流體輸配管網(wǎng)課后習題答案詳解

流體輸配管網(wǎng)課后習題答案詳解

1-1認真觀察1?3個不同類型的流體輸配管網(wǎng)，繪制出管網(wǎng)系統(tǒng)軸測圖。結(jié)合第一章學習

的知識，回答以下問題：

（1）該管網(wǎng)的作用是什么？

（2）該管網(wǎng)中流動的流體是液體還是氣體？還是水蒸氣？是單一的一種流體還是兩種流

體共同流動？或者是在某些地方是單一流體,而其他地方有兩種流體共同流動的情況？如果

有兩種流體，請說明管網(wǎng)不同位置的流體種類、哪種流體是主要的。

（3）該管網(wǎng)中工作的流體是在管網(wǎng)中周而復(fù)始地循環(huán)工作，還是從某個（某些）地方進

入該管網(wǎng)，又從其他地方流出管網(wǎng)？

（4）該管網(wǎng)中的流體與大氣相通嗎？在什么位置相通？

（5）該管網(wǎng)中的哪些位置設(shè)有閥門？它們各起什么作用？

（6）該管網(wǎng)中設(shè)有風機（或水泵）嗎？有幾臺？它們的作用是什么？如果有多臺，請分

析它們之間是一種什么樣的工作關(guān)系（并聯(lián)還是串聯(lián)）？為什么要讓它們按照這種關(guān)系共同

工作？

（7）該管網(wǎng)與你所了解的其他管網(wǎng)（或其他同學繪制的管網(wǎng)）之間有哪些共同點？哪些

不同點？

答：選取教材中3個系統(tǒng)圖分析如下表：

圖圖1-1-2圖1-2-14（a）圖l-3-14（b）

號

問輸配空氣輸配生活給水生活污水、廢水排放

（

1

）

問氣體液體液體、氣體多相流，液

（體為主

2

）

問從一個地方流入管網(wǎng)，其他地方流從一個地方流入管網(wǎng)，從一個地方流入管網(wǎng)，其（出

管網(wǎng)其他地方流出管網(wǎng)

3他地方流出管網(wǎng)

）

問

（

4

）

問

（

5

）

問

(

6入口1及出口5與大氣相通末端水龍頭與大氣相通頂端通氣帽與大氣相通第1

章流體輸配管網(wǎng)的類型與裝置通常在風機進出口附近及各送風口處設(shè)置閥門，用于調(diào)節(jié)總

送風量及各送風口風量1臺風機，為輸送空氣提供動力各立管底部、水泵進出口及整個管

網(wǎng)最低處設(shè)有閥門，便于調(diào)節(jié)各管段流量和檢修時關(guān)斷或排出管網(wǎng)內(nèi)存水1臺水泵，為管

網(wǎng)內(nèi)生活給水提供動力無閥門無風機、無水泵

）

問與燃氣管網(wǎng)相比，流體介與消防給水管網(wǎng)相比，流體介質(zhì)均與氣力輸送系統(tǒng)相比，

（質(zhì)均為氣體，但管網(wǎng)中設(shè)為液體，但生活給水管網(wǎng)中末端為都是多相流管網(wǎng)，但流

7施不同。水龍頭，消防給水管網(wǎng)末端為消火體介質(zhì)的種類及性質(zhì)

）栓。不同。

說明：本題僅供參考，同學可根據(jù)實際觀察的管網(wǎng)進行闡述。

1-3流體輸配管網(wǎng)有哪些基本組成部分？各有什么作用？

答：流體輸配管網(wǎng)的基本組成部分及各自作用如下表：

組成管道動力裝置調(diào)節(jié)裝置末端裝置附屬設(shè)備

作用為流體流動提為流體流動調(diào)節(jié)流量，開直接使用流體，為管網(wǎng)正常、

供流動空間提供需要的啟/關(guān)閉管段是流體輸配管安全、高效地

動力內(nèi)流體的流動網(wǎng)內(nèi)流體介質(zhì)工作提供服

的服務(wù)對象務(wù)。

1-4試比較氣相、液相、多相流這三類管網(wǎng)的異同點。

答：相同點：各類管網(wǎng)構(gòu)造上一般都包括管道系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、調(diào)節(jié)裝置、末端裝置以及

保證管網(wǎng)正常工作的其它附屬設(shè)備。

不同點：①各類管網(wǎng)的流動介質(zhì)不同：

②管網(wǎng)具體型式、布置方式等不同；

③各類管網(wǎng)中動力裝置、調(diào)節(jié)裝置及末端裝置、附屬設(shè)施等有些不同。

［說明］隨著課程的進一步深入，還可以總結(jié)其它異同點，如：

相同點：各類管網(wǎng)中工質(zhì)的流動都遵循流動能量方程；

各類管網(wǎng)水力計算思路基本相同；

各類管網(wǎng)特性曲線都可以表示成AP=SQ2+Pst；

各類管網(wǎng)中流動阻力之和都等于動力之和，等等。

不同點：不同管網(wǎng)中介質(zhì)的流速不同：

不同管網(wǎng)中水力計算的具體要求和方法可能不同：

不同管網(wǎng)系統(tǒng)用計算機分析時其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入不同，等等。

1-5比較開式管網(wǎng)與閉式管網(wǎng)、枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)的不同點。

答：開式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動的流體介質(zhì)直接與大氣相接觸，開式液體管網(wǎng)水泵需要克服高

度引起的靜水壓頭，耗能較多。開式液體管網(wǎng)內(nèi)因與大氣直接接觸，氧化腐蝕性比閉式管網(wǎng)

嚴重。

閉式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動的流體介質(zhì)不直接與大氣相通，閉式液體管網(wǎng)水泵一般不需要考慮

高度引起的靜水壓頭，比同規(guī)模的開式管網(wǎng)耗能少。閉式液體管網(wǎng)內(nèi)因與大氣隔離，腐蝕性

主要是結(jié)垢，氧化腐蝕比開式管網(wǎng)輕微。

枝狀管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)任意管段內(nèi)流體介質(zhì)的流向都是唯一確定的；管網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，初投

資比較節(jié)?。旱芫W(wǎng)某處發(fā)生故障而停運檢修時，該點以后所有用戶都將停運而受影響。

環(huán)狀管網(wǎng)：管網(wǎng)某管段內(nèi)流體介質(zhì)的流向不確定，可能根據(jù)實際工況發(fā)生改變；管網(wǎng)結(jié)構(gòu)

