流体输配管网_第四章多相流管网的水力特征与水力计算ppt课件

1、第4章 多相流管网水力特征与水力计算 4.1 液气两相流管网水力特征与水力计算 工程背景：建筑排水管网空调凝结水管网蒸汽供暖管网4.1.1 液气两相流管网水力特征 4.1.1.1 建筑内部排水流动特点及水封 1流动特点 气、液、固均存在，固体物较少，可视为液气两相流。水量、气压随时间变化幅度大。流速随空间变化猛烈 。横支管进入立管，流速激增，水、气混合；立管进入横总管，流速急降，水、气分别。2水封 水封 水封位置 水封高度 水封破坏4.1.1.2 横管内水流形状 1能量gvhgvKe222202形状图4-1-1 横管内水流形状表示图1-水膜状高速水流；2-气体V0竖直下落末端水流速度；he横管

2、断面水深；vhe水深时的水流速度；K与衔接方式有关的能量损失系数；3管内压力 1横支管内压力变化2横干管内压力变化 更为猛烈。特别留意对建筑下部几层横支管的影响，要与横干管坚持一定的垂直间隔。4.1.1.3 立管中水流形状 排水立管上接各层排水横支管，下接横干管或排出管，立管内水流呈竖直下落流动形状，水流能量转换和管内压力变化猛烈。1排水立管水流特点 1断续的非均匀流 2水气两相流 3管内压力变化 图4-1-3 排水管内压力分布表示图2排水立管中水流流动形状 1附壁螺旋流。排水量较小，立管中心气流仍旧正常，气压较稳定。这种形状历时很短 。2水膜流。有一定厚度的带有横向隔膜的附壁环状流。随水流下

3、降流速的添加，水膜所受管壁摩擦力添加。当水膜受向上的管壁摩擦力与重力到达平衡时，下降速度和厚度不再发生变化，这时的流速叫终限流速vt。从横支管水流入口至终限流速构成处的高度叫终限长度lt。横向隔膜不稳定 ，构成与破坏交替进展 。在水膜流阶段，立管内气压有动摇，但其变化不会破坏水封。 3水塞流。随排水量继续添加，水膜厚度不断添加，隔膜下部压力不能冲破水膜，最后构成较稳定的水塞。水塞向下运动，管内气体压力动摇猛烈，水封破坏，整个排水系统不能正常运用。 这3个阶段流动形状的构成与管径和排水量有关。也就是与水流充溢立管断面的大小有关。 排水立管内的水流形状应为水膜流。实验阐明，在设有公用通气立管的排水

4、系统中：水塞流。水膜流；附壁螺旋流；,31,3141,41aaaWWajt3水膜流运动的力学分析 n水膜区以水为主的水气两相流，忽略气；n气核区以气为主的气水两相流，忽略水。n经分析推导，得出：n 52101175. 1jptdQKvmmKdQKlpjpt管壁的当量粗糙高度，:)()1(44. 0521014.1.1.4 排水管在水膜流时的通水才干 41011012jjtjttdWvWvWQ38356110365. 0jpdKQ任务高度：横支管与立管衔接处至排除管中心的间隔。4.1.1.5 影响立管内压力动摇的要素及防止措施 (1) 影响排水立管内部压力的要素 确保立管内通水才干和防止水封破坏

5、是建筑内部排水系统中两个最重要的问题，这两个问题都与立管内压力有关。最大负压：2)1 (21tjvKdlP2稳定立管压力增大通水才干的措施 n减小终限流速n减小水舌阻力系数K4.1.2 建筑排水管网的水力计算 4.1.2.1 横管的水力计算 设计规定 1充溢度规定最大计算充溢度2自净流速 规定的最小流速3管道坡度 通用坡度，最小坡度4最小管径 防止堵塞的最小管径2. 横管水力计算方法 对于横干管和衔接多个卫生用水器具的横支管，应逐段计算各管段的排水设计秒流量，经过水力计算来确定各管段的管径和坡度。建筑内部横向管道按明渠均匀流公式计算。s/m 1s/m 21323IRnvvWqu水力计算表见第四

