H—N特性见下表：a、水泵转速n增加50%，Q—H—N怎样变化？实际工程中能否实现？为什么？b、水泵直径减小20%，Q—H—N怎样变化？实际工程中能否实现？为什么？（10分）12sh-6B型水泵的特性表三、某管网使用风机一台。

在全压为1000Pa时，管网流量为10000m3/h，现需将流量提高到15000 m3/h，决定增加一台相同的风机。

问新增加的风机是与原风机并联运行好，还是串联运行好？画出两台风机联合运行曲线和管网特性曲线进行分析。

（15分）1台风机的特性表P AA1=△P A1A2=△P A2A3=200Pa；△P B3B2=△P B2B1=△P B1B=150Pa。

请画出此管网的压力分布图。

现用户II开大I、III的水力失调度。

（10分）（8分），S（4）=0.2，S（5）=0.3，S（6）=0.4（单位：kg/m7）。

该网络图没有节点流量。

在分支③上设有流体输配动力，在其合理的工作范围输出流量和压力的函数关系为：480502503233+--=VVP Pa试建立求解该网络图分支流量V（V1,V2,…V6）的计算机分析模型。

（1）建立节点流量平衡方程组。

（用矩阵形式表示，并列写出系数矩阵A´。

）（2）选出该网络图的最小阻抗生成树，据此列写该网络图的独立回路矩阵C f，并建立独立回路压力平衡方程组。

（3）将所有分支流量用余支流量（回路流量）的线性组合表示出来。

并据此将（1）、（2）建立的方程组简化为只有余支流量（回路流量）未知数的回路压力平衡方程组。

（4）对于（3）所建立的非线性方程组，提出一种数值求解的思路。

七、附加题：请用方框图和简明扼要的文字，表述《流体输配管网》的知识体系。

（10分）（120分钟）一、简答（60分）1、燃气输配管网是开式还是闭式？上下级管网之间采用直接连接还是间接连接？燃气输配管网为何有的采用环状，有的采用枝状？（5分）2、建筑排水管网内是液体单相流还是液——气两相流？建筑排水管网的流动障碍主要是什么？克服障碍、增强管网排水能力的关键技术措施是什么？（5分）3、图中所示，（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）（i）哪些是直接连接？哪些是间接连接？直接连接和间接连接的主要差别是什么？（5分）4、蒸汽疏水器的作用是什么？用在什么样的管网上？装在什么位置？（5分）5、流体输配管网水力计算的基本原理是什么？为什么具有共同基本原理的流体输配管网没有统一的水力计算图表？你有什么编制统一的水力计算图表的思路？（（5分）+（5分））5分）G——热源A、B——换热器（向环境散热）（5分）G、室内高压蒸汽供暖系统，管道内蒸汽速度变化范围是多少？H、室外热水供热管网管内水流速度变化范围是多少？9、泵与风机的主要性能参数有哪些？影响性能的主要因素有哪些？（5分）11、某管网的实际流量低于要求的流量。