比較復(fù)雜，初投資較節(jié)枝狀管網(wǎng)大；但當管網(wǎng)某處發(fā)生故障停運檢修時，該點以后用戶可通

過令一方向供應(yīng)流體，因而事故影響范圍小，管網(wǎng)可靠性比枝狀管網(wǎng)高。

1-6按以下方面對建筑環(huán)境與設(shè)備工程領(lǐng)域的流體輸配管網(wǎng)進行分類。對每種類型的管

網(wǎng)，給出一個在工程中應(yīng)用的實例。

（1）管內(nèi)流動的介質(zhì)；

（2）動力的性質(zhì)；

（3）管內(nèi)流體與管外環(huán)境的關(guān)系；

（4）管道中流體流動方向的確定性；

（5）上下級管網(wǎng)之間的水力相關(guān)性。

答：流體輸配管網(wǎng)分類如下表：

問題編號

（1）按流體介質(zhì)

（2）按動力性質(zhì)

（3）按管內(nèi)流體與管外環(huán)

境的關(guān)系

（4）按管內(nèi)流體流向的確

定性

（5）按上下級管網(wǎng)的水力

相關(guān)性類型及工程應(yīng)用例子氣體輸配管網(wǎng)：如燃氣輸配管網(wǎng)液體輸配管網(wǎng)：如空調(diào)冷

熱水輸配管網(wǎng)汽-液兩相流管網(wǎng)：如蒸汽采暖管網(wǎng)液-氣兩相流管網(wǎng)：如建筑排水管網(wǎng)氣-

固兩相流管網(wǎng)：如氣力輸送管網(wǎng)重力循環(huán)管網(wǎng)：自然通風系統(tǒng)機械循環(huán)管網(wǎng)：機械通風系

統(tǒng)開式管網(wǎng)：建筑排水管網(wǎng)閉式管網(wǎng)：熱水采暖管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)：空調(diào)送風管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)：

城市中壓燃氣環(huán)狀管網(wǎng)直接連接管網(wǎng)：直接采用城市區(qū)域鍋爐房的熱水采暖管網(wǎng)，如圖

1-3-4,a,b,d,e,f

間接連接管網(wǎng)：采用換熱器加熱熱水的采暖管網(wǎng)，如圖1-3-4,

c,g,h.

第2章氣體管流水力特征與水力計算

2-1某工程中的空調(diào)送風管網(wǎng)，在計算時可否忽略位壓的作用？為什么？（提示：估計位

壓作用的大小，與阻力損失進行比較。）

答：民用建筑空調(diào)送風溫度可取在15-35℃（夏季?冬季）之間，室內(nèi)溫度可取在25?20℃

（夏季?冬季）之間。取20℃空氣密度為1.204kg/m,可求得各溫度下空氣的密度分別為：

3

15℃：==1.225kg/m3

35℃：==1.145kg/m3

25℃：

因此：==1.184kg/m3

夏季空調(diào)送風與室內(nèi)空氣的密度差為1.225-1.184=0.041kg/m3

冬季空調(diào)送風與室圖2-1-2

圖2-1-3圖2-1-4

答：該圖可視為一U型管模型。因為兩側(cè)豎井內(nèi)空氣溫度都受熱源影響，密度差很小，

不能很好地依靠位壓形成流動，熱設(shè)備的熱量和污濁氣體也不易排出地下室。改進的方法有

多種：（1）將冷、熱設(shè)備分別放置于兩端豎井旁，使豎井內(nèi)空氣形成較明顯的密度差，如圖

2-1-2；（2）在原冷物體間再另掘一通風豎井，如圖2-1-3：（3）在不改變原設(shè)備位置和另增

豎井的前提下，采用機械通風方式，強制豎井內(nèi)空氣流動，帶走地下室內(nèi)余熱和污濁氣體，

如圖2-l-4o2-3如圖2-2,圖中居室內(nèi)為什么冬季白天感覺較舒適而夜間感覺不舒適？

答：白天太陽輻射使陽臺區(qū)空氣溫度上升，致使陽臺區(qū)空氣密度比居室內(nèi)空氣密度小，因

此空氣從上通風口流入居室內(nèi)，從下通風口流出居室，形成循環(huán)。提高了居室內(nèi)溫度，床處

于回風區(qū)附近，風速不明顯，感覺舒適；夜晚陽臺區(qū)

溫度低于居室保持送風管斷面積F和各送風口面積

（2

）保持送風各送風口面積不變：

（3）保持送風管的面積F和各送風口流量系數(shù)

