流体输配管网习题详解(重点)课件

流体输配管网习题课流体输配管网作业

第一章1.流体输配管网有哪些基本组成部分？各有什么作用？基本组成：管道；动力装置；调节装置；末端装置；附属设备。作用：管道为流体流动提供流动空间；动力装置为流体流动提供需要的动力；调节装置调节流量，开启、关闭管段内流体的流动；末端装置直接使用流体，是流体输配管网内流体介质的服务对象；附属装置为管网正常、安全、高效地工作提供服务。2.比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。答：开式管网：管网内流动的流体介质直接于大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，耗能较多。开式液体管网内因与大气直接接触，氧化腐蚀现象比闭式管网严重。闭式管网：管网内流动的流体介质不直接于大气相接触，闭式液体管网水泵一般不需要克服考虑高度引起的静水压头，比同规模的开式管网耗能少。闭式液体管网内因与大气隔离，腐蚀性主要是结垢，氧化腐蚀比开式管网轻微。流体输配管网作业（第二章）习题2－11如图所示管网，输送含谷物粉尘的空气，常温下运行，对该管网进行水力计算，获得管网特性曲线方程。1L=15m23L=10mL=6m5L=5mL=8m47L=8m6L=10m伞形罩α=60o1000m3/h2000m3/ｈ2500m3/h风机除尘器习题2－11示意图No51设备密闭罩设备密闭罩2－14某大型电站地下主厂房发电机房需在拱顶内设置两根相同的矩形送风管进行均匀送风，送风温度20°c，试设计这两根风管。设计条件：总送风量40×104m3/h,每根风管风口15个，风口风速8ｍ／ｓ，风口间距16.5ｍ。解：双管制：第一层：△p1=gh1(ρh-ρg)=9.8×3×(977.81-961.92)=467.2pa第二层：△p2=gh1(ρh-ρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=934.3pa第三层：△p3=gh1(ρh-ρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=1401.5pa

流体输配管网作业3－2确定如下图所示垂直式双管顺流重力循环热水供暖系统管路的管径。热媒参数为：供水温度为tg＝95oc，回水温度th＝70oc。只算Ⅰ、Ⅱ立管，散热器内的数字表示散热器的热负荷；散热器进出水支管管长1.5ｍ，进出水支管均有截止阀和乙字弯，每根立管和热源进出口设有闸阀，楼层高为2.8米。最不利环路资用压力△P=gH(ρh-ρg)+△Pｆ＝9.81×（0.5+3）（977.81－961.92）+350＝896ｐａ最不利环路长度∑Li1=(2.8+3)+13.5+10+10+10+8+(8.9+3+8)+10+10+10+12.8+2.8=122.8m通过底层散热器总阻力即系统作用压力富裕度的值如下：通过第二层环路作用压力及散热器资用压力如下：通过三层散热器压降不平衡率如下：流体输配管网作业（第四章）习题4－6汽液两相流管网的基本水力特征是什么？答:(1)属蒸汽、凝结水的两相流动；（２）流动过程中，由于压力温度的变化，工质状态参数变化较大，会伴随着相态变化；（３）由于流速较高，可能形成水塞或水击等不利现象，因此应控制流速并及时排除凝水；（４）系统运行时排气，系统停止运行时补气,以保证系统长期可靠运行;(5)凝结水回收方式有重力回水,余压回水,机械回水等多种方式(回水管段也有少量蒸汽存在)流体输配管网作业第五章5-25.在n＝2000rpm的条件下实测一离心泵的结果：Q=0.17m3/S,H=104m,N=184kw如有一与之几何相似的水泵，其叶轮比上述泵的叶轮大一倍，在n＝1500r/min之下运行，试求在效率相同的工况点的流量、扬程、功率及效率各为多少？解：由相似率知

