供热初级职称-助理工程师考题.doc

*集中供热的优越性：（1）热效率高，节省燃料。（2）燃料燃烧充分，减少了污染。（3）减少了燃料和灰渣的运转及贮存场地，节省运费，增加了可用场地面积。（4）自动化程度高，降低了消耗，提高了供热质量和经济及社会效益。*集中供热系统的基本形式：（1）区域锅炉房供热系统。（2）热电厂供热系统。*供暖系统由三部分组成：（1）热媒制备（热源）（2）热媒输送（3）热媒利用（散热设备）*围护结构表面换热过程是对流和辐射的综合过程*围护结构的耗热量：是指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量。分为两部分：（1）基本耗热量 是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、屋顶等）从室内传到室外的稳定传热量的总和。（2）附加（修正）耗热量 是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。包括风力、高度附加和朝向修正等耗热量。*朝向修正率与日照时间、太阳辐射强度密切相关，不同城市的朝向修正率有较大差别。 外维护结构的窗、墙面积比例不同，各朝向接受太阳辐射热不一样，因此采用朝向修正值方法代替朝向修正率更合理。 应以采暖季平均温度为基准，而不是以供暖室外计算温度tw为基准确定朝向修正率。朝向修正率主要调整各朝向耗热量的比例问题，缓解北向房间过冷，南向房间过热的现象。*一般情况下，不必考虑风力附加。只有建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑，才考虑垂直外围结构附加5%-10%。*高度附加率，当房间高度大于4m时，每高1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加耗热量的总合上。*供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度。*供暖系统的散热设备包括：（1）散热器（2）钢制辐射板（3）暖风机*围护结构的传热阻力包括：（1）围护结构内表面传热阻（2）围护结构外表面传热阻（3）围护结构各材料层的热阻*冷风渗透耗热量：在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。*冷风侵入耗热量：在冬季受风压和热压作用下，冷空气有开启的外门侵入室内。把这部分空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。*散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。*散热器的种类：按制造材质分：铸铁、钢制散热器两大类按构造形式分：柱型、翼型、管型、平板型等*提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）、提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。*铸铁散热器特点：它具有结构简单，防腐性好，使用寿命长，热稳定性好的优点。但其金属耗量大，金属热强度低于钢制散热器。*对散热器的基本要求：（1）热工性能方面的要求：散热器传热系数K之高，散热性能好。（2）经济方面的要求：金属热强度大。（3）安装使用和工艺方面的要求：散热器具有一定的机械强度，规格尺寸能适应不同类型建筑物的安装使用要求（4）卫生和美观方面的要求：散热器表面光滑，不易积灰，便于清扫，外形美观。（5）使用寿命的要求：散热器应不易于被腐蚀和破损，使用年限长。*钢制散热器的特点：（1）金属耗量少（2）耐压强度高（3）外形美观整洁，占地小，便于布置（4）除钢制柱型散热器外，钢制散热器的水容量较少，热稳定性差些（5）最主要缺点是容易被腐蚀，使用寿命比铸铁散热器短*散热器的选用：选用散热器类型时，应注意在热工、经济、卫生和美观等方面的基本要求。但要根据情况有所侧重，应符合下列原则性规定（1）散热器的工作压力，不得超过制造厂规定的压力值。（2）民用建筑宜采用外型美观，易于清扫的散热器。（3）在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。（4）有腐蚀气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用铸铁散热器。（5）热水系统采用钢制散热器时，应采用必要的防腐措施，蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。