不變；

（4）增大送風管面積F,使管內(nèi)靜壓增大，同時減小送風口孔口面積，二者的綜合效果

是維持不變。不變，根據(jù)管內(nèi)靜壓的變化，調(diào)整各送風口孔口面積，維持不變，調(diào)整各送

風口流量系數(shù)使之適應(yīng)的變化，維持不變；和各送風口流量系數(shù)不變，調(diào)整送風管的面積

F,使管內(nèi)靜壓基本不變，維持

實際應(yīng)用中，要實現(xiàn)均勻送風，通常采用以上第（2）中種方式，即保持了各送風口的同

一規(guī)格和形式（有利于美觀和調(diào)節(jié)），又可以節(jié)省送風管的耗材。此時實現(xiàn)均勻送風的條件

就是保證各送風口面積處管內(nèi)靜壓、送風口流量系數(shù)、送風口均相等。要實現(xiàn)這些條件，除

了滿足采用同種規(guī)格的送風口以外，在送風管的設(shè)計上還需要滿足一定的相等。數(shù)量關(guān)系,

即任意兩送風口之間動壓的減少等于該兩送風口之間的流動阻力，此時兩送風口出管內(nèi)靜壓

2-6流體輸配管網(wǎng)水力計算的目的是什么？

答：水力計算的目的包括設(shè)計和校核兩類。一是根據(jù)要求的流量分配，計算確定管網(wǎng)各管

段管徑（或斷面尺寸），確定各管段阻力，求得管網(wǎng)特性曲線，為匹配管網(wǎng)動力設(shè)備準備好

條件，進而確定動力設(shè)備（風機、水泵等）的型號和動力消耗（設(shè)計計算）；或者是根據(jù)已

定的動力設(shè)備，確定保證流量分配要求的管網(wǎng)尺寸規(guī)格（校核計算）：或者是根據(jù)已定的動

力情況和已定的管網(wǎng)尺寸，校核各管段流量是否滿足需要的流量要求（校核計算）。

2-7水力計算過程中，為什么要對并聯(lián)管路進行阻力平衡？怎樣進行？“所有管網(wǎng)的并聯(lián)管

路阻力都應(yīng)相等''這種說法

對嗎？

答：流體輸配管網(wǎng)對所輸送的流體在數(shù)量上要滿足一定的流量分配要求。管網(wǎng)中并聯(lián)管段

在資用動力相等時，流動阻力也必然相等。為了保證各管段達到設(shè)計預(yù)期要求的流量，水力

計算中應(yīng)使并聯(lián)管段的計算阻力盡量相等，不能超過一定的偏差范圍。如果并聯(lián)管段計算阻

力相差太大，管網(wǎng)實際運行時并聯(lián)管段會自動平衡阻力，此時并聯(lián)管段的實際流量偏離設(shè)計

流量也很大，管網(wǎng)達不到設(shè)計要求。因此，要對并聯(lián)管路進行阻力平衡。

對并聯(lián)管路進行阻力平衡，當采用假定流速法進行水力計算時，在完成最不利環(huán)路的水力

計算后，再對各并聯(lián)支路進行水力計算，其計算阻力和最不利環(huán)路上的資用壓力進行比較。

當計算阻力差超過要求值時，通常采用調(diào)整并聯(lián)支路管徑或在并聯(lián)支路上增設(shè)調(diào)節(jié)閥的辦法

調(diào)整支路阻力，很少采用調(diào)整主干路(最不利環(huán)路)阻力的方法，因為主干路影響管段比支

路要多。并聯(lián)管路的阻力平衡也可以采用壓損平均法進行：根據(jù)最不利環(huán)路上的資用壓力，

確定各并聯(lián)支路的比摩阻，再根據(jù)該比摩阻和要求的流量，確定各并聯(lián)支路的管段尺寸，這

樣計算出的各并聯(lián)支路的阻力和各自的資用壓力基本相等，達到并聯(lián)管路的阻力平衡要求。

“所有管網(wǎng)的并聯(lián)管路阻力都應(yīng)相等''這種說法不對。在考慮重力作用和機械動力同時作用

的管網(wǎng)中，兩并聯(lián)管路的流動資用壓力可能由于重力重用而不等，而并聯(lián)管段各自流動阻力

等于其資用壓力，這種情況下并聯(lián)管路阻力不相等，其差值為重力作用在該并聯(lián)管路上的作

用差。

2-8水力計算的基本原理是什么？流體輸配管網(wǎng)水力計算大都利用各種圖表進行，這些圖

表為什么不統(tǒng)一？

答：水力計算的基本原理是流體一元流動連續(xù)性方程和能量方程，以及管段串聯(lián)、并聯(lián)的

流動規(guī)律。流動動力等于管網(wǎng)總阻力(沿程阻力+局部阻力)、若干管段串聯(lián)和的總阻力等

于各串聯(lián)管段阻力之和，并聯(lián)管段阻力相等。用公式表示即：

串聯(lián)管段：G1=G2=..=Gi

并聯(lián)管段：Gl+G2+...+Gi=G

流動能量方程：(Pql-Pq2)+g(pa-p)(H2-Hl)=APl-2

流動動力等于管網(wǎng)總阻力

管網(wǎng)總阻力等于沿程阻力+局部阻力

流體輸配管網(wǎng)水力計算大都利用各種圖表進行，這些圖表為什么不統(tǒng)一的原因是各類流體

輸配管網(wǎng)內(nèi)流動介質(zhì)不同、管網(wǎng)采用的材料不同、管網(wǎng)運行是介質(zhì)的流態(tài)也不同。而流動阻

力（尤其是沿程阻力）根據(jù)流態(tài)不同可能采用不同的計算公式。這就造成了水力計算時不能

采用統(tǒng)一的計算公式。各種水力計算的圖表是為了方便計算，減少煩瑣、重復(fù)的計算工作，

將各水力計算公式圖表化，便于查取數(shù)據(jù)，由于各類流體輸配管網(wǎng)水力計算公式的不統(tǒng)一，

當然各水力計算圖表也不能統(tǒng)一。

2-9比較假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法的特點和適用情況。

答：假定流速法的特點是先按照合理的技術(shù)經(jīng)濟要求，預(yù)先假定適當?shù)墓軆?nèi)流速；在結(jié)合

各管段輸送的流量，確定管段尺寸規(guī)格；通常將所選的管段尺寸按照管道統(tǒng)一規(guī)格選用后，

再結(jié)合流量反算管段內(nèi)實際流速；根據(jù)實際流速（或流量）和管段尺寸，可以計算各管段實

際流動阻力，進而可確定管網(wǎng)特性曲線，選定與管網(wǎng)相匹配的動力設(shè)備。假定流速法適用于

管網(wǎng)的設(shè)計計算，通常已知管網(wǎng)流量分配而管網(wǎng)尺寸和動力設(shè)備未知的情況。

壓損平均法的特點是根據(jù)管網(wǎng)（管段）已知的作用壓力（資用壓力），按所計算的管段長

度，將該資用壓力平均分配到計算管段上，得到單位管長的壓力損失（平均比摩阻）；再根

據(jù)各管段的流量和平均比摩阻確定各管段的管道尺寸。壓損平均法可用于并聯(lián)支路的阻力平

衡計算，容易使并聯(lián)管路滿足阻力平衡要求。也可以用于校核計算，當管道系統(tǒng)的動力設(shè)備

型號和管段尺寸已經(jīng)確定，根據(jù)平均比摩阻和管段尺寸校核管段是否滿足流量要求。壓損平

均法在環(huán)狀管網(wǎng)水力計算中也常常應(yīng)用。

靜壓復(fù)得法的特點是通過改變管段斷面規(guī)格，通常是降低管內(nèi)流速，使管內(nèi)流動動壓減少

而靜壓維持不變，動壓的減少用于克服流動的阻力。靜壓復(fù)得法通常用于均勻送風系統(tǒng)的設(shè)

計計算中。

2-10為何天然氣管網(wǎng)水力計算不強調(diào)并聯(lián)支路阻力平衡？答：天然氣管網(wǎng)水力計算不強

調(diào)并聯(lián)支路阻力平衡，可以從以下方面加以說明：

（1）天然氣末端用氣設(shè)備如燃氣灶、熱水器等阻力較大，而燃氣輸配管道阻力相對較小,

因此各并聯(lián)支路阻力相差不大，平衡性較好；

（2）天然氣管網(wǎng)一般采用下供式，最不利環(huán)路是經(jīng)過最底層的環(huán)路。由于附加壓頭的存

在，只要保證最不利環(huán)路的供氣，則上層并聯(lián)支路也一定有氣；

（3）各并聯(lián)支路在燃氣的使用時間上并非同時使用，并且使用時也并非都在額定流量工

況下使用，其流量可以通過用戶末端的旋塞，閥門等調(diào)節(jié)裝置根據(jù)需要調(diào)節(jié)。簽于以上原因，

天然氣管網(wǎng)無需強調(diào)并聯(lián)支路的阻力平衡。

2-11如圖2-4所示管網(wǎng)，輸送含谷物粉塵的空氣，常溫下運行，對該管網(wǎng)進行水力計算,

獲得管網(wǎng)特性曲線方程。

圖2-4答：1.對各管段進行編號，標出管段長度和各排風點的排風量。

2.選擇最不利環(huán)路，本題確定1-3-5——除塵器——6——風機——7為最不利環(huán)路。

3.根據(jù)表2-3-3輸送含有谷物粉塵的空氣時，風管除塵器2240

21.3272.24

220

14.6

128.4

5.從阻力平衡，暖通設(shè)計手冊等資料查名管段的局部阻力系數(shù)(《簡明通風設(shè)計手冊》)。

管段阻力

Rml+Pl(Pa)

241.9

28.4

76.0

45.5

57.6

72.8

135.3

1000196.3222.5

備注

阻力不

平衡阻力不平衡

(1)管段1

設(shè)備密閉罩&=1.0,90。彎頭(R/D=1.5)一個，4=0.17,直流三通，根據(jù)F1+F2=F3,a=30°,

F2/F3=(300/320)2=0.88,Q2/Q3=2500/3500=0.714,查得&

(2)管段2

圓形傘形罩，a=60。，&

自2,3=0.18,213=0.09,90°1,3=0.20,^1=1.0+0.17+0.20=1.37,Pl=S^Pd=106.86Pa.彎頭

(R/D=1.5)一個，&=0.17,60°彎頭(R/D=1.5)I個，片0.14,合流三通

(2=0.09+0.17+0.14+0.18=0.58?

