流体输配管网复习参考

1、总复习1.1 1.1 气体输配管网型式与装置气体输配管网型式与装置 通风工程的通风工程的主要任务主要任务: :是控制室内空气污染物，保是控制室内空气污染物，保证良好的室内空气品质，并保护大气环境。证良好的室内空气品质，并保护大气环境。 风管系统分类：排风系统和送风系统。风管系统分类：排风系统和送风系统。 洁净度洁净度）室内温度、湿度室内温度、湿度）分析：分析：a.a.工作流程；工作流程； b.b.压力状况压力状况c.c.风机的选择风机的选择1.1.2 1.1.2 燃气输配管网燃气输配管网 ( (一般了解一般了解) )燃气种类：城市燃气、天然气、液化石油气燃气种类：城市燃气、天然气、液化石油气。

2、（1 1）燃气输配管网类型）燃气输配管网类型 燃气输配管网由分配管道（外网），用户引入管（入口装燃气输配管网由分配管道（外网），用户引入管（入口装置）和室内管道（内网）组成。置）和室内管道（内网）组成。A .储配站：是城市燃气输配管网的一个重要设施储配站：是城市燃气输配管网的一个重要设施 具有具有3 3个功能：一，个功能：一，必要的燃气量用以调峰必要的燃气量用以调峰 二，使多种燃气进行二，使多种燃气进行 三，将燃气三，将燃气保证供气压力保证供气压力B. B. 调压站调压站 功能功能： a.a.将输气管网的压力将输气管网的压力到下一级管网或用户需要的到下一级管网或用户需要的力。力。 b.b.保持

3、调节后的压力稳定（保持调节后的压力稳定（）1.2 1.2 液体输配管网类型与装置液体输配管网类型与装置1.2.11.2.1采暖采暖空调冷热水管网空调冷热水管网（1）采暖采暖空调冷热水管网类型空调冷热水管网类型 A.按循环动力分：重力循环系统和机械循环（水泵）按循环动力分：重力循环系统和机械循环（水泵）系统系统 B.按水流路径分为：同程式系统和异程式系统按水流路径分为：同程式系统和异程式系统 C.按流量变化分为：定流量系统和变流量系统按流量变化分为：定流量系统和变流量系统 D.按水泵设置分为：单式泵系统和复式泵系统按水泵设置分为：单式泵系统和复式泵系统 E.E.按与大气接触分为：开式系统和闭式系

4、统按与大气接触分为：开式系统和闭式系统采暖采暖空调冷热水管网附件空调冷热水管网附件贮存水温上升时的膨胀水量贮存水温上升时的膨胀水量恒定水系统压力恒定水系统压力 排气（重力循环上供下回系统中）排气（重力循环上供下回系统中） 一般是为了便于连接通向各个环路的一般是为了便于连接通向各个环路的许多并联管道而设置的，也能起到一定程度的均压作许多并联管道而设置的，也能起到一定程度的均压作用，有利于流量分配调节、维修和操作用，有利于流量分配调节、维修和操作1.2.2 1.2.2 热水集中供热管网热水集中供热管网枝状管网的特点枝状管网的特点: :，供热管道的直径距热源越远而逐渐减小，供热管道的直径距热源越远而

5、逐渐减小，。当供热管网某处发。当供热管网某处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。环状管网的特点环状管网的特点: :统与热水网路被表面式水统与热水网路被表面式水- -水换热器水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况互不影响。互不影响。 热水供热系统有两种形式：热水供热系统有两种形式：和和。：热网的循环水仅作为热媒，热网的循环水仅作为热媒，供给用户热量而不从热网中取出使用。供给用户热量而不从热网中取出使用。：热网的循环水部分地或全部热网的循环水部分地或全部地从热网取出，直接用于

6、热用户。地从热网取出，直接用于热用户。1.3 1.3 相变流或多相流管网型式与装置相变流或多相流管网型式与装置1.3.1.蒸汽管网蒸汽管网 蒸汽与水管网相比特点：蒸汽与水管网相比特点： A.A.蒸汽管网输配中参数变化大，主要是密度变化蒸汽管网输配中参数变化大，主要是密度变化 B.B.用热设备出口饱和凝水流动中，存在二次汽化现象用热设备出口饱和凝水流动中，存在二次汽化现象 C.C.蒸汽密度相对水而言太小，所以可不考虑静水压蒸汽密度相对水而言太小，所以可不考虑静水压 D.D.蒸汽输送是压力输送，不用泵蒸汽输送是压力输送，不用泵 蒸汽供暖分类：蒸汽供暖分类： 疏水器及其他附属设备疏水器及其他附属设备

