流体输配管网

1、空调系统的两个功能:控制室内空气污染物浓度和热环境质量。供暖空调冷热水管网按循环动力分:重力（自然）循环系统和机械循环系统热水集中供热管网型式:枝状管网和环状管网流体输配管网水力计算的目的:根据要求的流量分配确定管网的管径或阻力；求得管 网特性曲线，为匹配管网动力设备准备条件，进而确定动力设备。根据已定的动力 设备，确定管道尺寸。管段中的流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。常用的水力计算方法: 假定流速法 先按技术经济要求选定管内流速（经济流速）， 再结合所输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力，得出需要的动力。压 损垩均法将已定的总资用动力，按干管长度平均分给每一管段，以此确定管段阻力，

2、 再根据每一管段的流量确定管道端面尺寸。压复得法通过改变管道断面尺寸， 降低流速，克服管段阻力，维持所需的要管道内静压。水力计算步骤（假定流速法）： 计算前，完成管网布置，确定流量分配；绘草图， 编号；确定流速；确定管径；计算各管段阻力；平衡并联管路；计算总 阻力，计算管网特性曲线；根据管网特性曲线，选择动力设备。水力计算步骤（平均压损法）：计算前，完成管网布置，确定流量分配；绘系统图， 编号，标管段L和Q，定最不利环路。根据资用动力，计算其平均R。根据R和 各管段。，确定其各管段管径。确定各并联支路的资用动力，计算其mRm。根搪各水力计算步骤（静压复得法）：计必前，完成管网布置；确定管道上各

3、孔口的出流 速度。计算各孔口处的管内静压P和流量。顺流向定第一孔口处管内流速、全压 和管道尺寸。计算第一孔口到第二孔口的阻力P。计算第二孔口处的动压P。计算第二孔口处的管内流速，确定该处的管道尺寻。以此类推，直到确定最后二 个孔口处的管道断面尺寸。流速当量直径：D = 2沥v a + b流量当量直径：D =1.3 （沥加25L（a + b）0.25要实现均匀送风可采取的措施：设阻体；改变断面积；改变送风口断面积；增大F，减小f。.在单管系统中，各层散热器的进出口水温不相同，遍在下层，进水温度越低。单管系统，由于立管的供水温度不符合设计要求，也会出现垂直失调现象。在单管系统垂直失调的原因，不是由

4、于各层作用压力的不同，而是由于各层散热器的 传热系数K随各层散热器平均计算温度差的变化程度不同而引起的。为了及时的排走这些冷凝水，必须设置凝结水系统，空调冷凝水的排放属液气两相 流，管路设计应注意以下几点：1）坡度风机盘管凝结水盘的泄水支管坡度N 0.01；其他支干管沿水流方向坡度N0.002的，无积水部位；如受条件限制，无坡度敷设时，管内流速力0.25m/s。2）水封当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，出水口处必须设置水封，其高度应比负压 大50%左右。水封的出口应与大气相通。3）冷凝水管材采用聚氯乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管；塑料管一般不加保温层；镀锌管设保温层。4）立管的顶部，应

5、设计通向大气的透气管。5）冷凝水管路应能定期冲洗。6）系统最低点或需要单独排水设备的水部，应设带阀门的放水管，并接入地漏。7）管径应根据通过冷凝水的流量计算确定 一般情况下，每1kw的冷负荷每小时产生约0.4kg左右的冷凝水；当潜热负荷较高时，每1kw冷负荷每小时产生约0.8kg冷凝水。14、汽液两相流管网水力特征状态参数变化大，伴随相变，压降导致饱和温度降低，凝水管“二次汽化”会产生“水塞”、“水击”减轻“水击”的方法：蒸汽管路有足够坡度，汽、水同相；设置疏水装置；防止立管“水击”，下供式立管流速要低；上供式立管从干管的上方和上方侧接出。安装自动排气阀。蒸汽管网防止负压，通过自动排气阀补气疏