6、版附录6-1和6-2L/s 12. 0maxqNqPu4.1.2.2 立管水力计算 排水立管按通气方式分为普通伸顶通气、公用通气立管通气、特制配件伸顶通气和无通气四种情况。 四种情况的排水立管最大允许通水才干见表4-1-9，设计时先计算立管的设计秒流量，然后查表4-1-9确定管径。 4.1.2.3 通气管道计算 按工程实践情况，查取有关手册、参考资料确定。自学【例4-1】 参考书： 第四版4.1.3 空调凝结水管路系统的设计 各种空调设备例如风机盘管机组，柜式空调机，新风机组，组合式空调箱等在运转过程中产生凝结水。 较之建筑排水管网，凝结水管网内的流动稳定性要好得多，气压动摇小。 设计要点：管

7、材；坡度；水封；通气；保温；冲洗的能够性。通常，可以根据机组的冷负荷QkW按以下数据近似选定冷凝水管的公称直径：Q7kW时， DN=20mmQ=7.117.6kW时， DN=25mmQ=17.7100kW时， DN=32mmQ=101176kW时， DN=40mmQ=177598kW时， DN=50mmQ=5991055kW时， DN=80mmQ=10561512kW时， DN100mmQ=151312462kW时， DN=125mQ12462kW时， DN=150mm 4.2 汽液两相流管网水力特征与水力计算 4.2.1 汽液两相流管网水力特征与保证正常流动的技术措施汽、液相的相互转变： 蒸

8、汽凝水；凝结水二次汽化。构成流动妨碍。水击产生及防止蒸汽管路中的凝水不能顺利排走，遇到妨碍，在高速下20m/s)与管壁、管件撞击。尽量汽、水同向流，逆向流时采用低流速；及时排除凝水。系统中引入和排除空气停顿运转时，引入空气以排除凝水；开场运转，排除空气。凝结水回收 重力回水 余压回水 机械回水二次蒸汽利用4.2.2 室内低压蒸汽供暖管网水力计算1蒸汽管路资用动力锅炉出口或建筑物采暖管网入口蒸汽压力。密度：近似为常数。计算方法压损平均法平均比摩阻lPPR)(0gmP0普通取2000Pa；Pg较大时，Rm能够很大，能够导致流速过大。这时，控制比摩阻100Pa/m。计算次序最不利管路其他管路流速限制

9、汽水同向：30m/s汽水逆向：=0.005。 湿凝水管路 按负担的热负荷查表确定管径。 计算表参考第三版附录4.2.3 室内高压蒸汽供暖管网水力计算1蒸汽管道： 压损平均法：最不利管路的总压力损失不超越起始压力的25%。 lPR25. 0m 假定流速法 汽、水同向流动时 80m/s 汽、水逆向流动时 0.005，查表选用管径。 疏水器以后：余压回水，在室外凝水管网中引见。 计算公式：同室外供热管网。 留意：密度变化。 采用图表计算要留意修正：密度修正；粗糙度修正。4.2.4 室外蒸汽管网的水力计算 4.2.5 凝结水管网的水力计算方法 管段AB散热设备疏水器。非满管流。前面已在“室内高压蒸汽供

10、暖管网水力计算中引见:根据承当的负荷查表。管段BC乳状混合物的两相流。要计算混合物的密度。按4-2-134-2-14。1疏水器二次蒸发箱2疏水器凝结水箱沿图中兰色管道途径对于1，间隔较短，按余压凝水管道计算表计算、修正；对于2按室外热水管网水力计算表计算、修正。部分阻力按百分数估计。 管段CD 饱和凝水。按资用动力确定平均比摩阻，利用室外供热管道计算表确定管径。 管段DE 凝水泵保送凝水，满管流。按流速12m/s，用室外供热管道计算表确定管径并计算阻力、确定水泵所需扬程。留意修正。6.2.6 凝结水管网的水力计算例题二、多用户并联任务的余压管网水力计算二、多用户并联任务的余压管网水力计算n 逐

11、段计算密度，按管段末端压力计算平均密度n 先计算主干线和最不利用户，主干线计算公式：4.3 气固两相流管网水力特征与水力计算4.3.1 气固两相流水力特征1物料的沉降速度和悬浮速度 ）（1343)(411RfCgdv粉状物料与粒状物料，根据不同的雷诺数，阻力系数CR有不同的计算公式。 假设气体处于静止形状，那么vf是颗粒的沉降速度；假设颗粒处于悬浮形状，那么vf是使颗粒处于悬浮形状的竖直向上的气流速度，称为颗粒的悬浮速度。 2 气固两相流中物料的运动形状 实践的竖直管道中，要使物料悬浮，所需速度比实际悬浮速度大得多； 程度管中，气流速度不是使物料悬浮的直接动力，所需速度更大。 输料管内气固两相