7、 疏水器的作用：自动阻止蒸汽逸漏而且迅速排走用疏水器的作用：自动阻止蒸汽逸漏而且迅速排走用热设备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空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。气和其他不凝性气体。 旁通管作用：开始运行时排除大量凝水和空气。旁通管作用：开始运行时排除大量凝水和空气。 冲洗管作用：排空气、冲洗管路。冲洗管作用：排空气、冲洗管路。 检查管作用：检查疏水器工作情况。检查管检查管作用：检查疏水器工作情况。检查管1.3.21.3.2 凝结水管网型式（特点、适用场合）凝结水管网型式（特点、适用场合） 凝结水回收系统凝结水回收系统：用热设备出口热源的管路及设备组成：

8、用热设备出口热源的管路及设备组成的整个系统。分类：的整个系统。分类： （A A）按是否与大气接触：）按是否与大气接触：开式系统和闭式系统开式系统和闭式系统 （B B）按流动动力分：）按流动动力分：重力回水、机械回水、余压回水重力回水、机械回水、余压回水 （C C）按流体的相分：）按流体的相分：单相流和两相流单相流和两相流 单相流又可分为满管流和非满管流单相流又可分为满管流和非满管流 满管流满管流：凝结水靠水泵或位能差，充满整个管道截：凝结水靠水泵或位能差，充满整个管道截面呈有压流动。这种凝结水管称为面呈有压流动。这种凝结水管称为湿式凝水管湿式凝水管。 非满管流非满管流：凝结水并不充满整个管道截

9、面，靠管路坡凝结水并不充满整个管道截面，靠管路坡度流动的方式，这种凝结水管称为度流动的方式，这种凝结水管称为干式凝水管干式凝水管1.4 1.4 流体输配管网的基本组成与类型流体输配管网的基本组成与类型1.4.11.4.1流体输配管网的基本功能与基本组成流体输配管网的基本功能与基本组成 基本功能：基本功能： 将从源取得的流体，通过管道输送，按照流量要将从源取得的流体，通过管道输送，按照流量要求，分配给各末端装置；或者按流量要求从各末端装求，分配给各末端装置；或者按流量要求从各末端装置收集流体，通过管道输送到汇。置收集流体，通过管道输送到汇。 流体输配管网的基本组成流体输配管网的基本组成 （1 1

10、）末端装置）末端装置 如：排风罩、送风管网的送风口、燃气管网的用气如：排风罩、送风管网的送风口、燃气管网的用气设备、采暖管道的散热器、给水管网的的水龙头等设备、采暖管道的散热器、给水管网的的水龙头等 （2 2）源和汇）源和汇 室外空气是送风管网的源，是排风管网的汇。室外空气是送风管网的源，是排风管网的汇。 市政给水管是建筑给水管网的源，市政排水管是建市政给水管是建筑给水管网的源，市政排水管是建筑排水管网的汇筑排水管网的汇 。 区域供热供水管网的供水干管是建筑采暖管网的汇。区域供热供水管网的供水干管是建筑采暖管网的汇。 （3 3）管道）管道 （4 4）其它装置）其它装置1 1）动力装置（泵或风机

11、）动力装置（泵或风机） 动力来自于泵或风机的管网中有，动力来自于源的动力来自于泵或风机的管网中有，动力来自于源的压力的管网或来自于重力的管网中没有。压力的管网或来自于重力的管网中没有。2 2）调节装置）调节装置3 3）计量、安全装置等（疏水器、过滤器、安全阀、防火）计量、安全装置等（疏水器、过滤器、安全阀、防火阀、压力表、温度计、流量计等等）阀、压力表、温度计、流量计等等）1.4.2 1.4.2 流体输配管网的分类流体输配管网的分类（1 1） 单相流与多相流管网单相流与多相流管网 （2 2） 重力驱动管网与压力驱动管网重力驱动管网与压力驱动管网 重力驱动管网重力驱动管网的关键特点是动力不是在某

12、个或几个的关键特点是动力不是在某个或几个局部位置输入的，而是沿程形成的。又由于重力作用方向局部位置输入的，而是沿程形成的。又由于重力作用方向是竖直的，因此管内外流体密度的沿程变化和管网在高度是竖直的，因此管内外流体密度的沿程变化和管网在高度上的变化直接决定了驱动力的大小上的变化直接决定了驱动力的大小. . 压力驱动管网压力驱动管网的动力可以来自于源的压力，如蒸汽的动力可以来自于源的压力，如蒸汽管网的动力来自于锅炉内的压力；建筑燃气管网的动力来管网的动力来自于锅炉内的压力；建筑燃气管网的动力来自于供气干管内的压力；建筑给水管网的动力来自于城市自于供气干管内的压力；建筑给水管网的动力来自于城市供水

