流体输配管网课后习题以及答案【第六章作业】

1、第六章泵、风机与管网系统的匹配6-5什么是管网系统中泵（风机）的工况点？如何求取工况点？答：管网系统中泵（风机）的工况点是泵或风机在管网中的实际工作状态点取工况点方法：（1）当为单个机组时将泵或风机实际性能曲线中的QH曲线（或）QP曲线，与其所接入的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）在该管网系统中的运行工况点。在这一点上，泵或风机的工作流量即为管网中通过的流量，所提供的压头与管网通过该流量时所需的压头相等。（该管网的Rt=0）为管网特【图1的A点曲线I为风机的曲线，曲线II性曲线。A点为风机的工况点。】（2）当管网有多台水泵

2、或风机联合（并联或串联）工作时，应先求出多台水泵联合运行的总性能曲线，此总性能曲线与管网特性曲线的交点为管网系统的联合运行工况点；然后再求各台水泵或风机各自的工况点。此时应特别注意单台水泵或风机的性能曲线与管网特性曲线的交点不是该水泵在联合运行时的工况点。6-9为什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？答：需要考虑水泵的安装高度，保证水泵内压力最低点的压力高于工作温度对应的饱和蒸汽压力，且应保证一定的富裕值。因为如果水泵内部压力最小值低于被输送液体工作温度下的气化压力，则会发生气蚀现象，使水泵损坏。安装水泵的高度是从进水方面进行考虑的，主要有两点：1、水泵的自吸深度

3、（自吸水泵才能有此功能）2、水泵的扬程方面。只有在水泵没有自吸能力的情况下，水泵必须安装在水面以下的位置上。6-16某管网中，安装有两台12sh-6B型水泵，单台性能参数如下表所示:参数序号123Q（m/h）540720900H（项726757N（kW151180200当管网只开启其中的一台水泵时，输出流量是720n3/h,扬程是67nl（1）不改变管网，两台水泵并联运行，求解此时管网的总工作流量；每台水泵的工况点（工作流量、扬程）。（2）不改变管网，两台水泵串联运行，求解此时的水泵联合运行曲线、串联运行的工况点（水泵联合运行的总流量与总扬程）；每台水泵的工作流量、扬程。解：（1）首先求两台水

4、泵并联运行时的性能曲线，对单台性能曲线I上的3个性能参数点（见上表），按相同扬程时流量叠加的方法获得，见习题6-16解答图中曲线II。管网的阻抗mH2O/（n/h）20即管网特性曲线方程为，作管网特性曲线，见习题6-16解答图中曲线IIIo曲线II与III的交点2为两台水泵并联运行的工况点。由图可知，管网的总工作流量为756.7m3/h,每台水泵的工作流量为378.4m3/h,扬程为73.9mH2O（2）此两台水泵串联时，按照相同流量下扬程叠加的方法获得总的性能曲线，见图中曲线IV,曲线III和IV的交点3为管网总工作点，由图可知，管网总工作流量889m3/h,总扬程115.47mH2O每台水

5、泵流量889m3/h,扬程57.7mH2O习题6-166-18某闭式空调冷冻水管网并联有两台相同的循环水泵。单台水泵性能参数如下：转速2900r/min,所配电机功率2.2kW。流量一一扬程性能如下表:参数序号123流量Q(nVh)7.512.515扬程h(项222018.5管网中开启一台水泵时，流量为15m3/h,扬程为18.5m(1)画出单台水泵运行时水泵的性能曲线和管网特性曲线，并标出工况点；(2)若管网只需流量10m3/h,拟采用：1)关小调节阀门；2)调节水泵的转速的办法来实现。求出采用这两种调节方法后水泵的工况点。采用关小调节阀的方法时，管网的阻抗值应增加多少？采用调节转速的方法时

6、，转速应为多少?比较采用这两种方法耗用电能的情况；(3)若管网需要增加流量，让这两台水泵并联工作，管网系统流量能否达到30m/h?此时每台水泵的流量和扬程各是多少？解：(1)如习题6-18解答图，单台水泵的性能曲线为曲线I。管网阻抗mH2O/(m3/h)2,作管网特性曲线为曲线II,二者的交点1为水泵的工况点，输出流量为15m3/h,扬程为18.5m。(2)关小阀门时，要求的输出流量是Q=10m3/h,水泵的性能曲线不变，仍为曲线I,由横坐标Q=10m3/h作垂线，与曲线I交点2为要求的工况点，此时，流量10nVh,扬程21.2m,管网白阻抗S'=212=0.212mH2O/(m3/h

7、)2,增加阻抗102为AS=S-S=0.2120.082=0.120mH2O/(m3/h)2。采用调节转速的方法时，管网特性曲线仍为II,由横坐标Q=10n3/h作垂线，与曲线II交点3为要求的工况点。由于曲线II上的点满足H=Q2,即曲线Q2II是过单台水泵性能曲线I上点1的相似工况曲线，因此点3与点1是相似工况点，所以"速壮=门93=2900父”=1933r/min。设水泵效率基本不变，调节阀门的耗Q115功率和调节转速时的耗功率对比情况如下：里=0业=或=2.59,即采用调N"Q3H38.2节阀门的方法耗用电能是采用调节转速的2.59倍。(3)按照水泵并联工作的联合运

8、行工作性能曲线的求解方法，作出此2台水泵并联工作的联合运行工作性能曲线，如图中曲线III,与管网特性曲线II交点4为联合运行的工作点，此时总流量16.2m3/h，不能达到30吊/h，扬程为22.0mH2O6-22一台水泵装置的已知条件如下：Q=0.88m3/s,吸入管径D=0.6米，当地大气压力近似为1个标准大气压力，输送20c清水。泵的允许吸上真空高度为Hs=3.5m,吸入段的阻力为0.4m。求：该水泵在当地输送清水时的最大安装高度。若实际安装高度超过此最大安装高度时，该泵能否正常工作？为什么？解：该水泵吸入管中的平均速度为v1=Q厂=088=3.11m/sfjiD21fJix0.62<

9、;4J<4/该水泵在当地输送清水时的最大安装高度为：23.11229.8070.4=2.61m06若实际安装高度超过此最大2HssLHs'hs=3.5-2g安装高度时，该泵不能正常，因为此时泵内最低压力点的压力将可能低于该水温下的气化压力，可能发生气蚀现象。6-25某空气调节工程的闭式冷冻水管网设计流量是900t/h,水温712C,供水管路布置后经计算管网总压力损失为26mH2Q建筑物高约20m水泵安装在底层，试为该管网选配水泵。解：该管网为闭式管网，且水温变化幅度小，不考虑重力作用的影响，按管网的计算压力损失确定水泵的扬程。对于流量和扬程，均增加10%乍为选择水泵的依据。Q。=1.1900=990t/h;H。=1.126=28.6mH2。；26一532系统总阻抗S=2=3.21父10mH2Q/(m/h)9002考虑该系统流量较大，且空调系统大多数时间并非满负荷运行，故选择多台相同型号的水泵并联运行