(3)管段3

直流三通F3+F4=F5,2=30°,F4/F5=(260/400)2=0.423,Q4/Q5=2000/5500=0.36,4

(4)管段4

設(shè)備密閉罩匕=1.0,90。彎頭(R/D=1.5)1個，$0.17,合流三通匕

江=1.0+0.17+0.24=14.1。

(5)管段5

除塵器進口變徑管(斷擴管)，除塵器進口尺寸300x800mm,變徑管長度L=500mm,

45=0.24,35=-0.05,送=-0.05。

,a=21.8°,&=0.60,決=0.60。

［說明］除塵器出入口及風機出入口尺寸為參考尺寸，根據(jù)所選設(shè)備具體尺寸定。

(6)管段6

除塵器出口變徑管(斷縮管)，除塵器出口尺寸300mmx80mm,變徑管長度l=400m,

,a=23.6°,&=0.1,90。彎頭(R/D=1.5)2個，1=2x0.17=0.34。

風機進口漸擴管，按要求的總風量和估計的管網(wǎng)總阻力先近似選出一臺風機，風機進口直

徑Dl=500mm,變徑管長度L=300mm。F5/F6=(500/450)2=1.23,

(7)管段7,a=4.8。，片0.03,比=0.1+0.34+0.03=0.47。

風機出口漸擴管，風機出口尺寸410x315mm,D7=420mm,F7/F出=疝)2/(410x315x4)

=1.07,&=0。帶擴散管的平形風帽(h/D0=0.5),§=0.60,疣=0.60。

6.計算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，結(jié)果如水力計算表。

7.對并聯(lián)管路進行阻力平衡。

(1)匯合點A,APl=241.9Pa,AP2=72.8Pa,

為使管段1.2達到阻力平衡，改變管段2的管徑，增大其阻力。

根據(jù)通風管道流規(guī)格取D2"=240mm,其對應(yīng)壓力

，仍不平衡，若取管徑D2”=220mm,對立阻力為288.9Pa更不平衡。因

此決定取D2=240mm,在運行對再輔以閥門調(diào)節(jié)，削除不平衡。

(2)匯合點B,AP1+AP3==241.9+28.4=270.3Pa,AP4=135.3Pa,

為使管段1.2達到阻力平衡，改變管段4的管徑變成，取D4"=220mm

,與1,3管段平衡。

8.計算系統(tǒng)的總阻力，獲得管網(wǎng)揚程曲線。

EP=E(Rml+Pl)=241.9+28.4+76.0+45.5+57.6+1000=1449.4Pa

S=ZP/Q2=1450/1.6042=5633.6kg/m7

管網(wǎng)特性曲線為AP=563.6Q2Pa

2-12試作如圖所示室內(nèi)天然氣管道水力計算，每戶額定用氣量1.0Nm3/h,用氣設(shè)備為雙

眼燃氣灶。解：1)確定計算流量

畫出管道系統(tǒng)圖，在系統(tǒng)圖上對計算管段進行編號，凡管徑變化或流量變化均編號。

第j管道計算流量用下式計算。

式中Lj——j管道計算流量，Nm3/h：

k——燃具的同時工作系數(shù)，可從燃氣工程設(shè)計手冊查取；Lj——第i種燃具的額定流量,

Nm3/h；Ni——管道負擔的i種燃具數(shù)目。計算結(jié)果列于下表。

流量計算表

管段號1?22~33~44~55~66~710~99~88~6燃具數(shù)N111236123額定流量

SLiNi(Nm3111236123/h)

同時工作系數(shù)

1111.00.850.6411.00.85

k

計算流量

Lj(Nm311122.553.84122.55/h)

2）確定各管段的長度Lj,標在圖上。

3）根據(jù)計算流量，初步確定管徑，并標于系統(tǒng)圖上。

4）算出各管段的局部阻力系數(shù)，求出其當量長度，即可得管段的計算長度。管段1?2

直角彎頭3個看2.2

旋塞1個g=4

疣=2.2x3+4x1=10.6

計算雷諾數(shù)Re

計算摩擦阻力系數(shù)人

比當量長度12

11-112-10111111111

管段計算長度11?2=2.6+4.2=6.8m

5）計算單位管長摩擦阻力

6）管段阻力A

p

7）管段位壓，即附加壓頭按（2-1-1）式

8）管段實際壓力損失

其它管段計算方法同，結(jié)果列于燃氣管道水力計算表。

2-13如圖2-7所示建筑，每層都需供應(yīng)燃氣。試分析燃氣管道的最不利環(huán)路及水力計算的

關(guān)鍵問題。圖2-7答：最不利環(huán)路是從小區(qū)燃氣干管引入至最底層（-54.000m）用戶的向下

環(huán)路。水力計算關(guān)鍵要保證最不利環(huán)路的供氣能力和上部樓層的用氣安全，確保燃氣有充分

的壓力克服最不利環(huán)路的阻力和燃氣用具出口壓力需要，同時保證最上層環(huán)路由于對加壓頭

積累，燃氣壓力不超過設(shè)備承壓以致泄漏，由于樓層較多，附加壓頭作用明顯，為保證高峰

負荷時各層的用氣，水力計算應(yīng)適當考慮環(huán)路的阻力平衡問題。

2-14某大型電站地下主廠房發(fā)電機層（如圖）需在拱頂內(nèi)設(shè)置兩根相同的矩形送風管進

行均勻送風，送風溫度20℃。試設(shè)計這兩根風管。設(shè)計條件：總送風量60xi04m3/h,每根

風管風口15個，風口風速8m/s,風口間距16.5m。圖2-8解：1.總風量為：60xl04m3/h

則每個風口風量

m3/h側(cè)孔面積m2側(cè)孔靜壓流速（流量系數(shù)取0.6）側(cè)孔處靜壓Pa

2.按

的原則，求出第一側(cè)孔前管道斷面積與假定斷面1處管arctg1.9=62。出流角a=62。

（斷面1處動壓

斷面1處全壓Pa）Pa

斷面1處斷面積m2

設(shè)計矩形風管成5000x2400的規(guī)格，實際Fl=12m2,實際Vl=6.9m/s,Pdl=28.6Pa,

Pql=106.1+28.6=134.7

m。

3.計算側(cè)孔1-2阻力,確定2-3管道規(guī)格,風量28xl03m3/h,近似取Dvl=3240mm作為

1-2的平均流速當量直徑。查表Rm=0.12Pa/m,APy=O.12x22.5=2.7Pa,局部阻力（忽略變

徑管阻力），側(cè)孔出流$=0.083,（,1-2

斷面2處全壓Pq2=134.7-5.1=129.6Pa斷面2處動壓Pd2=129.6-106.1=23.5Pa實際

即2-3仍取5000x2400mm。m/s,m2與Fl=l1.9m2相差不大，可近似取F2與Fl相同管

道規(guī)格，

4.計算2-3阻力，確定3-4規(guī)格，風量26xl04m3/h,Dv=3240mm,APy=16.5x0.05=0.83Pa?