*散热器的布置： （1）散热器一般应安装在外墙的窗台下。（2）为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。（3）散热器一般应明装，布置简单。内部装修要求较高的民用建筑可采用暗装。托儿所和幼儿园应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。（4）两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便水流畅通。（5）在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。*钢制辐射板的特点：是采用薄钢板，小管径和小管距。*钢制辐射板散热：主要以辐射方式，同时也伴随对流散热。*钢制辐射板的安装形式：水平安装、倾斜安装、垂直安装*根据辐射板长度的不同，钢制辐射板有块状辐射板和带状辐射板两种形式。*钢制辐射板主要应用于工业厂房。辐射板表面平均温度越高，辐射放热量增大越多。因此，应尽可能提高辐射板供暖系统的热媒温度，宜以蒸汽作为热媒，蒸汽表压力宜高于或等于400kPa，不应低于200kPa；以热水作为热媒时，热水平均温度不宜低于110。*辐射板的安装高度，变化范围较大，通常不宜安装得过高或过低。应尽量使生活地带或作业地带的辐射照度均匀，并应适当增多外墙和大门处的辐射板数量。*暖风机 是由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组。*分类：分为轴流式与离心式两种，常称为小型暖风机和大型暖风机。轴流式暖风机 体积小、结构简单、安装方便。但它送出的热风气流射程短，出口风速低。离心式暖风机 由于它配用离心式通风机，有较大的作用压头和较高的出口速度，它比轴流式暖风机的气流射程长，送风量和产热量大，常用于集中送风供暖系统。 *特点：暖风机是热风供暖系统的备热和送热设备。热风供暖是比较经济的供暖方式之一，对流散热几乎占100%，因而具有热惰性小、升温快的特点。*要求：生活地带或作业地带的风速，一般不大于0.3m/s，送风的出口风速可采用5-15m/s，温度宜采用30-50，不得高于70。*热水供暖系统，可按下述方法分类：1、按系统循环动力的不同重力（自然）循环系统：靠水的密度进行循环的系统机械循环系统：靠机械（水泵）力进行循环的系统2、按供、回水方式的不同单管系统双管系统3、按系统管道敷设方式不同垂直式系统水平式系统4、按热媒温度不同低温供暖系统 =100高温供暖系统 100 *重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于水温（水的密度）在循环环路的变化状况。机械循环热水供暖系统：垂直式分上供下回式；下供下回式；中供式；下供上回式；混合式水平式*散热器温控阀：是一种自动控制散热器散热量的设备。具有恒定室温、节约热能的主要优点。*水平式系统于垂直式系统相比，具有如下优点：（1）系统的总造价，一般要比垂直式系统低。（2）管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便。（3）有可能利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所等），架设膨胀水箱，不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。*高层建筑热水供暖系统分为：（1）分层式供暖系统；（2）双线式系统；（3）单、双管混合式系统。*为了有效地排除系统内的空气，所有水平供水干管应具有不小于0.002的坡度。如因条件限制，机械循环系统的热水管道可无坡度敷设，但管中的水流速不得小于0.25m/s。*高层建筑的热水采暖系统必须着重解决好水静压力过大和垂直失调是挑这两个方面的问题。*热水供暖系统排除空气的设备（1）集气罐（2）自动排气阀（3）冷风阀*热水供暖系统最不利循环环路与各并联环路之间（不包括共同管段）的计算压力损失相对差额，不应大于15%。*整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10%的附加值，以此确定系统必需的循环作用压力。*膨胀水箱的作用是用来贮存热水供暖系统加热的膨胀水量。在重力循环上供下回式系统中，它还起着排气作用。另一作用是恒定供暖系统的压力。给系统补水。*膨胀水箱的安装机械循环系统，绝不能把膨胀水箱连接点选择在供水干管上，应将膨胀水箱连接点选在回水干管上的适当地点，以循环水泵吸入口附近为最好。