13、干管内的压力。压力驱动管网的动力也可来自泵或风供水干管内的压力。压力驱动管网的动力也可来自泵或风机等机械提供的动力。机等机械提供的动力。 （3 3） 开式管网与闭式管网开式管网与闭式管网 开式管网开式管网与外界环境空间相通，具有进口和出口，它与外界环境空间相通，具有进口和出口，它的源或汇是开敞的环境空间。环境空间的流体从管网的源或汇是开敞的环境空间。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。因此入环境空间。因此开式管网和环境空间是水力相关的开式管网和环境空间是水力相关的。 闭式管网闭式管网与外界环境空间在流体流动

14、方面是隔绝的，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源和汇通常是同一个有限的封闭空间 。管网内流体与管网内流体与环境空间之间是水力无关的环境空间之间是水力无关的. . （4 4） 枝状管网与环状管网枝状管网与环状管网 根据流动路径的确定性可分为枝状管网与环状管网根据流动路径的确定性可分为枝状管网与环状管网。 枝状管网枝状管网：管网的任一管段的流向都是确定的、惟一的管网的任一管段的流向都是确定的、惟一的。 环状管网环状管网：管网中有的管段的流动方向是不确定的，存在两管网中有

15、的管段的流动方向是不确定的，存在两种可能性。种可能性。（5 5） 异程式管网与同程式管网异程式管网与同程式管网异程式管网异程式管网：各环路之间的流程长度有显著差异。：各环路之间的流程长度有显著差异。同程式管网同程式管网：各环路之间的流程长度没有显著差：各环路之间的流程长度没有显著差异异1.4.3 1.4.3 管网之间的连接方式管网之间的连接方式直接连接的管网：直接连接的管网： 流体穿越各级管网之间的分界。各级管网之间流体穿越各级管网之间的分界。各级管网之间水力相水力相关关（管网之间压力和流速等水力参数产生相互影响）同时（管网之间压力和流速等水力参数产生相互影响）同时也也热力相关热力相关（管网之

16、间的流体温度等热力参数相互影响）。（管网之间的流体温度等热力参数相互影响）。间接连接的管网间接连接的管网 流体不能穿越各级管网之间的分界。各级管网之间流体不能穿越各级管网之间的分界。各级管网之间水力无关水力无关（管网之间压力和流速等水力参数产生不相互影（管网之间压力和流速等水力参数产生不相互影响）不同级管网内的流体不直接接触。响）不同级管网内的流体不直接接触。 各级管网之间各级管网之间热力相关热力相关（各级管网内的流体可进行热交换）（各级管网内的流体可进行热交换）. . 第二章第二章 气体输配管网水力特征与水力计算气体输配管网水力特征与水力计算重力流管网：重力流管网： U U形管道内的重力流与

17、管道外的空气密度无关，即密形管道内的重力流与管道外的空气密度无关，即密度大者向下流动，小者向上流动。度大者向下流动，小者向上流动。 对闭式管网，无机械循环时，流动动力取决于竖对闭式管网，无机械循环时，流动动力取决于竖管段的密度差与所对应高差之积成正比。管段的密度差与所对应高差之积成正比。压力流管网压力流管网 a a）当管段中无外界动力输入时，下游断面的全压总）当管段中无外界动力输入时，下游断面的全压总是低于上游断面是低于上游断面 b) b) 动压与静压是可以相互转换的。动压与静压是可以相互转换的。 管网水力计算主要管网水力计算主要目的：目的： 根据要求的流量分配根据要求的流量分配GG，确定管网

18、的，确定管网的各段管径各段管径d d（或断面尺寸）和阻力（或断面尺寸）和阻力PP，进而确定匹配管网的动力设备（风机、进而确定匹配管网的动力设备（风机、水泵等）的型号。水泵等）的型号。 或者根据已定的动力设备，确定保证或者根据已定的动力设备，确定保证流量分配流量分配GG的管道尺寸的管道尺寸d d。 假定流速法假定流速法：先按技术经济要求选定管内流速：先按技术经济要求选定管内流速 ,再结再结合所需输送的流量合所需输送的流量G，确定管道断面尺寸，确定管道断面尺寸 ，进而计算，进而计算管道阻力。管道阻力。（v-d） 压损平均法压损平均法：将已知总作用水头：将已知总作用水头 ，按管道长度平，按管道长度平

19、均分配给每一管段，再根据每一管段的流量均分配给每一管段，再根据每一管段的流量G，确定，确定管道断面尺寸管道断面尺寸 。环状管网水力计算常用此法。环状管网水力计算常用此法。(-d) 静压复得法静压复得法：分段降低流速，维持恒静压，从而确定：分段降低流速，维持恒静压，从而确定管道管道 断面尺寸断面尺寸d 。 定义：假设圆形风管与矩形风管中的空气流速定义：假设圆形风管与矩形风管中的空气流速v 相等，并相等，并且两者单位长度的摩擦阻力也相等，则该圆形风管直径就称且两者单位长度的摩擦阻力也相等，则该圆形风管直径就称为此矩形风管的流速当量直径（或水力直径）即由为此矩形风管的流速当量直径（或水力直径）即由D