m/s,查表Rm=0.05Pa/m,

局部阻力：側(cè)孔出流，片0.08,考慮管道變徑片0.1。

Pa

Pa

Pa

m/s

m2與Fl相差不大，證明F3處

不用變徑

PaPa

PaV3-6.01m/s

仍取管段3-4規(guī)格為5000x2400mmom2

5.計算3?4阻力,確定4-5管道規(guī)格，風管24xl04m3/h,Dv=3240mm

，m/s,查表Rm=0.04Pa/m,△Py=0.04xl6.5=0.66Pa。局部阻力：側(cè)孔出流，$:0.02,假定

有變徑管自=0.1。，注=0/2

PaPaPa

m/s

m2與F3相差不大，不需要變徑

Pa

Pa

Pa

5000x2400mm。m/s

m2,仍取4-5管道規(guī)格為

6.計算4-5阻力，確定5-6管道規(guī)格，風量22xl04m3/h,Dv=3240mm

m/s,查表Rm=0.02Pa/m,APy=16.5xO.O2=O.33Pa

以上述計算可以求出，由于送風管內(nèi)初始動壓取得較低，雖然阻力不大，但風管后部動壓

太低，甚至接近零。造成風

管Vd=12.3m/sF=5.43m2a=2331mm取a=2270（與2-3段同）

V實=12.94m/sRm=0.5Pa/m^=0.073Pd,4=98.7-0.5x16.5-0.073x0.6x12.942=83.1Pa

4.管段4-5

L=22xl04Vd=11.16m/sF=5.477m2a=2340mm取a=2270（與3-4段同）

V實=11.86m/sPd4'=84.4PaRm=0.50=0.067

Pd5=83.l-0.5x16.5-0.067x0.6x11.862=69.2Pa

5.管段5-6

L=20xl04Vd=10.76m/sF=5.17m2a=2274mm取a=2270（與4-5段同）

V實=10.78Pd5'=69.7PaRm=0.38Pa/m&=0.059

Pd6=69.7-0.38x16.5-0.059x0.6x10.782=59.3Pa

6.管段6-7

L=18x104Vd=9.94m/sF=5.03m2a=2243mm取a=2240V實=9.96m/s

Pd6'=59.6PaRm=0.32Pa/m1=0.05Pd7=59.3-16.5x0.32-0.05x0.6x9.962=5l.OPa

7.7-8管段

L=16x104Vd=9.2m/sF=4.82m2a=2196mm取a=2200V實=9.18m/s

Pd7'=50.6PaRm=0.29Pa/m&=0.047AP=16.5x0.29+0.047x0.6x9.182=7.14

Pd8=50.6-7.14=43.5Pa

8.8-9管段

L=14xl04Vd=8.51m/sF=4.57m2a=2138mm取a=2140V實=8.49m/s

Pd8'=43.3PaRm=0.2Pa/m夕0.043Pd9=43.5-0.2xl6.5-0.043x0.6x8.492=38.4Pa

9.9-10管段

L=12xl04Vd=8.00m/sF=4.169m2a=2042mm取a=2040V實=8.01m/s

Pd9，=38.5PaRm=0.25Pa/m&=0.037Pdl0=38.5-0.25xl6.5-0.037x0.6x8.012=32.9Pa

10.10-11管段

L=10x104m3/hVd=7.41m/sF=3.749m2a=1936mm取a=1940mmV實

=7.38m/sPdlO-32.7PaRm=0.21Pa/m^=0.03

Pdll=32.7-16.5x0.21-0.03x0.6x7.382=28.3Pa

11.11-12管段

L=8><104Vd=6.86m/sF=3.238m2a=l799.5mm取a=1800mmPdll'=28.3Pa

Rm=0.2Pa/m&=0.02Pd12=28.3-16.5x0.2-0.02x0.6x6.862=24.4Pa

12.12-13管段

L=6xl04Vd=6.38m/sF=2.618m2a=1616mm取a=1600mmV實=6.51m/s

Pdl2r=25.4PaRm=0.22Pa/m^=0.015Pdl3=25.4-16.5x0.22-0.015x0.6x6.512=21.4Pa

13.13-14管段

L=4xl04Vd=5.97m/sF=1.861m2a=l364mm取a=1360mmV實=6.01m/s

Pdl3'=2L7PaRm=0.23Pa/m^=0.017Pdl4=21.7-0.23xl6.5-0.017x0.6x6.012=17.5Pa

14.14-15管段

L=2xl04Vd=5.41m/sF=1.027m2a=1013mm取a=1000mmV實=5.56m/s

Pdl4，=18.5PaRm=0.28Pa/m^=0.07Pdl4=18.5-0.28xl6.5-0.07x0.6x5.562=12.6Pa>0

第3章液體輸配管網(wǎng)水力特征與水力計算

3-1計算例題3-1中各散熱器所在環(huán)路的作用壓力tg=95℃,tgl=85℃,tg2=80℃,tn=70℃o

題3-1

解：雙管制：第一層：APl=ghl(ph-pg)=9.8x3x(977.81-961.92)=467.2Pa

第二層：AP2=gh2(ph-pg)=9.8x6x(977.81-961.92)=934.3Pa

第三層：AP3=gh3(ph-pg)=9.8x8.5x(977.81-961.92)=1323.6Pa

單管制：APh=gh3(tg1-tg)+gh2(tg2-tgl)+gh1(ph-pg2)=9.8x8.5x(968.65-961.92)

+9.8x6x(971.83-968.65)+9.8x3x(977.81-971.83)=923.4Pa

3-2通過水力計算確定習題圖3-2所示重力循環(huán)熱水采暖管網(wǎng)的管徑。圖中立管HI、IV、

V各散熱器的熱負荷與H立管相同。只算I、II立管，其余立管只講計算方法，不作具體計

算，散熱器進出水管管長L5m,進出水支管均有截止閥和乙字彎，沒根立管和熱源進出口

設(shè)有閘閥。

圖3-2

解：APIr=gH(pH-pg)+APf^9.81x(0.5+3)(977.81-961.92)+350=896Pa

￡1Il=8+10+10+10+10+(8.9-0.5)+1.5+1.5+(0.5+3)+10+10+10+10+8+(8.9+3)=122.8m

水力計算表

管

Q

段

(w)