*疏水器的作用：是自动阻止蒸汽逸漏，而且迅速地排出用热设备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。*疏水器分类，根据作用原理不同，分为：（1）机械型疏水器 （2）热动力型疏水器 （3）热静力型（恒温型）疏水器*安装、连接方式：蒸汽管道的低点和垂直升高的管段前应设启动疏水和经常疏水装置。疏水器通常多为水平安装。前后需设置阀门，用以截断检修用。前后应设置冲洗管和检查管。冲洗管位于疏水器前阀门的前面，用以放空气和冲洗管路。检查管位于疏水器与后阀门之间，用以检查疏水器工作情况。在疏水器前端应设过滤器，过滤器应经常清洗，以防堵塞。在某些情况下，为防止用热设备在下次启动时产生蒸汽冲击，在疏水器后还应加装止回阀。减压阀作用：通过调节阀的大小，对蒸汽进行节流而达到加压的目的，能将阀后压力维持在一定范围内。除污器的作用：用来截留过滤和定期清除系统中的杂质和污物，以保证水质清洁，减少流动阻力和防止管路堵塞。*集中供热系统由热源、热力网、热用户三大部分组成。可按下列方式进行分类：(1)根据热媒不同：热水供热系统；蒸汽供热系统。(2)根据热源不同：热电厂供热系统；区域锅炉房供热系统。(3)根据供暖管道不同：单管制；双管制；多管制。*供暖系统热用户与热水网路的连接方式：（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；（4）间接连接。*供暖热负荷调节方法：（1）改变网路的供水温度（质调节）（2）改变网路流量（量调节）（3）同时改变网路的温度和流量（质量-流量调节）（4）改变每天供暖小时数（间歇调节）*以水作为热媒与蒸汽相比，有下述优点：（1）热水供暖系统的热能利用效率高。（2）以水作为热媒用于供暖时，可以改变供水温度来进行供热调节（质调节），既能减少热网热损失，又能较好地满足卫生要求。（3）热水供暖系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况的很大波动。（4）热水供热系统可以远距离输送，供暖半径大。*与热水作为热媒相比，蒸汽作为供热系统热媒的特点：（1）热水系统靠其温度降放出热量，其相态不发生变化；蒸汽系统靠水蒸汽凝结成水放出热量，相态发生了变化。（2）热水在封闭系统内循环流动，其状态参数（主要指流量和比容）很小变化。蒸汽和凝水在系统管路内流动时，状态参数变化比较大，还会伴随相态变化。（3）对同样热负荷，蒸汽供热要比热水供热节省散热设备的面积。（4）蒸汽供暖系统中的蒸汽比容，较热水比容大得多。因此，蒸汽管道中的流速，通常可采用比热水流速高得多的速度，可大大减轻前后加热滞后的现象。（5）由于蒸汽具有比容大，密度小的特点，因而在高层建筑供暖时，不会像热水供暖那样，产生很大的水静压力。此外，蒸汽供热系统的热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快，很适宜用于间歇供暖的用户。*高压蒸汽供热：供汽的表压力高于70kPa低压蒸汽供热：供汽的表压力低于70kPa真空蒸汽供热：系统中的压力低于大气压力*建筑物的供暖热负荷，主要取决于通过垂直围护结构（墙、门、窗等）向外传递热量，它与建筑物的平面尺寸和层高有关，因而不是直接取决于建筑平面面积。*集中供暖系统的热用户有：供暖、通风、热水供应、空气调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的大小及其性质是供热规划和设计的最重要依据。*用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：（1）季节性热负荷 供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。特点：它与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定性作用的是室外温度，因而在全年中有很大的变化。（2）常年性热负荷 生活用热（主要指热水供应）和生产工艺系统用热属于常年性热负荷。特点：与气候条件关系不大，而且，它的用热状况在全日中变化较大。*集中供热系统热媒的选择，主要取决于热用户的使用特征和要求，同时也与选择的热源形式有关。*以蒸汽作为热媒，与热水相比，有如下优点：（1）以蒸汽作为热媒的使用面广，能满足多种热用户的要求，特别是生产工艺用热，都要求蒸汽供热。（2）与热水网路输送网路循环水量所耗的电能相比，汽网中输送凝结水所耗的电能少得多。（3）蒸汽在散热器或热交换器中，因温度和传热系数都比水高，可以减少散热设备面积，降低设备费用。