20、 DV V和和 v , 求出求出Rm, 查图查图2-3-12-3-1进行计算进行计算 定义：两种管道流量相同，单位长度摩阻相同，则圆管直定义：两种管道流量相同，单位长度摩阻相同，则圆管直径即为矩形管的流量当量直径，用径即为矩形管的流量当量直径，用DL表示表示 要与相应的流速（动压）对应。对三通而要与相应的流速（动压）对应。对三通而言，一般为：言，一般为：baabDV2B.B.，3.1.1.13.1.1.1重力循环液体管网的工作重力循环液体管网的工作 原理和作用压力原理和作用压力小结小结： u 在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的高差不同，在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的高差不同，形成上层作

21、用压力大，下层压力小的现象。容易使流量形成上层作用压力大，下层压力小的现象。容易使流量分配不均，出现分配不均，出现上热下冷上热下冷的现象。的现象。u 在同一竖向的各层房间出现上、下层冷热不匀的现象，在同一竖向的各层房间出现上、下层冷热不匀的现象，使室温不符合设计要求的温度，而通常称作系统使室温不符合设计要求的温度，而通常称作系统垂直失垂直失调调。u 垂直失调是由于通过各层的垂直失调是由于通过各层的循环作用压力循环作用压力不同而出现不同而出现的；层数越多，上下层的作用压力差值越大，垂直失调的；层数越多，上下层的作用压力差值越大，垂直失调就会越严重。就会越严重。ghgHP 22 在单管系统中，各层

22、散在单管系统中，各层散热器的进出口水温不相同，热器的进出口水温不相同，越在下层，进水温度越低。越在下层，进水温度越低。u单管系统，由于立管的供水单管系统，由于立管的供水温度不符合设计要求，也会温度不符合设计要求，也会出现垂直失调现象。出现垂直失调现象。u在单管系统垂直失调的原因，在单管系统垂直失调的原因，不是由于各层作用压力的不不是由于各层作用压力的不同，而是由于各层散热器的同，而是由于各层散热器的传热系数传热系数K K随各层散热器平随各层散热器平均计算温度差的变化程度不均计算温度差的变化程度不同而引起的。同而引起的。u例题例题NiiiiNigiihgHghP111 )()()(2822832

23、86. 086. 0ttQttQQQLgjjgGhgNijjgittQQtt。 热网水力计算步骤：热网水力计算步骤： 选定主干线（最不利环路），编号并标明流量和长度。选定主干线（最不利环路），编号并标明流量和长度。 确定管径，计确定管径，计算总阻力。算总阻力。 对各并联环路进行平衡。对各并联环路进行平衡。 DN400mmDN400mm的管道控制流速不得超过的管道控制流速不得超过3.5m/s.3.5m/s. DNDN400mm400mm的管道控制其比摩阻不得超过的管道控制其比摩阻不得超过300Pa/m300Pa/m. . 通过管径调整不能平衡的管路，剩余压头用调压板、通过管径调整不能平衡的管路，

24、剩余压头用调压板、调节阀等消除。调节阀等消除。第四章第四章 多相流管网水力特征与水力计算多相流管网水力特征与水力计算1 1）附壁螺旋流附壁螺旋流。排水量较小，立管中心气流仍旧正常，气。排水量较小，立管中心气流仍旧正常，气压较稳定。这种状态历时很短压较稳定。这种状态历时很短 。2 2）水膜流水膜流。有一定厚度的带有横向隔膜的附壁环状流。有一定厚度的带有横向隔膜的附壁环状流。在水膜流阶段，立管内气压有波动，但其变化不会破坏水在水膜流阶段，立管内气压有波动，但其变化不会破坏水封。封。 3 3）水塞流水塞流。随排水量继续增加，水膜厚度不断增加，隔膜。随排水量继续增加，水膜厚度不断增加，隔膜下部压力不能

25、冲破水膜，最后形成较稳定的水塞。水塞向下部压力不能冲破水膜，最后形成较稳定的水塞。水塞向下运动，管内气体压力波动剧烈，水封破坏，整个排水系下运动，管内气体压力波动剧烈，水封破坏，整个排水系统不能正常使用。统不能正常使用。 排水立管内的水流状态应为水膜流。排水立管内的水流状态应为水膜流。目的：确保立管通水能力防止水封被破坏目的：确保立管通水能力防止水封被破坏. .这两个问题与立管内的压力有关。这两个问题与立管内的压力有关。（1 1）影响因素）影响因素立管内的最大负压立管内的最大负压 1)1)与立管与立管内壁面粗糙度内壁面粗糙度、和、和管径管径成反比成反比 2)2)与排水流量、终限流速、空气总阻力