12、流的运动形状，随气流速度和料气比的不同而改动：分别呈悬浮流 、底密流 、疏密流 、停滞流 、部分流 、柱塞流形状。3气固两相流的阻力特征 c点是临界形状点，此时颗粒群刚处于完全悬浮形状，阻力最小。临界形状的流速称为临界流速。 图4-3-3 两相流阻力与流速的关系4 气固两相流管网的主要参数 1料气比：单位时间内经过管道的物料量与空气量的比值。根据阅历，普通低压吸送式系统1=14，低压压送式系统1=110，循环式系统1=1左右，高真空吸送式系统1=2070。 LGGG1112保送风速：可以按悬浮速度的某一倍数来定，普通取2.44.0倍，对大密度粘结性物料取510倍。保送风速也可按临界风速来定，例

13、如砂子等粒状物料，其保送风速为临界风速的1.22.0倍。通常参考阅历数据，见表4-3-1。 3物料速度和速比：物料速度指管道中颗粒群的最大速度。气流必需用一部分能量使物料颗粒悬浮，然后再推进颗粒运动，因此，物料速度v1小于保送风速v。物料速度与保送风速之比称为速比。 vvv5 . 79 . 014.3.2 气固两相流管网水力计算 两相流的阻力看作是单相气流的阻力与物料颗粒引起的附加阻力之和。 分别计算： 1喉管或吸嘴的阻力 2物料的加速阻力 3物料的悬浮阻力 4物料的提升阻力 5管道的摩擦阻力 6弯管阻力 7分别器阻力 8其他部件的阻力 4.4 4.4 枝状管网水利共性与水力计算通用方法枝状管

14、网水利共性与水力计算通用方法4.4.1 开式管网的虚拟闭合4.4.2 环路、共用管路和独用管路4.4.3 环路动力来源4.4.4 环路需用压力与资用动力4.4.5 环路资用动力的分配4.4.6 独用管路压损平衡与并联管路阻力平衡4.4.7 枝状管网水力计算通用方法4.4.1 4.4.1 开式管网的虚拟闭合开式管网的虚拟闭合 枝状管网有开式和闭式两大类。枝状管网有开式和闭式两大类。 经过引入虚拟管路的概念，将开式管网变为虚经过引入虚拟管路的概念，将开式管网变为虚拟的闭式管网。拟的闭式管网。4.4.2 4.4.2 环路、共用管路和独用管路环路、共用管路和独用管路 开式管网虚拟闭合后，一切的枝状管网

15、开式管网虚拟闭合后，一切的枝状管网都可以按闭式管网进展水力特征分析。都可以按闭式管网进展水力特征分析。 枝状管网的根本水力特征：流向的独一性。枝状管网的根本水力特征：流向的独一性。 以管网的任一点为起点，沿着管路以管网的任一点为起点，沿着管路含虚拟管路，顺着流向虚拟管路中含虚拟管路，顺着流向虚拟管路中的流向是从开场管网的真实出口到真实进的流向是从开场管网的真实出口到真实进口前进，最终必定回到起点，沿途所经口前进，最终必定回到起点，沿途所经过的一切管路含虚拟管路构成了枝状过的一切管路含虚拟管路构成了枝状管网的一个流动环路。管网的一个流动环路。 枝状管网可以只需一个流动环路，也能够枝状管网可以只需

16、一个流动环路，也能够有假设干个流动环路。有假设干个流动环路。4.4.3 环路动力来源 管网中的流动动力： 压力 惯性力 重力 环路动力P： P = Pq+ Pg Pq-作用在环路上的全压 Pg-重力作用产生的环路动力 a.环路中全压的来源：由风机、水泵等动力机械提供。由上级管网提供。由压力容器提供。由环境流体的动压提供只能提供在管网的真实开口上 环路中全压的来源不同，但是具备一个共同特点：提供在环路的一个断面上，作用于整个环路。b.重力产生的环路动力 重力以重力场的方式来提供动力，大小取决于环路的空间走向和环路中的流体密度。 根据相应的公式计算出该部分的动力。 不同环路中的流体密度分布不同，即