（4）蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地区或高层建筑中，不会产生如热水系统那样大的水静压力，用户的连接方式简单，运行也较方便。*热水供热系统主要采用两种形式：（1）闭式系统 热网的循环水仅作为热媒，供给热用户热量而不从热网中取出使用。（2）开式系统 热网的循环水部分地或全部地从热网中取出，直接用于生产或热水供应热用户中。*提高热水网络水力稳定性的主要方法是：相对地减小网路干管的压降，或相对地增大用户系统的压降。*供暖管线的敷设分为：地上敷设、地下敷设两大类。*地上敷设：（1）低支架 管道保温结构底距地面净高不得小于0.3m。（2）中支架 2.0m4.0m （3）高支架 4m以上，一般为4-6m*无沟（直埋）敷设的优点：（1）不需砌筑地沟，施工进度快，节省投资费用。（2）占地小，易于与其它地下管道和设施相协调。（3）管道不易腐蚀，使用寿命长。（4）可以不设置补偿器和固定支座，简化了管网系统和节省基建费用。（5）保温材料导热系数小，供热管道散热损失小于地沟敷设。（6）预制保温管结构简单，采用工厂预制，易于保证工程质量。*供暖管*地下敷设：（1）通行地沟（2）半通行地沟（3）不通行地沟（4）无沟（直埋）敷设线的构造包括：供暖管道及其附件、保温结构、补偿器、管道支座以及地上敷设的管道支架、操作平台和地下敷设的地沟、检查室等构筑物。*供热管网布置形式有：枝状管网、环状管网两大类型。.供热管网的构造热管道及其附件：供热管道；阀门；管道的放气、排水及疏水装置。补偿器自然补偿器；方形补偿器；波纹管补偿器；套筒（管）补偿器；球形补偿器。管道支座（架）活动支座（架）；固定支座（架）。检查室与操作平台供热管道的保温*供暖管线平面位置的确定，即定线，应遵守如下基本原则：（1）经济上合理 主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。（2）技术上可靠 供热管线应尽量避开土质松软地区，地震断裂带，滑坡危险地带，以及地下水位高等不利地段。（3）对周围环境影响少而协调 供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。*阀门：是用来开闭管路和调节输送介质流量的设备。*常用的阀门形式有：（1）截止阀 （2）闸阀（3）蝶阀 （4）止回阀 （5）调节阀*对公称直径大于或等于600mm的阀门，应采用电动驱动装置。*补偿器：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，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力，*补偿器的种类：（1）自然补偿（2）方形补偿器（3）波纹管补偿器（4）套筒（管）补偿器（5）球形补偿器*定压装置：高位水箱、补给水泵、定压阀等。*集中供热系统最常用的定压方式是补给水泵定压方式。*采用分户热计量的住宅采暖热负荷包括：(1) 基本热负荷；住宅室内设计温度，应按相应设计标准提高2。(2) 户间传热量；一般散热器采暖户间传热按60温差计，当采用地板辐射采暖时，则按8温差计。*别墅低温热水地板采暖设计方法，地板做法及系统形式。由于别墅多建于空旷地带，风力较大，所以在计算耗热量时，应适当加5%-10%的风力附加，采用低温热水地面辐射采暖，在计算热负荷时，不应计算地面传热损失。地板做法：（1）清扫施工现场；（2）铺设保温板和铝箔纸； （3）铺设和加固钢丝网；（4）布置和加固地热管；（5）安装分水器和主要管道连接；（6）地热管系统打压测试。分户供暖系统形式：（1）分户水平单管系统；（2）分户水平双管系统；（3）分户水平单、双管系统；（4）分户水平放射式系统。分户计量采暖的特点：可自行调节供热温度，提高了舒适性；节约能源，环保；便于维修、管理和收费。采用分户热计量的住宅采暖热负荷包括：基本热负荷、户间传热负荷基本热负荷：住宅室内设计温度，应按相应的设计标准提高2。户间传热量：一般散热器采暖户间传热按60温差计，当采用地板辐射采暖时，则按8温差计。适用于热计量的散热器：灰铸铁散热器；钢制散热器。分户计量热负荷计算：Qfh=Qch+Qhy户内供暖系统形式： 分户水平单管系统； 分户水平双管系统； 分户水平单双管系统；分户水平放射式系统。*用户系统空气滞留引起的不起原因？1.集气罐的安装和操作不当，2.管道或散热器中的气3管道或散热器堵塞引起的不热，4.安装不当引发的不热。辐射的特点：（1）它是依靠电磁波向物体传输热量，而不是依靠物质的接触来传递热量.