26、系数（主要为水与排水流量、终限流速、空气总阻力系数（主要为水 舌头系数）成正比舌头系数）成正比（2 2）稳定立管压力增大通水能力的措施）稳定立管压力增大通水能力的措施 减小终限流速减小终限流速 减小水舌阻力系数减小水舌阻力系数KK第五章第五章 泵与风机的理论基础泵与风机的理论基础离心式泵与风机的性能参数离心式泵与风机的性能参数1. 1.流量流量 单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。常用单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。常用体积流量并以字母体积流量并以字母Q Q表示，单位是表示，单位是 m m3 3s s或或 m m3 3h h。2.2.泵的扬程与风机的全压泵的扬程与风机的全压

27、 流经泵的出口断面与进口断面单位重量流体所具有总能流经泵的出口断面与进口断面单位重量流体所具有总能量之差称为泵的扬程。用字母量之差称为泵的扬程。用字母H H表示，其单位为表示，其单位为m m。 流经风机出口断面与进口断面单位体积的气体具有的总流经风机出口断面与进口断面单位体积的气体具有的总能量之差称为风机的全压或（压头）。用字母能量之差称为风机的全压或（压头）。用字母 P P表示，单位表示，单位为为 PaPa。3. 3. 功率功率（1 1）有效功率）有效功率 有效功率表示在单位时间内流体从离心式泵与风机中所获有效功率表示在单位时间内流体从离心式泵与风机中所获得的总能量。用字母得的总能量。用字母

28、NeNe表示，它等于重量流量和扬程的乘积：表示，它等于重量流量和扬程的乘积：NeNeQHQHQPQP（w w或或kwkw）-(-(物理中势能概念物理中势能概念mgh=VgH=VHmgh=VgH=VH) )（2 2）轴功率）轴功率 原动机传递到泵与风机轴上的输入功率为轴功率，用字母原动机传递到泵与风机轴上的输入功率为轴功率，用字母N N表示。表示。4.4.泵与风机总效率泵与风机总效率 泵与风机的有效功率与轴功率之比为总效率，常用字母泵与风机的有效功率与轴功率之比为总效率，常用字母表表示。示。 NeNeN N5.5.转速转速 转速指泵与风机的叶轮每分钟的转数即转速指泵与风机的叶轮每分钟的转数即r

29、rminmin，常用字母，常用字母n n表示。表示。返回返回继续继续3.3.泵与风机的功率泵与风机的功率 泵与风机所选配的电泵与风机所选配的电动机计算功率是动机计算功率是 KK电动机容量储备系数电动机容量储备系数310KPQNM(kw) 假定把叶轮内的流动当做一元流动来讨论，也就是用流假定把叶轮内的流动当做一元流动来讨论，也就是用流束理论进行分析。这些束理论进行分析。这些是：是：（1 1）流动为）流动为（2 2）流体为）流体为流体流体（3 3）叶轮的）叶轮的数目为数目为，厚度为厚度为 ( (可认为同一半径圆周各点的的速度相等）可认为同一半径圆周各点的的速度相等）（4 4）流体在整个叶轮中的流动

30、过程为一）流体在整个叶轮中的流动过程为一 （即泵与风机工作时没有任何能量损失即泵与风机工作时没有任何能量损失) ) 对于那些与实际情况不符的地方，对计算结果再逐步对于那些与实际情况不符的地方，对计算结果再逐步加以修正。加以修正。5.3.3欧拉方程欧拉方程合力矩合力矩： 因为理想条件下加在轴上的外加功全部用于对流因为理想条件下加在轴上的外加功全部用于对流体做功，而且全部转化为流体的能量。外加功率和流体做功，而且全部转化为流体的能量。外加功率和流体单位时间获得的能量分别为：体单位时间获得的能量分别为：)vuv(uQMur , ru )vrv(rQM u1T1Tu2T2TTu1T1u2T2TTTTT

31、HgQHQN M N 所以，可得到欧拉方程所以，可得到欧拉方程)vuv(uHu1T1Tu2T2TTg1欧拉方程的特点欧拉方程的特点 )vuv(uHu1T1Tu2T2TTg13.3.几种叶片形式的比较几种叶片形式的比较分析： 动压头成分大，流体在扩压器中的流速大，动静压转动压头成分大，流体在扩压器中的流速大，动静压转换损失较大。换损失较大。因此，离心式泵全部采用后向叶轮。在大型风机中，因此，离心式泵全部采用后向叶轮。在大型风机中，为了增加效率和降低噪声水平，也几乎都采用后向叶为了增加效率和降低噪声水平，也几乎都采用后向叶型。但就中小型风机而论，效率不是主要考率因素，型。但就中小型风机而论，效率不