17、各环路的独用管段内的流体密度分布不同，其重力构成的环路动力也不同。4.4.4 4.4.4 环路需用压力与资用动力环路需用压力与资用动力 稳态流动条件下，任一环路的流动动力与流动阻力稳态流动条件下，任一环路的流动动力与流动阻力都是相等的。都是相等的。Pqi+PGi=Pqi+PGi=PiPiPi-Pi-环路环路i i的流动阻力的流动阻力 全压待定时，可根据环路内流体密度与环路空间全压待定时，可根据环路内流体密度与环路空间走向计算出环路流动阻力走向计算出环路流动阻力PiPi。同时，可根据环路内。同时，可根据环路内流体密度与环路空间走向计算出重力作用构成的流动流体密度与环路空间走向计算出重力作用构成的

18、流动动力动力PGiPGi。 因此，环路所需风机、水泵、调压器等压力因此，环路所需风机、水泵、调压器等压力源提供的全压为：源提供的全压为：Pqi=Pqi=Pi-PGiPi-PGiPqi -Pqi -环路环路i i的需用压力的需用压力 Pqi Pqi确定的情况下，称确定的情况下，称Pqi+PGiPqi+PGi为环路为环路i i的资用动力的资用动力PzhiPzhi。 最不利环路-综合思索流动阻力和重力作用，选管路长、部件多，重力推进作用小甚至时妨碍流动的环路为最不利环路。 各环路所需的压力都应在管网的总管上，既一切环路的共用管段上提供。每个环路都获得了一样的全压作为动力，那么任一环路i的资用动力Pz

19、hi= Pqi+PGi。4.4.5 4.4.5 环路资用动力的分配环路资用动力的分配 目前，工程上常用按长度平均分目前，工程上常用按长度平均分配资用动力压损平均法配资用动力压损平均法).). 共用管段的资用动力：由最不利环共用管段的资用动力：由最不利环路决议路决议 独用管路的资用动力按以下步骤分独用管路的资用动力按以下步骤分配：配： 根据最不利环路的资用动力分配，根据最不利环路的资用动力分配，确定共用管路的资用动力，等于共确定共用管路的资用动力，等于共用管路的流动阻力。用管路的流动阻力。 计算独用管路的资用动力。计算独用管路的资用动力。 按确定的方案将独用管路的资按确定的方案将独用管路的资用动

20、力分配给独用管路的每一个管用动力分配给独用管路的每一个管段。段。4.4.6 4.4.6 独用管路压损平衡与并联管路阻力平衡独用管路压损平衡与并联管路阻力平衡 独用管路压损平衡独用管路压损平衡 规律：独用管路的流动阻力与其获得的规律：独用管路的流动阻力与其获得的资用动力相等。资用动力相等。 独用管路压损平衡独用管路压损平衡-在设计中经过在设计中经过对管路的几何参数的调整，改动管内流速，对管路的几何参数的调整，改动管内流速，使独用管路在要求的设计流量下，流动阻使独用管路在要求的设计流量下，流动阻力等于资用动力，从而保证管网运转时，力等于资用动力，从而保证管网运转时，独用管路的流量到达要求值。独用管

21、路的流量到达要求值。 4.4.6 4.4.6 独用管路压损平衡与并联管路阻力平衡独用管路压损平衡与并联管路阻力平衡 并联管路阻力平衡并联管路阻力平衡 根据：各并联管路的动力相等时，其流根据：各并联管路的动力相等时，其流动阻力也是相等的。动阻力也是相等的。 在设计中，经过调整管路尺寸，使各并在设计中，经过调整管路尺寸，使各并联管路在各自要求的流量下计算阻力相等。联管路在各自要求的流量下计算阻力相等。这样可以保证在管网运转中，各并联管路这样可以保证在管网运转中，各并联管路的流量分配满足要求。的流量分配满足要求。 4.4.7 4.4.7 枝状管网水力计算通用方法枝状管网水力计算通用方法绘制管网轴测图

22、，对各管段编号，标明空间位绘制管网轴测图，对各管段编号，标明空间位置和长度，确定设计流量。置和长度，确定设计流量。假设是开式管网，进展虚拟闭合。假设是开式管网，进展虚拟闭合。逐一计算各环路中重力作用构成的作用动力。逐一计算各环路中重力作用构成的作用动力。根据各环路中的重力作用大小和管路长度及复根据各环路中的重力作用大小和管路长度及复杂程度，确定最不利环路。杂程度，确定最不利环路。假设压力已定，已定压力与最不利环路的重力假设压力已定，已定压力与最不利环路的重力作用之和即为最不利环路的资用动力。作用之和即为最不利环路的资用动力。 假设压力未定，按照设计流量和合理的假设压力未定，按照设计流量和合理的