故效率相同的工况点的流量、扬程及功率、效率分别为1.02m3/S，234m，2484kw,0.942。解：由Q＝vr2A得vr2=Q/A=0.0833/0.023=3.62m/sU2=wr=πD2n/60=π*0.36*1480/60=27.9m/svU2=U2-vr2ctgβ2=27.9-3.62*1.732=21.6m/sHT∞=(U2*vU2)/g=27.9*21.6/9.807=61.5mHT=0.77HT∞=0.77*61.5=47.3m第6章已知下列数据，试求泵所需的扬程。水泵轴线标高130m，吸水面标高126m，出水池液面标高170m，吸入管段阻力0.81m，压出管段阻力1.91m．有一泵装置的已知条件如下：Q=0.12m3/s,吸入管径D＝0.25m,水温为40oc（容重＝992kgf/m3）,[Hs]=5m,吸水面标高102m，水面为大气压，吸入管段阻力为0.79m.试求：泵轴的标高最高为多少？如此泵装在昆明地区，海拔高度为1800m，泵的安装位置标高应为多少？设此泵输送水温不变，地区海拔为102m,但系一凝结水泵，制造厂提供的临界气蚀余量为△hmin=1.9m,冷凝水箱内压强为9000pa。泵的安装位置有何限制？流体输配管网作业解：1)先计算修正后的允许吸上真空高度[H＇S]水温为40˚C时，hv=7500Pa,则hva=0.765m根据[H＇S]＝[HS]–(10.33-ha)+（0.24-hv）有[H＇S]＝5-(10.33-10.4)+（0.24-0.765）＝4.55m又泵的安装高度[HSs]=[H＇S]-(V12/2g+Σhs)Q=V1×D2×Π/40.15=V1×0.3×0.3×3.14/4V1=2.44m/sΣhs=0.79m所以泵的安装高度[HSs]＝4.49-V12/2g-0.79＝3.45m泵轴的标高最高为3.45+102＝105.45m2）当泵为凝结水泵时，泵必须安装于液面下才不会发生气蚀安装于液面下的高度为HgHg≥(Pv-Po)/γ+[∆h]+Σhs'≥(7500-9000)/(992*9.807)+2.2+0.79=2.84m所以泵轴和水箱液面的高差必须不小于2.84米．答：吸入段的特征主要是：（1）吸入段的全压和静压均为负值，在风机入口负压最大，风管的连接处如果不严密，会有管外气体渗入；（2）在吸入管段中静压绝对值为全压绝对值与动压值之和；（3）当管网系统中只有吸入管段时，风机的风压应等于吸入管网的阻力及出口动压损失之和。压出段的特征主要是：（1）压出段的全压和为正值，在风机出口全压最大；（2）压出段的静压一般为正值，此种情况下，全压的绝对值为静压绝对值和动压绝对值之和，但在管段截面积很小的断面，由于动压上升，也可能出现静压为负的情况，此时动压的绝对值等于静压和全压绝对值之和。另外，在吸入段和压出段，全压均是沿程下降的，而在风机的进出口处全压的绝对值达到最大。静压的绝对值一般亦达到最大，如接口不严密，渗漏将很严重，既降低了风机的性能，也增加了管网内外掺混形成气体污染的可能性。7-5答：调节阀的工作流量特性是指调节阀在前后压差随负荷变化的工作条件下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系。在串联管路中，调节阀全开时阀前后压差与系统总压差的比值称为阀权度，阀权度值的范围是0~1，其值越接近1，调节阀的工作流量特性与理想流量特性越接近。7-9答：管网中各个管段或用户，在其它管段或用户的流量改变时，保持本身流量不变的能力，称其为管网的水力稳定性。通常用管段或用户规定流量Qg和工况变动后可能达到的最大流量Qmax的比值y来衡量管网的水力稳定性，即y=Qg/Qmax。因，可见提高管网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。7-10答：管网中的管段实际流量与设计流量不一致，称为水力失调。水力失调的原因主要是：1）管网中的动力源提供的能量与设计不符，包括两个方面，一是动力源的实际工作参数与设计参数不符，一是管网的设计动力与在设计流量下的动力需求不符，即管网的动力源匹配不合理；2）管网的流动阻力特性发生变化，即管网阻抗与设计值不符。要克服管网的水