號

1

18002

5300399001450

4

1910

5

2370

6

2370

7

1910

8

G

L

(kg/h)(m)

62

5.8

182

13.534110499

10

657

10

815

9

19.9

815

657

10

D

v

(mm

(m/s

)

)

20

0.05

32

0.05

400.0740

0.11

50

0.08

50

0.11

500.11

50

0.08

R

APy=R(Pa/

1

m)

(Pa)

3.11

18.0

1.65

22.3

2.5825.85.21

52.1

2.42

24.2

3.60

28.8

3.60

71.6

2.42

24.2

P比

d(Pa)

25.0

1.23

2.5

1.23

1.02.251.0

5.98

1.0

3.14

1.5

5.98

2.5

5.98

1.0

3.14

APjAP

(Pa)

(Pa)

30.8

48.8

3.1

25.4

2.2528.15.98

58.1

3.14

27.3

9.0

37.8

15.0

86.6

3.14

27.3

局部阻力統(tǒng)計

散熱器1x2.0,截止閥

2x10,90。彎頭”1.5,合流三通1.5x1

閘閥1x0.5,直流三通

1x1.0,90。彎頭1x1.0

直流三通”1.0

直流三通1x1.0

直流三通1x1.0

閘閥1x0.5,90。彎頭2x0.5

閘閥1x0.5,90。彎頭2x0.5,直流三通1x1.0

直流三通”1.0

1450

9

10

9900341

10

40

0.07

2.58

25.8

1.0

2.25

2.25

28.1

直流三通1x1.0

499

10

40

0.11

5.21

52.1

1.0

5.98

5.98

58.1

直流三通1x1.0

閘閥1x0.5,直流三通

11

5300182

12.832

0.05

1.65

21.1

2.5

1.23

3.1

24.3

1x1.0,90°彎1x1.0

1233001142.8250.062.888.11.01.771.89.9直流三通1x1.0

Pa,系統(tǒng)作用壓力富裕率，

閥門調(diào)節(jié)。

立管I,第二層API,2=9.81x6.3x(977.81-961.92)+350=1332Pa

滿足富裕壓力要求，過剩壓力可以通過

通過第二層散熱器的資用壓力：AP13,14,=1332-896+48.8=485Pa,

Rpj=0.5x485/5.8=41.8Pa/m

管

Q段

(w)號

G

L

(kg/h

(m)

)

D(mm)

v(m/s)

R(Pa/m)

APy=Rl

次

Pd(Pa)

APj(Pa)

AP

局部阻力統(tǒng)計

(Pa)

(Pa)

15013

035014

120

2.8

15

0.17

365.9

128.6

1.0

214.2

14.2

143

52

3

15

0.089.92

30

37

3.14116

146

散熱器1x2,截止閥2x16,旁流三通2x1.5

直流三通1x1.0

壓降不平衡率

散熱器支管上的閥門消除。

因13、14管均選用最小管徑，剩余壓力只能通過第二層

立管I,第三層API,3=9.81x9.1x(977.81?96L92)+350=1768Pa資用壓力:AP15,16,

14=1768-896+48.8+9.9=931Pa

管

Q段

(w)號

(kg/h)(m)G

L

D(mm)

v(m/s)

R(Pa/m)

APy=Rl

疣

Pd(Pa)

APj(Pa)

AP

局部阻力統(tǒng)計

(Pa)

(Pa)

20015

020016

68.8

2.8

15

0.1

68.8

3

15

0.1

15.2

45.8

615.2

42.7

6

1.0

4.9

4.9

48.0

35

4.9

172

217

散熱器”2,截止閥2x16,90。彎頭1x1.0

直流三通”1.0

壓降不平衡率

因管段15、16、14已選用最小管徑，剩余壓力通過散熱器支管的閥門消除。計算立管H,

APHl=9.81x3.5x(977.81-961.92)+350=896Pa管段17、18、23、24與管段11、12、1、2并

聯(lián)

II立管第一層散熱器使用壓力APII,r=24.3+9.9+48.8+25.4=108.4Pa管

Q

段

(W)

號

(kg/h)

(m)

)

150052

5.8

15

0.08

G

L

(mm

(m/s)

m)9.9

(Pa)

171.

17

57.4

37.0

3.08

114.0

4

閘閥1x0.5

18

4600158

3.5

32

0.05

1.31

4.6

2.0

1.23

2.5

7.1

合流三通1x1.5

23

280096

2.8

20

0.08

6.65

18.6

1.0

3.14

3.14

22.0

直流三通1x1.0閘閥1x0.5,直流三通

24

4600158

2.8

32

0.05

1.31

3.7

3.0

1.23

3.7

7.4

1x1.0,旁流三通1x1.5同管段13

D

v

(Pa/R

APy=RI

次

Pd(Pa)

APj(Pa)

AP

局部阻力統(tǒng)計

(Pa)

壓降不平衡率

壓降不平衡％較大，可適當調(diào)整管徑如下。

管

Q

段

(W)

號

(kg/h)(m)G

L

D

v(mm

(m/s))

R(Pa/m)

APy=Rl(Pa)

次

APd(Pa)

APj(Pa)

AP

局部阻力統(tǒng)計

(Pa)

散熱器1x2,截止閥2x10,

17r150052

5.8

20

0.04

1.38

8.0

25.0

0.8

20.0

28.0

90。彎l°xl.5,合流三通1.5x118'4600158

3.5

25

0.09

11.0

38.5

2.0

4.0

8.0

46.5

23'2800962.8250.055.014.01.01.21.215.224'4600158

2.8

25

0.09

11.0

30.8

3.0

4.0

12.0

42.8

調(diào)整后的壓降不平衡率多余壓力可以通過閥門調(diào)節(jié)。確定II立管第二層散熱器管徑

資用壓力APII,2'=1332?(896-28.0-46.5)=511Pa

A

管QGLDvRAPyPZ

dAP段(w(kg/(m(m

(m/

(Pa

=R1

(Pa

jP局部阻力統(tǒng)計

匕

(Pa)(Pa

號

)h)

)

m)s)

/m)(Pa)

)

)

130.0

1.7

87.

19

44.73

15

7.8

23.4

37

64.1

同管段13

0063531106.

2.

0.1

37.

12.