32、是主要考率因素，也有采用前向叶型的，也有采用前向叶型的，根根据这个原理，在微型风机中，大都采用前向叶型的多据这个原理，在微型风机中，大都采用前向叶型的多叶叶轮。至于径向叶型叶轮的泵或风机的性能，显然叶叶轮。至于径向叶型叶轮的泵或风机的性能，显然介于两者之间。介于两者之间。相似工况 ，也就是相应的速度三角形相似也就是相应的速度三角形相似， （1 1）实际计算有工程习惯问题。）实际计算有工程习惯问题。 (2)(2)比转数用最高效率点的参数计算。比转数用最高效率点的参数计算。 (3)(3)相似工况下泵与风机的比转数相等，相似工况下泵与风机的比转数相等，但比转数相等不是相似的充分条件。但比转数相等不是

33、相似的充分条件。2.比转数的应用（1 1）用比转数划分泵与风机的类型）用比转数划分泵与风机的类型泵与风机的比转数与流量的平方根成正比，与全压的泵与风机的比转数与流量的平方根成正比，与全压的3/43/4次方成反比，即比转数大，反映泵与风机的流量次方成反比，即比转数大，反映泵与风机的流量大、压力低；反之，比转数小，则流量小、压力高。大、压力低；反之，比转数小，则流量小、压力高。一般可用比转数的大小来划分泵与风机的类型。例如：一般可用比转数的大小来划分泵与风机的类型。例如：ns=2.712(1565) ns=2.712(1565) 前弯型泵与风机；前弯型泵与风机；ns=3.616.6 (2090)

34、ns=3.616.6 (2090) 后弯型泵与风机；后弯型泵与风机；ns=16.6 17.6 (9095) ns=16.6 17.6 (9095) 单级双进气或并联离心单级双进气或并联离心式泵与风机；式泵与风机； （2 2）比转数的大小可以反映叶轮的几何形状）比转数的大小可以反映叶轮的几何形状 比转数是压力系数及流量系数的函数，一般讲，在同一类比转数是压力系数及流量系数的函数，一般讲，在同一类型的泵与风机中，比转数越大，流量系数越大，叶轮的出型的泵与风机中，比转数越大，流量系数越大，叶轮的出口宽度口宽度b2b2与其直径与其直径D2D2之比就越大，即叶轮出口相对宽度之比就越大，即叶轮出口相对宽度

35、b2/ D2b2/ D2大；比转数越小，流量系数越小，则相应叶轮的大；比转数越小，流量系数越小，则相应叶轮的出口宽度出口宽度b2b2与其直径与其直径D2D2之比就越小。表之比就越小。表5-6-25-6-2反映了各反映了各种泵的几何形状与比转数的关系。种泵的几何形状与比转数的关系。 （3 3）比转数可用于泵与风机的相似设计）比转数可用于泵与风机的相似设计 由于比转数具有重要的特征及实用意义，目前，我国由于比转数具有重要的特征及实用意义，目前，我国的离心式泵与风机命名中，比转数是重要的一项的离心式泵与风机命名中，比转数是重要的一项。 一离心式风机，在标准大气压下输送一离心式风机，在标准大气压下输送

36、20的空气，风机转速为的空气，风机转速为2000r/min，其，其轴功率为轴功率为3.08kW,风量为风量为10000m3/h，全压，全压为为1000Pa，则电动机的效率为（），若，则电动机的效率为（），若传动效率为传动效率为0.98，电动机的安全容量系数，电动机的安全容量系数为为1.2，需要电动机的输出功率为（）？，需要电动机的输出功率为（）？ 该离心式风机，大气压力不变，输送空该离心式风机，大气压力不变，输送空气温度不变，当风机转速降低到气温度不变，当风机转速降低到1000r/min时，风量为（）？全压为（）？时，风量为（）？全压为（）？风机的轴功率变为？若效率不变，电动机风机的轴功率变为

37、？若效率不变，电动机的安全容量系数不变，需要电动机的输出的安全容量系数不变，需要电动机的输出功率为（）？功率为（）？泵泵( (风机风机) )并联运行特点小结并联运行特点小结 多台设备并联工作的总流量等于各设备流量之和，总压头多台设备并联工作的总流量等于各设备流量之和，总压头与各设备压头相等。与各设备压头相等。 多台设备并联工作的总流量小于并联前各设备单独工作的多台设备并联工作的总流量小于并联前各设备单独工作的流量之和。流量之和。 在同一管网系统中，任一设备参与并联运行时的流量小于在同一管网系统中，任一设备参与并联运行时的流量小于其单独运行时的流量，压头则大于其单独运行时的压头。其单独运行时的流