6、水器的设置与空气的排除；疏水器后为两相流，不同压力的两相流合流相互干扰；冷凝水的二次汽化，二次蒸汽的利用。15、离心式风机的主要部件有叶轮和机壳。叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂组成。 机壳由蜗壳、进风口和风舌等零部件组成。16、离心式泵与风机的性能参数流量单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。常用体积流量并以字母Q 表示，单位是m3 / s或m3 / ho泵的扬程与风机的全压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H表示，其单位为mo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P表示，单位为Pao功率（1）有效功

7、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得的总能量。用字母N表示，它等于重量流量和扬程的乘积：Ne=y QH=QP （w或kw）（2）e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N表示。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n表示。n = Ne/N转速转速指泵与风机的叶轮每分钟的转数即r / min，常用字母n表示。17、绝对速度是指运动物体相对于静止参照系的运动速度；相对速度则是指运动物体相对于运动参照系的速度；V = W + U牵连速度是指运动参照系相对于静止参照系的速度。18、几种叶片形式的比较：（1）从扬程看：前向叶片最大，径向叶片稍次

8、，后向叶片最小。（2）从效率看：后向叶片最高，径向叶片居中，前向叶片最低。（3）从结构尺寸看：前向叶轮直径最小，而径向叶轮直径稍次，后向叶轮直径最 大。从工艺看：直叶片制造最简单。结论：（1）大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。（2）如果对泵与风机的压力要求较高，而转速或圆周速度又受到一定限制时，则 往往选用前向叶片。（3）从摩擦和积垢角度看，选用径向直叶片较为有利。19、a泵与风机的QH曲线、通常按照Q-H曲线的大致倾向可将其分为下列三种：平坦型、陡降型、驼峰型。如图示。具有平坦型曲线的泵与风机，当流量变动很大时能保持基本恒定的扬程。陡降型曲线的泵与风机流量变化时，扬程的变化较大。驼峰型曲线

9、的泵与风机，当流量自零逐渐增加时，相应的扬程最初上升， 达到最高值后开始下降20、影响管网特性曲线形状的决定因素是阻抗S。S值越大，曲线越陡。(1) Al 系统效应(1 )入口系统效应图6 1-5接有吸入管路对风机运行曲线的影响示意图(2)出口系统效应一系统效应管段长度从风机出口不规 则的速度分布， 到管道内气流速 度规则分布的截 面之间的长度， 称之为效应管道 长度；为避免能 量损失，不应在 此长度内安装形 状突变的管件或 设备，二裕王管长-海土吏登长50%略90%击，兽mm在系统效应甜鲤0.4PU0. 5PErSUErS5-7IT-V0.7SU0. S-UrmX0. 91.022、喘振及其

10、防止方法：当风机在非稳定工作区运行时，可能出现一会儿由风机输出流体，一会儿 流体由管网中向风机内部倒流的现象，专业中称之为“喘振”。并非在非稳定区工作时必然发生喘振。例如当风机特性曲线峰值左侧的曲 线较平坦，运行工况点离峰值点较近，管网特性曲线的斜率较小，且管网中干扰能 量较小、压力波动不大时，风机适当减小输气量后能使压力得到恢复，风机又回到 原工况点工作。虽不稳定，但不至于喘振。当风机性能曲线峰值左侧较陡，运行工况点离峰值较远时，才开始发生喘 振。一般来说，轴流风机比离心风机易发生喘振，高压风机比低压风机易发生喘振。 喘振现象发生后，设备运行的声音发生突变，流量、压头急剧波动，并发生强烈振动

11、。如果不及时停机或采取措施消除，将会造成严重破坏。应尽量避免设备在非稳定区工作；采用旁通或放空法；增速节流法。23、多台相同泵（风机）并联运行：随着并联台数的增多，流量增加的效果变差。性能曲线陡降型设备并联，流量增加更显著。管网特性曲线越平缓，设备并联运行流量增加越显著工程中一般采用相同的设备并联运行。24、泵（风机）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其单独运行时的流量，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