（2）辐射换热过程中伴随着能量的两次转换：物体的内能 辐射能；（接受）辐射能 （转换）内能（3）一切物体只要其温度 T0K ，都在不断发射热射线。9影响对流传热系数a因素有：1.流体物理性质，如：密度、黏度、热导率、比热容；2.流体对流起因，如：自然对流和强制对流；3.流体流动状态，湍流, 层流；4.流体的相态变化，有无相变；5.传热面的形状、尺寸、相对位置。10热辐射基本概念：热辐射指物体通过电磁波，由于热的原因而发生辐射能的现象。是由物体内部微观粒子在运动状态改变时所激发出来的。计算1、已知水泵流量q =0.02m /s，吸水管直径d=100 m m，水泵允许吸上高度为7m，吸水管能量损失h =3m ,求水泵的安装高度。 解：根据连续性方程可得： v = 4q / d =2.25 m/s 水泵的安装高度： H = h - v /2g - h =3.67 m/s2、有一段管路，管径d1= 0.2m , d2=0.1m , 已知 q =0.025m /s ,试求管两断面的平均流速。 解：q = v1 A1 v1= q / A1= 4 q / d1 = 0.796m/s 同理可得：v2= 3.18m/s4如图某热水网络水压图，网络供回水温度分别为95/70 0C，各热用户与网络连接的普通铸铁散热器采暖用户，根据水压图计算分析下列问题;1) 网络主干线回水干管的压力损失= mH2O？网络主干线压力损失=(44-38)+(33-27)=12 mH2O网络回水干管压力损失=33-27=6 mH2O2) 当局部阻力沿程阻力的60%，网络主管线比摩阻=？R=6 m H2O*9810/(1+60%)/950=38.72Pa/m3) 用户1的资用压力= mH2O？用户1的资用压力= 43-28=15mH2O4) 系统运行时，用户3底部散热器是否超压？p=33-(-5)=38 小于40 故不超压5) 系统停止运行时，用户2是否汽化?95 0C的 水汽化压力为0停运时静水压力为2727大于建筑物高度24 故不汽化计算公式：1围护结构基本耗热量q=KF(tn-tw) 单位:W 其中，K围护结构传热系数，F围护结构面积，tn冬季室内计算温度（），tw供暖室外计算温度 围护结构的温差修正系数2冷风渗透耗热量Q2 单位:WV=Lln（m/h）其中V冷风渗透量，L每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，l门窗缝隙计算长度（m），空气量的朝向修正系数Q2=0.278VPwCp(tn-tw)，其中Pw供暖室外计算温度下的空气密度（m）；Cp冷空气定压比热，一般取13冷风侵入耗热量Q=NQjm(W) 其中Qjm外门的基本耗热量，N冷风侵入外门加4集中供热系统热负荷概算方法通风体积热指标法：Qt= qt Vw (tn - twt) 10-3 kWQt建筑物的通风设计热负荷，kWqt 通风的体积热指标，W/m3，它表示建筑物在室内外温差1时，每1m3建筑物外围体积的通风热负荷。Vw建筑物的外围体积，m3tn供暖室内计算温度，twt供暖室外计算温度，百分数法（概算）Qt=KtQn kWKt计算建筑物通风、空调新风加热热负荷的系数，一般取0.30.5。Qn建筑物的供暖设计热负荷，kW体积热指标法：Qn=qvVw(tn-tw) 10的负三次方 单位:KW其中Vw建筑物外围体积（m），tn供暖室内计算温度，tw供暖室外计算温度 qv建筑物供暖体积热指标，单位Wm，表示各类建筑物，在室内外温差1时，每m建筑物外围体积的供暖热负荷。 面积热指标法：Qn=qfF10的负三次方，单位:KW 其中F建筑物建筑面积（），qf供暖面积热指标（W）5散热设备的选择计算散热面积计算：F=QK(tpj-tn) 123 () 其中Q散热器散热量，tpj散热器热媒平均温度， tn供暖室内计算温度，K散热器传热系数，W 1、2、3修正系数，1散热器内热媒平均温度：tpj=(tsg+tsh) 2传热系数K及修正系数值：K=（t的6次方）=（tpj-tn）的6次方散热器片数或长度的确定：n=Ff(片或m) f每片或每米长的散热器散热面积热水管路水力计算基本公式：P=PyPj=RLPj 其中P计算管段压力损失，Py沿程损失，Pj局部损失，R每米管长的沿程损失，L管段长度6疏水器排水量计算：G=0.1Ap（d的平方）P的平方根 （单位h） 其中d疏水器排水阀孔直径（mm），P疏水器前后压力差（KPa） Ap疏水器排水系数，当通过冷水时为32疏水器的选择倍率：Gsh=KGL (单位h) 其中Gsh疏水器设计排水量，GL用热设备理论排水量，K选择疏水器的倍率7. 写出能量方程式，并说明各项的意义。 答：能量方程