38、量，压头则大于其单独运行时的压头。 并联台数增多，每并联上一台设备所增加的流量愈小，不并联台数增多，每并联上一台设备所增加的流量愈小，不宜采用过多设备并联运行的方式。宜采用过多设备并联运行的方式。 管网特性曲线越平缓，并联运行流量增加越多。管网特性曲线越平缓，并联运行流量增加越多。 设备性能曲线越陡，并联运行流量增加越多。设备性能曲线越陡，并联运行流量增加越多。第六章第六章 泵与风机与管网系统的匹配泵与风机与管网系统的匹配 串联运行的总流量和压头都比串联前高。串联运行的总流量和压头都比串联前高。 表面上看，增加压头是串联的目的。但最终目的一般还表面上看，增加压头是串联的目的。但最终目的一般还是

39、为了满足更大的流量需求。流量大，管网的阻力大，是为了满足更大的流量需求。流量大，管网的阻力大，需要更大的动力。需要更大的动力。 泵泵( (风机风机) )的性能曲线越平坦，串联后增加的流量和压头的性能曲线越平坦，串联后增加的流量和压头越大，越适合串联工作。越大，越适合串联工作。泵泵(风机风机)串联运行特点小结串联运行特点小结思考： 有人说，某一管网中相同的两台水泵并有人说，某一管网中相同的两台水泵并联运行，与一台水泵单独运行相比，泵联运行，与一台水泵单独运行相比，泵的扬程不变，流量等于任意一台水泵单的扬程不变，流量等于任意一台水泵单独工作时流量的独工作时流量的2 2倍，这种说法对吗？倍，这种说法

40、对吗？ 有人说，某一管网中相同的两台水泵串有人说，某一管网中相同的两台水泵串联运行，与一台水泵单独运行相比，管联运行，与一台水泵单独运行相比，管网中流量不变，总扬程增大一倍，这种网中流量不变，总扬程增大一倍，这种说法对吗？说法对吗？ 比较相似工况曲线，与狭义管网特性曲线。可知，当比较相似工况曲线，与狭义管网特性曲线。可知，当S=KS=K时，二者是同一条曲线。也就是说，时，二者是同一条曲线。也就是说，对一定的管对一定的管网而言，其网而言，其管网特性上的两点，同时也是为其提管网特性上的两点，同时也是为其提供动力的泵或风机（在不同转速时）的相似工况点。供动力的泵或风机（在不同转速时）的相似工况点。改

41、变转数的方法（1 1）具有狭义管网特性曲线的管网，当其特性（总阻抗）具有狭义管网特性曲线的管网，当其特性（总阻抗S S）不变时，）不变时，泵或风机在不同转速运行时的工况点是相似工况点，泵或风机在不同转速运行时的工况点是相似工况点，。若。若变转速的同时，变转速的同时，S S值也发生变化，则值也发生变化，则不同转速的工况不是相似工况，上述关系不成立；不同转速的工况不是相似工况，上述关系不成立； 对于具有广义特性曲线的管网，上述关系亦不成立对于具有广义特性曲线的管网，上述关系亦不成立。（2 2）用降低转速来调小流量，节能效果非常显著用降低转速来调小流量，节能效果非常显著；用增加转速来增用增加转速来增

42、大流量，能耗增加剧烈。可能增大振动和噪声，且可能发生机械大流量，能耗增加剧烈。可能增大振动和噪声，且可能发生机械强度和电机超载问题，所以一般不采用增速方法来调节工况。强度和电机超载问题，所以一般不采用增速方法来调节工况。改变泵或风机转数的方法有：改变泵或风机转数的方法有：（1 1）改变电机转数。）改变电机转数。 常用：变频调节常用：变频调节（2 2）调换皮带轮。）调换皮带轮。（3 3）采用液力联轴器）采用液力联轴器叶轮切削方法 泵或风机的叶轮经过切削，外径改变，泵或风机的叶轮经过切削，外径改变，其性能随之改变。泵或风机的性能曲线其性能随之改变。泵或风机的性能曲线改变，则工况点移动，系统的流量和

43、压改变，则工况点移动，系统的流量和压头改变，达到节能的目的。头改变，达到节能的目的。 叶轮经过切削后与原来叶轮不符合几何叶轮经过切削后与原来叶轮不符合几何相似条件。相似条件。泵的选用原则泵的选用原则（1 1）根据输送液体物理化学性质（温度、腐蚀性等）选根据输送液体物理化学性质（温度、腐蚀性等）选 取适用种类的泵；取适用种类的泵；（2 2）泵的流量和扬程能满足使用工况下的要求，并且应）泵的流量和扬程能满足使用工况下的要求，并且应有有10102020的富裕量；的富裕量；（3 3）应使工作状态点经常处于较高效率值范围内；）应使工作状态点经常处于较高效率值范围内；（4 4）当流量较大时，宜考虑多台并联