12、加的流量愈小，不宜采用过多设备并联运行 的方式。管网特性曲线越陡，并联运行流量增加越少。设备性能曲线越陡，并联运行流量增加越多。25、水泵的气穴和气蚀现象引起原因：水泵内部低压区液体汽化。后果：引起局部水锤，破坏水泵叶片。避免气蚀的技术原理：使水泵内部最低点的压力高于工作温度下的汽化压力，且有 一定的富余值。避免气蚀的技术手段：使水泵内部的水保持一定的压力，避免汽化。通常要控制水 泵的距离吸水面安装高度。【例 3-1 如图3-14所示，设 /7=3.2m,=/i3 = 3.0m,散热器：Qi=700W,Q2 = 600W, Q3 = 800Wo 供水温度上 = 95Ct 回水温度 ih = 7

13、（）t.求：1）双管系统的重力循环作用日 Q30QWt-L-|Q2=600WQ-700W压力。/Ma三曰 Q = 7Q0W”Mh2）单管系统各层之间立管的水温3）单管系统的重力循环作用压力a图 3*1-4例题3-1附图【解】1）求双管系统的重力循环作用压力系统的供、回水温度，七二 95t, h = 7（TCe 向= 96192kg/nA /?h = 977.81 kg/m根据式（313）和式（3-4）的计算方法，通过各层散热器循环环路的作用压力 别为、|&】=劫上侦h-pj =9.31X3.2 (977.8196】 .92) =498.8 PaW疽官(L+蜘)(p外)=9(3.2 十 3.0)

14、 X (977.81 -961.92)1第一层：1第二层：游3 = g+(3,2 + 3.0 + 3.0) X (977.81966.5 Pa第三层：961.92） =1434.1Pa第三层与底层循环环路的作用压力差值为，竺=眼3-业=1434-1 -498.8 = 935.3 P,2）求单管系统各层立管的水温根据式（3-L11）小I 服为=七一 Sr（七一 ） * 由此可求第三层散热器出水温度。村=上一翳（上一珏）=95-景片（95-70） =85.513 相应水的密度，何=968.32血/法N渺4 m，片一 W(七珏)无 由此可求出第三层散热器流出管路上的水温。03V)如=上-0(上-Eh

15、)-95 - 2 (95-70) =85.5V相应水的密度，p3 = 968.32kg/mJ流出第二层散热器管路上的水温场为：虹f -籍挤2 (上_珏)”5-(尊清)(95-70) =78.3无相应水的密度：仞二972.88kg/m3(3)乘单管系统的作用压力由113-1-4 (a)可知，单管系统届于中联环路，只有一个共同的作用动力 根据式(3-k6)母.抻Ph = S - pK) = gHpt - Pi+i) Pai If I则APh 左 gMpi pg) = gEi( pi - pj + f(pz pQ + 虹(例一 pQ i I二 9.81 3.2(977启1 -豹,物+ 3.0 x (

16、992.88 - % .92 + 3.0 x (968,32 -强1 皿)=1009.7Pa或 AP、=gHpr - A+i)i I=g比(ph -+ 也(p2 - P3)+ 外侦 3 -角)=9.813,2(977.81 - 972.88) + 6,2(972.88 - 968,32) + 9.2(968.32 - 961,92) =1009.7Pa_ P V2_ PZ+ _+ 0= Z+ i+02 g 1P0 - * = H + rV 2i + Z h r 2 gV 2 i ss2gV2+ 1 +Z h 2gsv 2AP)-T T2g丁Hs=HPk = (P1 +v 2一 ,H = H -

17、2-Zh在实际应用中，Hs的确定应注意如下两点：当泵的流量增加时，1 1断面全叶轮进口附近的流体流动损失和速度 头都增加了，所以Hs应随流量增加而有所降低。水泵厂一般在产品样本中，用Q Hs曲线来表示该水泵的吸水性能。图6-3-2为14SA型离心泵的Q Hs曲线。泵的产品样本给出的QHs曲线是在大气压强为10.33mH2O，水温为 20C的清水条件下试验得出的。当泵的使用条件与上述条件不相符时，应对Hs 值按下式进行修正：Hs=Hs-(10.33-ha)+ (0.24-hv)泵的选用原则(1)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;(2)泵的流量和扬程能满足使用工况下的要求，并且应有1020%的富 裕量；(3)应使工作状态点经常处于较高效率值范围内；(4)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。(5)选泵时必须考虑系统静压对泵体的作用，注意