116

20

15

103.61

12.5

直流三通1x1.000

6

86

5

.1

壓降不平衡率

管段19、20已選用最小管徑，剩余壓力由閥門消除。

閘閥1x0.5

合流三通1x1.5

直流三通1x1.0

閘閥1x0.5,直流三通

1x1.0,旁流三通1x1.5

確定II立管第3層散熱器管徑。

資用壓力AP'H,3=1768-(896-28.0-15.2)=915Pa

A

管

段

號Q(w)G(kg/h)L(m)D(mv(m/R(PaAPy=Rlgm)s)/m)(Pa)

)

18

21

00

18

22

0062820613.38.02.53.99.84890°彎頭1x1.50.013.41.0535.3.91390

1x1.5直流三通1x1.0)散熱器1x2.0,截止18閥2x16,旁流三通XPd(PaAAPjP(Pa)(Pa

局部阻力統(tǒng)計

壓降不平衡剩余壓力由閥門消除。

第m、w、v立管的水力計算與n立管相似，方法為：

1)確定通過底層散熱器的資用壓力：

2)確定通過底層散熱器環(huán)路的管徑和各管段阻力；

3)進行底層散熱器環(huán)路的阻力平衡校核；

4)確定第2層散熱器環(huán)路的管徑和各管段阻力；

5)對第2層散熱器環(huán)路進行阻力平衡校核：

6)對第3層散熱器作4)、5)步計算，校核。

3-3機械循環(huán)室內(nèi)采暖系統(tǒng)的水力特征和水力計算方法與重力循環(huán)系統(tǒng)有哪些一致的地

方和哪些不同之處？①作用壓力不同：重力循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力：雙管系統(tǒng)AP=gH（pH-pg）,

單管系統(tǒng)：，總的作用壓力：APzh=APh+APf；機械循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力：P+APh+APf=APL

APh、APf與P相比可忽略不計。...P=AP1,但在局部并聯(lián)管路中進行阻力手段時需考慮重

力作用。

②計算方法基本相同：首先確定最不利環(huán)路，確定管徑，然后根據(jù)阻力平衡，確定并聯(lián)支

路的管徑，最后作阻力平衡校核。

3-4室外熱水供熱管的水力計算與室內(nèi)相比有哪些相同之處和不同之處？

答：相同之處：（1）計算的主要任務(wù)相同：按已知的熱煤流量，確定管道的直徑，計算壓

力損失；按已知熱媒流量和管道直徑，計算管道的壓力損失；按已知管道直徑和允許壓力損

失，計算或校核管道中流量。

（2）計算方法和原理相同：室內(nèi)熱水管網(wǎng)水力計算的基本原理，對室外熱水管網(wǎng)是完全

適用的。在水力計算程序上，確定最不利環(huán)路，計算最不利環(huán)路的壓力損失，對并聯(lián)支路進

行阻力平行。不同之處：（1）最不利環(huán)路平均比摩阻范圍不同，室內(nèi)Rpj=60~120Pa/m,室

外Rpj=40-80Pa/m。（2）水力計算圖表不同，因為室內(nèi)管網(wǎng)流動大多于紊流過渡區(qū)，而室外

管網(wǎng)流動狀況大多處于阻力平方區(qū)。（3）在局部阻力的處理上不同，室內(nèi)管網(wǎng)局部阻力和沿

程阻力分開計算，而室外管網(wǎng)將局部阻力折算成沿程阻力的當量長度計算。（4）沿程阻力在

總阻力中所占比例不同，室內(nèi)可取50%,室外可取60?80%。

3-5開式液體管網(wǎng)水力特征與水力計算與閉式液體管網(wǎng)相比，有哪些相同之處和不同之

處？

答：從水力特征上看，開式液體管網(wǎng)有進出口與大氣相通，而閉式液體管網(wǎng)（除膨脹水箱

外）與大氣隔離。因此，開式液體管網(wǎng)的動力設(shè)備除了克服管網(wǎng)流動阻力外，還要克服進出

口高差形成的靜水壓力。此外，開式液體管網(wǎng)（如排水管網(wǎng)）中流體可能為多相流，其流態(tài)

比閉式管網(wǎng)復(fù)雜；由于使用時間的不確定性，開式液體管網(wǎng)中流量隨時間變化較大，而閉式

液體管風中流量一般比較穩(wěn)定。

在水力計算方法上，開式液體管網(wǎng)的基本原理和方法與閉式管網(wǎng)沒有本質(zhì)區(qū)別。但具體步

驟中也有一些差別：

（1）動力設(shè)備所需克服的阻力項不完全相同，開式管網(wǎng)需考慮高差；（2）管網(wǎng)流量計算

方法不同，閉式管網(wǎng)同時使用系數(shù)一般取1,而開式管網(wǎng)同時使用系數(shù)小于1；（3）水力計

算圖表不同；（4）對局部阻力的處理方式不同，閉式管網(wǎng)通過局部的阻力系數(shù)和動壓求局部

損失，而開式管網(wǎng)對局部阻力一般不作詳細計算，僅根據(jù)管網(wǎng)類型采用經(jīng)驗的估計值，局部

損失所占比例也小于閉式管網(wǎng)中局部損失所占比例。

（5）在并聯(lián)支路阻力平衡處理上，閉式管網(wǎng)強調(diào)阻力平衡校核，而開式管網(wǎng)則對此要求

不嚴，這是開、閉式管網(wǎng)具體型式的不同造成的，開式管網(wǎng)對較大的并聯(lián)支路也應(yīng)考慮阻力

平衡。

3-6分析管內(nèi)流速取值對管網(wǎng)設(shè)計的影響。

答：管內(nèi)流速取值對管網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和可靠性都有很重要的影響。管內(nèi)流速取值大，則

