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流体输配管网试题及答案


一、 什么是枝状管网?什么是环状管网?分别画一个枝状管网和一个环状管网的 示意图,说明其主要区别。 (10 分) 二、高层建筑竖向液体输配管网为什么要竖向分区?画出 1 个竖向分区的示意 图,说明其作用。 分) (5 三、说明公式 Pml ? Rm ? l 的使用条件。为什么不同的管网, ? 的计算公式可能会 不相同?(5 分) 四、简述均匀送风管道设计的原理和主要步骤。 (10

分) 五、影响建筑排水管网的排水能力的主要因素有哪些?怎样提高排水能力? 六、以气力输配管网为例,描述气—固两相流管网的水力特征。气—固两相流管 网水力计算的主要特点是什么?(10 分) 七、写出比转数 n s 的数学表达式。比转数 n s 有什么应用价值?高比转数泵与风 机和低比转数泵与风机有什么主要区别?(10 分) 八、某空调冷冻水管网的循环水泵转速 2900 r min ,所配电机功率 2.2KW。流 量—扬程性能如下表:
流量( m h ) 扬程( m )
3

7.5 22

12.5 20

15 18.5

管网在设计工况下运行时,流量为 15 m 3 h ,扬程为 18.5 m 。 (1) 画出设计工况下水泵的性能曲线和管网特性曲线,并标出工况点。 (2) 在部分负荷时,只需流量 7.5 m 3 h 。有哪些方法可将管网流量调节到 7.5 m 3 h ? (3) 哪种方法最节能?为什么? 九、如图所示通风系统,各管段的设计流速和计算阻力如下表。 (1) 系统风机的全压和风量应为多少? (2) 各设计风量能否实现?若运行时, 测得 1#排风口的风量为 4000 m 3 h , #、 2 3#排风口的风量是多少? (3) 若运行中需要增加 1#排风口的风量,应怎样调节?

管段 设计流量 m h ) ( 设计流速( m s ) 计算阻力( p a )
3

1—4 4000 6 180

2—4 6000 6 120

4—5 10000 10 60

3—5 5000 8 200

5—6 15000 10 120

7—8 15000 12 250

一、枝状管网:管网有起点和终点、主管和支管,如图 1; 环状管网:管网起点和终点重合,构成闭合回路,如图 2;

图1

图2

区别:枝状管网:系统简单,运行管理方便,但管网后备性差,管网某处发 生故障时,该点后面管网部分将受影响而不能正常工作; 环状管网:管网系统比较复杂,管网后备性好;某处发生故障时,流体可以 通过环状管网从另一个方向流动,因此故障影响范围小。 二、高层建筑高度大, 底层管道中的静水压力较大。为了克服静水压力过大的弊 病, 保证管网正常运行和设备可靠性,对高层建筑竖向流体输配管网进行分 区。以高层建筑给水为例,竖向按串联式分为高、中、低三区,如图 3。水 箱 1、2、3 分别向低、中、高三区供水,各区管网中的静水压力都适中,系 统耐压要求降低,费用减小,启停时产生水锤的危险性减小,水流噪音小,

运行稳定可靠。 三、公式 Pml ? Rm ? l 的使用条件为:管网特性(如:管道材料、断面尺寸、连接 方式等)不变,并且流体密度和流速也不随流程变化。 从流体力学知识知: ? 是雷诺数和相对粗糙度的函数,即: ? ? f ?Re, K ? , d 在不同的流态下,? 的计算式不同。实际工程中各种流体输配管网的流态有 明显差别,雷诺数范围不相同,造成了不同管网 ? 的计算式可能不同。

四、均匀送风管道设计的原理: 保证各送风口流量系数相等,并且使各送风口处 静压相等, 使两送风口间的动压降等于两送风口间的流动阻力。实现均匀送 风的主要步骤: a. 根据送风量确定送风口个数、间距、风口风量等,画出均匀送风系统图, 对各段编号; b. 选定系统起始端静压、动压,计算初始全压,确定初始断面尺寸; c. 计算第 1、2 风口间阻力,求出风口 2 处全压 Pq 2 ; d. 根据 Pq 2 计算风口 2 处动压 Pd 2 ,求风口 2 处断面尺寸; e. 计算风口 2—3 间阻力,求出风口 3 处全压 Pq 3 ; f. 根据 Pq 3 计算风口 3 处动压 Pd 3 ,求出风口 3 处断面尺寸; g. 其余类推,参照步骤 c~d。 五、影响建筑排水管网排水能力的主要因素有: 管径、 过水断面与管道断面之比、 管网壁粗糙度。要提高其排水能力,应想法稳定排水立短中的压力,减小其 压力波动。可从以下两方面入手: (1) 减小终限流速。具体措施有:增加管内壁粗糙度;立管上隔一定 距离(如 5 层)消能;在横支管与立管连接处采用特殊构造,发 生溅水现象, 减小水下降流速;横支管排出水流沿切线进入立管, 使水旋流而下;对立管作特殊处理,增加水与管内壁的附着力。 (2) 减小水舌阻力系数。具体措施有:设置通气立管;在横支管上设 单路进气阀;在横支管与立管连接处设挡板;横支管与立管错开 半个管径连接,水流沿切线方向进入立管;立管与横支管连接处 采用形成水舌面积小,两侧气孔面积大的斜三通或异径三通。 六、气固两相流体管网的水力特征: 管网中流动介质为物料与空气形成的两相流体; 物料颗粒在悬浮状态下进行输送; 输送管内气固两相的运动状态随气流速度和料气比的不同而改变,可能出现 悬浮流、底密流、疏密流、停滞流、部分流和柱塞流等几种不同的输送状态; 两相流的流动阻力比单相流的阻力要大,并且二者阻力与流速的关系也不 同。 单相流阻力与流速成单调递增关系, 气固两相流阻力随流速增大先增大, 再减小,最后再增大。 气固两相流管网水力计算的主要特点是:把两相流和单相流的运动形式看作 是相同的, 物料被看作是一种特殊的