44、运行；但并联台数）当流量较大时，宜考虑多台并联运行；但并联台数不宜过多，尽可能采用同型号泵并联。不宜过多，尽可能采用同型号泵并联。（5 5）选泵时必须考虑系统静压对泵体的作用，注意工作选泵时必须考虑系统静压对泵体的作用，注意工作压力应在泵壳体和填料的承压能力范围之内。压力应在泵壳体和填料的承压能力范围之内。风机的选用原则风机的选用原则（1 1）根据风机输送气体的物理、化学性质的不同，如有清）根据风机输送气体的物理、化学性质的不同，如有清洁气体、易燃、易爆、粉尘、腐蚀性等气体之分，选用不洁气体、易燃、易爆、粉尘、腐蚀性等气体之分，选用不同用途的风机。同用途的风机。（2 2）风机的流量和压头能满足

45、运行工况的使用要求。并应）风机的流量和压头能满足运行工况的使用要求。并应有有10102020的富裕量。的富裕量。（3 3）应使风机的工作状态点经常处于高效率区，并在流量）应使风机的工作状态点经常处于高效率区，并在流量- - -压头曲线最高点的右侧下降段上，以保证工作的稳定性压头曲线最高点的右侧下降段上，以保证工作的稳定性和经济性。和经济性。（4 4）对有消声要求的通风系统，应首先选择效率高、转数）对有消声要求的通风系统，应首先选择效率高、转数低的风机，并应采取相应的消声减震措施。低的风机，并应采取相应的消声减震措施。（5 5）尽可能避免采用多台并联或串联的方式。当不可避免）尽可能避免采用多台并

46、联或串联的方式。当不可避免时，应选择同型号的风机联合工作。时，应选择同型号的风机联合工作。风机性能换算 选择风机时应注意，样本上给出的性能曲线和性能数据，选择风机时应注意，样本上给出的性能曲线和性能数据，均指风机在标准状态下均指风机在标准状态下（大气压强为大气压强为101.3KPa101.3KPa、温度、温度2020、相对湿度、相对湿度5050、密度、密度 1.20kg/m31.20kg/m3、进出口连、进出口连接管路标准的条件下接管路标准的条件下）的参数。如果使用时介质密度、转的参数。如果使用时介质密度、转数等条件改变，其性能应进行换算。数等条件改变，其性能应进行换算。 方法方法1 1：将风

47、机性能曲线换算成使用条件下的性能曲线。：将风机性能曲线换算成使用条件下的性能曲线。 方法方法2 2：将使用条件下要求的工况点参数换算成标准状态：将使用条件下要求的工况点参数换算成标准状态下的参数。下的参数。 1 1）用使用条件下的空气密度计算管网的全压需求，然）用使用条件下的空气密度计算管网的全压需求，然后将管网的全压需求换算成标准状态下的全压需求值；后将管网的全压需求换算成标准状态下的全压需求值； 2 2）用标准状态下的空气密度计算管网的全压需求）用标准状态下的空气密度计算管网的全压需求；第七章7.1.3 7.1.3 吸入式管网的压力分布特性分析吸入式管网的压力分布特性分析 (1)(1)风机

48、吸入段的全压和静压均为负值，在风机入风机吸入段的全压和静压均为负值，在风机入口负口负 压最大。压最大。 (2)(2)在吸入管段中静压绝对值为全压绝对值与动压在吸入管段中静压绝对值为全压绝对值与动压值之和值之和。(3)(3)风机提供的全压等于风机进出口的全压差，也风机提供的全压等于风机进出口的全压差，也等于整个管网的阻力及出口动压（损失）之和。等于整个管网的阻力及出口动压（损失）之和。 7.47.4管网系统水力工况分析管网系统水力工况分析7.4.17.4.1管网水力失调与水力稳定性管网水力失调与水力稳定性l. l.水力失调的概念水力失调的概念 管网系统的流体在流动过程中，往往由于多种原管网系统的流体在流动过程中，往往由于多种原因，使网路中某些管段的流量分配不符合设计值。因，使网路中某些管段的流量分配不符合设计值。 管网系统中的管段实际流量与设计流量的不一致管网系统中的管段实际流量与设计流量的不一致性，称为性，称为水力失调水力失调。 水力失调程度可用实际流量与设计（规定）流量水力失调程度可用实际流量与设计（规定）流量