23、管内流速确定每个管段的断面尺寸，计算管内流速确定每个管段的断面尺寸，计算流动阻力，得到最不利环路的总阻力，扣流动阻力，得到最不利环路的总阻力，扣除重力作用动力侯，得到所需的压力。除重力作用动力侯，得到所需的压力。计算其他环路独用管路的资用动力。计算其他环路独用管路的资用动力。按照合理的分配方案，将资用动力分配给独用按照合理的分配方案，将资用动力分配给独用管路的每一个管段。管路的每一个管段。按所分配的资用动力和设计流量，根据压损平按所分配的资用动力和设计流量，根据压损平衡，确定各独用管段的断面尺寸。衡，确定各独用管段的断面尺寸。4-7 简述保证蒸汽管网正常运转的根本技术思绪和技术措施？ 答： 保

24、证蒸汽管网正常运转的根本思绪是减少凝结水被高速蒸汽流裹带， 构成“水塞和“水击。主要预防思想包括：减少凝结；分别水滴；汽液两一样向流动；假设两相逆向流动减少，那么尽量相互作用。可采取的技术措施是：经过保温减少凝结；在供汽干管向上拐弯处装耐水击的疏水器分别水滴；设置足够坡度使水汽同向；在两相逆向的情况下，降低蒸汽的速度；在散热器上装自动排气阀，以利于凝水排净，下次启动时不产生水击；汽、水逆向时，适当放粗管径；供汽立管从干管上方或下方侧接出，防止凝水流入立管；为保证管正常运转，还需适当思索管网变形的破坏作用，设置补偿器。4-8 简述室内蒸汽供热管网水力计算的根本方法和主要步骤 答：蒸汽管网水力计算

25、的根本方法普通采用压损平均法，与热水管网大致一样，管网同样存在着沿程阻力和部分阻力。从最不利环路算起，满足锅炉出口蒸汽压力等于流动阻力+用户散热器所需压力。水力计算主要步骤：1确定最不利环路；2管段编号，统计各管段长度及热负荷；3选定比压降，确定锅炉出口压力； 4对最不利环路各管段进展水力计算，依次确定其管径和压损； 5对各并联管路进展水力计算，确定其管径和压损；6确定各凝水管路管径，必要时需计算凝水管路压损并配置相应回水设备，如凝水泵，凝水箱等。 4-10 简述凝结水管网水力计算的根本特点答：凝结水管网水力计算的根本特征是管网内流体相态不确定，必需分清管道内是何种相态的流体。例如从热设备出口

26、至疏水器入口的管段，凝水流动形状属非满管流。从疏水器出口到二次蒸发箱或高位水箱或凝水箱入口的管段，有二次蒸汽是液汽两相流，从二次蒸发箱出口到凝水箱为饱和凝结水，是满管流，可按热水管网计算。 4-11 物料的“沉降速度、“悬浮速度、“保送风速这三个概念有何区别与联络？ 答： 物料颗粒在重力作用下， 竖直向下加速运动。 同时遭到气体竖直向上的阻力，随着预粒与气体相对速度添加竖直向上的阻力添加，最终阻力与重力平衡，这对物料与气体的相对运动速度Vt，假设气体处于静止形状，那么Vt是颗粒的沉降速度，假设颗粒处于悬浮形状，Vt是使颗粒处于悬浮形状的竖直向上的气流速度，称悬浮速度。气固两相流中的气流速度称为

27、保送风速。保送风速足够大，使物料悬浮保送，是保送风速使物料产生沉降速度和悬浮速度，沉降速度和悬浮速度宏观上在程度风管中与保送风速垂直， 在垂直风管中与保送风速平行。 为了保证正常保送，保送风速大于沉降或悬浮速度，普通保送风速为悬浮速度的2.44.0 倍，对大密度粘结性物料甚至取510倍。4-12 简述气固两相流的阻力特征和阻力计算的根本方法。 答：气固两相流中，既有物料颗粒的运动，又存在颗粒与气体间的速度差，阻力要比单相气流的阻力大，对于两相流在流速较小时阻力随流速增大而增大，随着流速增大，颗粒过渡到悬浮运动，总阻力随流速增大而减小，流速再增大，颗粒完全悬浮，均匀分布于某个风管，阻力与单排气流

28、类似，随流速增大而增大。气固两相流的阻力还受物料特性的影响，物料密度大。粘性大时，摩擦作用和悬浮速度大，阻力也大，颗粒分布不均匀时颗粒间速度差别大，相互碰撞时机多，因此阻力也大。阻力计算的根本方法把两相流和单相流的运动构成看作一样，物料流看作特殊的流体，利用单相流体的阻力公式计算，因此两相流的阻力可以看作单相流体阻力与物料颗粒引起的附加阻力之和。在阻力构成上，气固两相流须思索喉管或吸嘴的阻力、加速阻力、物料的悬浮阻力、物料的提升阻力、管道的摩擦阻力、弯管阻力、设备部分阻力等多项要素，各项阻力都有相应的计算参数和公式。 气固两相流阻力计算普通可确定保送风速、 料气比、 保送管径及动力设备。4-1

29、3 气固两相流程度管道内，物料依托什么力悬浮？竖直管道呢？ 答：气固两相程度管道内，物料依托以下几个作用力悬浮：1紊流气流垂直方向分速度产生的力； 2管底颗粒上下的气流速不同产生静压差而构成的力；3颗粒转运动时与周围的环流速度迭加构成速度差在颗粒上下引起静压差产生的引力；4因颗粒外形不规那么引起空气作用力垂直分力；5颗粒之间或颗粒与管壁之间碰撞时遭到的垂直分力。竖直管道内，物料依托与气流存在相对速度而产生的向上的阻力悬浮。 4-14 气力保送管道中，程度管道与竖直管道哪个需求的保送风速大？为什么？ 答：保送风速指气固两相流管中的气流速度，气力保送管道中，程度管道比竖直管道需求的送风速大，由于在

30、垂直管道中，气流速度与物料速度方向一致，只需气流速度稍大于悬浮速度，就可保送，而在程度管道中，物料悬浮来自紊流分速度，静压差等多种要素，悬浮速度与保送风速垂直，为保证物料处于悬浮流而正常保送，要有比悬浮速度大得多的保送风速，才干使物料颗料完全悬浮，因此程度管保送风速大。 4-15 什么是料气比？料气比的大小对哪些方向有影响？怎样确定料气比？ 答：料气比是单位时间内经过管道的物料量与空气量的比值，也称料气流浓度，料气比的大小关系到系统任务的经济性、可靠性的输料量较大小。料气比大，所需送风量小，因此管道设备小动力耗费少，在一样的保送风量下输料量大，所以在保证正常运转的前提下，力求到达较高的料气比。

31、料气比确实定，遭到保送经济性、可靠性管道堵塞和气源压力的限制，普通根据阅历确定。低压吸送式系统，料气比=110，循环式系统=1 左右，高真空吸送式系统=2070。物料性能好，管道平直，喉管阻力小时，可采用较高的料气比，反之取用较低值。 4-16 分析式2-2-1和式4-3-11这两个管道摩阻计算公式的区别和联络，它们各用于计算什么样的管网？答：公式2-2-1P=Rml用于单相流体的沿程摩擦阻力，计算公式4-3-11P=1+k11Rml用于气固两相流管道的摩擦阻力计算。由于公式4-3-11包括了气流阻力和物料预料引起的附加阻力两部分，其中k1是与物料有关的系数，1为料气比。4-17 什么是虚拟管

32、路？如何进展开式管网的虚拟闭合？答：虚拟管路是衔接开式管网出口和进口的虚设管路，虚拟管路中流体为开式管路中出口和进口高度之间的环境流体，其水力和热力参数都与环境流体一样；流向从实践开式管网出口流向进口；虚拟管路的管径无限大，流速无限小，流动阻力为零。虚拟管路经过“忽然扩展与开式管网的出口相连，经过“忽然减少与开式管路的进口相连，使虚拟管路与实践开式管路衔接在一同，组成一个虚拟的闭式管网，这称为管路的虚拟闭合。虚拟闭合时，经过虚拟管路把开式管网的各出口和进口衔接起来就构成虚拟闭合环路。对于多极衔接的某一级管网，可在其上下级管网的分解处虚拟断开，构成虚拟进出口，虚拟进出口的水力和热力参数与原分界处

33、开式管网内流体一样，再用虚拟管路将各虚拟进出口逐一衔接，构成多个独立的虚拟环路。4-18枝状管网的环路动力如何计算？环路中的全压有那些来源？如何确定枝状管网的环路动力如何计算？环路中的全压有那些来源？如何确定枝状管网需由动力机械水泵、风机等提供的全压？枝状管网需由动力机械水泵、风机等提供的全压？答：答：1枝状管网的环路动力枝状管网的环路动力 包括作用在环路上的全压包括作用在环路上的全压 和重力作用所产和重力作用所产生的动力生的动力 ，即，即 ；2环路中的全压来源包括：由风机、水泵等动力机械环路中的全压来源包括：由风机、水泵等动力机械提供。提供的全压大小取决于风机，水泵性能与管网水力特性的耦合形

34、状提供。提供的全压大小取决于风机，水泵性能与管网水力特性的耦合形状；由上级管网提供，其全压大小取决于上级管网的水力工况；由压力容器；由上级管网提供，其全压大小取决于上级管网的水力工况；由压力容器提供，其全压大小取决于压力容器内的压力特性；由环境流体的动压提供提供，其全压大小取决于压力容器内的压力特性；由环境流体的动压提供，只能提供在管网的真实开口上，大小取决于环境流体动压的大小和开口，只能提供在管网的真实开口上，大小取决于环境流体动压的大小和开口的流体动力特性。的流体动力特性。3确定环路所需的全压，可根据要求的流量，合理的确定环路所需的全压，可根据要求的流量，合理的管内流速，确定环路的管道尺寸

35、，先计算出环路流动阻力管内流速，确定环路的管道尺寸，先计算出环路流动阻力 ；再根据环路内；再根据环路内流体密度与环路空间走向流体密度与环路空间走向 ，计算出重力作用构成的环路流动动力，计算出重力作用构成的环路流动动力 ；环路由；环路由风机、水泵等压力源提供的全压为：风机、水泵等压力源提供的全压为： 4-19什么是最不利环路？确定最不利环路应思索那些要素？什么是最不利环路？确定最不利环路应思索那些要素？答：最不利环路是流体流动阻力最大的环路，或了解成实现设计流量分配答：最不利环路是流体流动阻力最大的环路，或了解成实现设计流量分配要求最困难的环路。确定最不利环路应思索多方面要素，如重力作用、部要求

36、最困难的环路。确定最不利环路应思索多方面要素，如重力作用、部分阻力情况、流量分配要求等。在重力作用分阻力情况、流量分配要求等。在重力作用 可忽略、各并联支路部分阻力可忽略、各并联支路部分阻力相当的情况下，最不利环路通常是最远的环路。但不能一概视之，如在重相当的情况下，最不利环路通常是最远的环路。但不能一概视之，如在重力作用力作用 的情况下，不应只根据管路的长短和部分阻力部件的多少选定最不的情况下，不应只根据管路的长短和部分阻力部件的多少选定最不利环路，而应综合思索流动阻力和重力作用，选管路长、部件多，重力推利环路，而应综合思索流动阻力和重力作用，选管路长、部件多，重力推进作用小甚至是妨碍流动的

37、环路为最不利环路。进作用小甚至是妨碍流动的环路为最不利环路。4-20如何确定环路的资用动力？最不利环路资用动力的计算方法与其他环如何确定环路的资用动力？最不利环路资用动力的计算方法与其他环路有何差别？路有何差别？答：恣意环路答：恣意环路i的资用动力的资用动力 等于环路中外部压力作用等于环路中外部压力作用 大小和重力作用大小大小和重力作用大小 之和，即之和，即 。最不利环路资用动力的计算方法于其它并联的环路有差别。最。最不利环路资用动力的计算方法于其它并联的环路有差别。最不利环路资用动力受流动阻力和外部压力影响，其资用动力可按不利环路资用动力受流动阻力和外部压力影响，其资用动力可按 计算。而计算

38、。而其它并联支路资用动力受最不利环路资用动力分配的约束，以此来实现管其它并联支路资用动力受最不利环路资用动力分配的约束，以此来实现管网总体的压损平衡流量分配要求。任一环路与最不利环路共用管段的网总体的压损平衡流量分配要求。任一环路与最不利环路共用管段的资用动力，是由最不利环路的资用动力分配确定的。任一环路只在其独用资用动力，是由最不利环路的资用动力分配确定的。任一环路只在其独用管路上有分配资用动力的自在。管路上有分配资用动力的自在。4-21 如何计算独用管路的资用压力？独用管路的压损平衡和并联管路的阻如何计算独用管路的资用压力？独用管路的压损平衡和并联管路的阻力平衡有何区别？力平衡有何区别？答

39、：答：(1)可按以下步骤计算独用管路的资用压力：可按以下步骤计算独用管路的资用压力：a根据最不利环路的资用动力分配，确定共用管路的资用动力，它等于根据最不利环路的资用动力分配，确定共用管路的资用动力，它等于共用管路的流动阻力共用管路的流动阻力 。b计算独用管路的资用动力。计算独用管路的资用动力。c按确定的方案将按确定的方案将 分配给独用管路的每一管段。分配给独用管路的每一管段。d反复以上步骤确定其它并联环路独用管段的资用动力。反复以上步骤确定其它并联环路独用管段的资用动力。(2) 独用管路压损平衡指在设计中经过对管路几何参数主要是管道断面尺独用管路压损平衡指在设计中经过对管路几何参数主要是管道

40、断面尺寸的调整，改动管内流速，使独用管路在要求的流量下，流动阻力等于寸的调整，改动管内流速，使独用管路在要求的流量下，流动阻力等于资用动力，从而保证管网运转时，独用管路的流量到达要求值；并联管路资用动力，从而保证管网运转时，独用管路的流量到达要求值；并联管路阻力平衡指并联管路的动力相等前提下，经过调整管路尺寸，使各并联管阻力平衡指并联管路的动力相等前提下，经过调整管路尺寸，使各并联管路在各自要求的流量下，计算阻力相等。这样可保证管网运转中，各并联路在各自要求的流量下，计算阻力相等。这样可保证管网运转中，各并联管路的流量分配满足要求。各环路的独用管路是并联管路，当各环路中重管路的流量分配满足要求

41、。各环路的独用管路是并联管路，当各环路中重力作用不一样时，这些并联管路的动力不相等。因此，它们的流动阻力也力作用不一样时，这些并联管路的动力不相等。因此，它们的流动阻力也不相等。不相等。“阻力平衡只适用于各环路重力作用相等的情况，而阻力平衡只适用于各环路重力作用相等的情况，而“压损平衡压损平衡是普遍适用的。是普遍适用的。 4-21 如何计算独用管路的资用压力？独用管路的压损平衡和并联管路的阻如何计算独用管路的资用压力？独用管路的压损平衡和并联管路的阻力平衡有何区别？力平衡有何区别？答：答：(1)可按以下步骤计算独用管路的资用压力：可按以下步骤计算独用管路的资用压力：a根据最不利环路的资用动力分

42、配，确定共用管路的资用动力，它等于根据最不利环路的资用动力分配，确定共用管路的资用动力，它等于共用管路的流动阻力共用管路的流动阻力 。b计算独用管路的资用动力。计算独用管路的资用动力。c按确定的方案将按确定的方案将 分配给独用管路的每一管段。分配给独用管路的每一管段。d反复以上步骤确定其它并联环路独用管段的资用动力。反复以上步骤确定其它并联环路独用管段的资用动力。(2) 独用管路压损平衡指在设计中经过对管路几何参数主要是管道断面尺独用管路压损平衡指在设计中经过对管路几何参数主要是管道断面尺寸的调整，改动管内流速，使独用管路在要求的流量下，流动阻力等于寸的调整，改动管内流速，使独用管路在要求的流量下，流动阻力等于资用动力，从而保证管网运转时，独用管路的流量到达要求值；并联管路资用动力，从而保证管网运转时，独用管路的流量到达要求值；并联管路阻力平衡指并联管路的动力相等前提下，经过调整管路尺寸，使各并联管阻力平衡指并联管路的动力相等前提下，经过调整管路尺寸，使各并联管路在各自要求的流量下，计算阻力相等。这样可保证管网运转中，各并联路在各自要求的流量下，计算阻力相等。这样可保证管网运转中，各并联管路的流量分配满足要求。各环路的独用管路是并联管路，当各环路中重管路的流量分配满足要求。各环路的独用管路是并联管路，当各环路中重力作用不一样时，这些并联管