平均比摩阻較大，管徑可減小，可適當降低管網(wǎng)系統(tǒng)初投資，減少管網(wǎng)安裝所占空間；但同

時管道內(nèi)的流速較大，系統(tǒng)的壓力損失增加，水泵的動力消耗增加，運行費增加。并且也可

能帶來運行噪聲和調(diào)節(jié)困難等問題。反之，選用較小的比摩阻值，則管徑增大，管網(wǎng)系統(tǒng)初

投資較大；但同時管道內(nèi)的流速較小，系統(tǒng)的壓力損失減小，水泵的動力消耗小，運行費低,

相應(yīng)運行噪聲和調(diào)節(jié)問題也容易得到解決。

第4章多相流管網(wǎng)水力特征與水力計算

4-1什么是水封？它有什么作用？舉出實際管網(wǎng)中應(yīng)用水封的例子。答：水封是利用一定

高度的靜水壓力來抵抗排水管內(nèi)氣壓的變化，防止管內(nèi)氣體進入室內(nèi)的措施。因此水封的作

用主要是抑制排水管內(nèi)臭氣竄入室內(nèi)，影響室內(nèi)空氣質(zhì)量。另外，由于水封中靜水高度的水

壓能夠抵抗一定的壓力，在低壓蒸汽管網(wǎng)中有時也可以用水封來代替疏水器，限制低壓蒸汽

逸出管網(wǎng)，但允許凝結(jié)水從水封處排向凝結(jié)水回收管。

實際管網(wǎng)中應(yīng)用水封的例子很多，主要集中建筑排水管網(wǎng)，如：洗練盆、大/小便器等各

類衛(wèi)生器具排水接管上安裝的存水彎（水封）。此外，空調(diào)末端設(shè)備（風機盤管、吊頂或組

合式空調(diào)器等）凝結(jié)水排水管處于空氣負壓側(cè)時，安裝的

存水彎可防止送風吸入排水管網(wǎng)內(nèi)的空氣。

4-2講述建筑排水管網(wǎng)中液氣兩相流的水力特征？

答：（1）可簡化為水氣兩相流動，屬非滿管流；

（2）系統(tǒng)內(nèi)水流具有斷續(xù)非均勻的特點，水量變化大，排水歷時短，高峰流量時水量可

能充滿水管斷面，有的時間管內(nèi)又可能全是空氣，此外流速變化也較劇烈，立管和橫管水流

速相差較大。

（3）水流運動時夾帶空氣一起運動，管內(nèi)氣壓波動大；

（4）立管和橫支管相互影響，立管內(nèi)水流的運動可能引起橫支管內(nèi)壓力波動，反之亦然;

（5）水流流態(tài)與排水量、管徑、管材等因素有關(guān)；

（6）通水能力與管徑、過不斷面與管道斷面之比、粗糙度等因素相關(guān).

4-3提高排水管排水能力的關(guān)鍵在哪里？有哪些技術(shù)措施？

答：提高排水管排水能力的關(guān)鍵是分析立管內(nèi)壓力變化規(guī)律，找出影響立管壓力變化的因

素。進而想辦法穩(wěn)定管內(nèi)壓力，保證排水暢通。技術(shù)措施可以①調(diào)整管徑；②在管徑一定時,

調(diào)整、改變終限流速和水舌阻力系數(shù)。減小終限流速可以通過（1）增加管內(nèi)壁粗糙度；（2）

立管上隔一定距離設(shè)乙字彎；（3）利用橫支管與立管連接的特殊構(gòu)造，發(fā)生濺水現(xiàn)象：（4）

由橫支管排出的水流沿切線方向進入立管；（5）對立管內(nèi)壁作特殊處理，增加水與管內(nèi)壁的

附著力。減小水舌阻力系數(shù)，可以通過改變水舌形狀，或向負壓區(qū)補充的空氣不經(jīng)水舌兩種

途徑，措施（1）設(shè)置專用通氣立管；

（2）在橫支管上設(shè)單路進氣閥；（3）在排水橫管與立管連接處的立管內(nèi)設(shè)置擋板；（4）

將排水立管內(nèi)壁作成有螺旋線導(dǎo)流突起;（5）排水立管軸線與橫支管軸線錯開半個管徑連接;

（6）一般建筑采用形成水舌面積小兩側(cè)氣孔面積大的斜三通或異徑三通。

4-4解釋“終限流速”和“終限長度”的含義，這二概念與排水管通水能力之間有何關(guān)系？

答：終限流速Vt,排水管網(wǎng)中當水膜所受向上的管壁摩擦力與重力達到平衡時，水膜的下

降速度和水膜厚度不再發(fā)生變化，這時的流速叫終限流速。終限長度Lt：從排水橫支管水

流入口至終限流速形成處的高度叫終限長度。這兩個概念確定了水膜流階段排水立管在（允

許的壓力波動范圍）內(nèi)最大允許排水能力。超過終限流速的水流速度將使排水量繼續(xù)增加，

水膜加厚，最終形成水塞流，使排水系統(tǒng)不能正常使用。水膜流狀態(tài)下，可有Q=,

Lt=0.144Vt2,其中Q——通水能力L/S；Wt——終限流速時過水斷面積，cm2,Vt——終限

流速，m/s,Lt——終限長度，m。4-5空調(diào)凝結(jié)水管內(nèi)流動與建筑排水管內(nèi)流動的共性和

差別是什么？

答：共性：均屬于液氣兩相流。

區(qū)別：①空調(diào)凝結(jié)水管在運動時管內(nèi)水流量變化不大，氣壓變化也不大，而建筑排水管風

水量及氣壓隨時間變化都較大；

②空調(diào)凝結(jié)水管內(nèi)流速較小，排水管網(wǎng)內(nèi)流速較大；

③空調(diào)凝水管內(nèi)流動可當成凝結(jié)水和空氣的流動，排水管內(nèi)的流動除水和氣體外，還有固

體。

4-6汽液兩相流管網(wǎng)的基本水力特征是什么？

答：①屬蒸汽、凝結(jié)水的兩相流動；

②流動過程中，由于壓力、溫度的變化，工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)變化較大，會伴隨著相態(tài)變化；

③由于流速較高，可能形成“水擊”、“水塞”等不利現(xiàn)象，因此應(yīng)控制流速并及時排除凝結(jié)

水；

④系統(tǒng)運動時排氣，系統(tǒng)停止運行時補氣，以保證系統(tǒng)長期、可靠運行。

⑤回水方式有重力回水、余壓回水、機械回水等多種方式。

4-7簡述保證蒸汽管網(wǎng)正常運行的基本技術(shù)思路和技術(shù)措施？

答：保證蒸汽管網(wǎng)正常運行的基本思路是減少凝結(jié)水被高速蒸汽流裹帶，形成“水塞”和“水

擊主要預(yù)防思想包括：①減少凝結(jié)；②分離水滴；③汽液兩相同向流動；④若兩相逆向

流動減少，則盡量相互作用。可采取的技術(shù)措施是：①通過保溫減少凝結(jié)；②在供汽干管向

上拐彎處裝耐水擊的疏水器分離水滴;③設(shè)置足夠坡度使水汽同向;④在兩相逆向的情況下，

降低蒸汽的速度；⑤在散熱器上裝自動排氣閥，以利于凝水排凈，下次啟動時不產(chǎn)生水擊；

⑥汽、水逆向時，適當放粗管徑；⑦供汽立管從干管上方或下方側(cè)接出，避免凝水流入立管;

⑧為保證管正常運行，還需適當考慮管網(wǎng)變形的破壞作用，設(shè)置補償器。

4-8簡述室內(nèi)蒸汽供熱管網(wǎng)水力計算的基本方法和主要步驟

答：蒸汽管網(wǎng)水力計算的基本方法一般采用壓損平均法，與熱水管網(wǎng)大致相同，管網(wǎng)同樣

存在著沿程阻力和局部阻力。從最不利環(huán)路算起，滿足鍋爐出口蒸汽壓力等于流動阻力+用

戶散熱器所需壓力。水力計算主要步驟：(1)確定最不利環(huán)路；(2)管段編號，統(tǒng)計各管段

長度及熱負荷；(3)選定比壓降，確定鍋爐出口壓力；(4)對最不利環(huán)路各管段進行水力計

算，依次確定其管徑和壓損；(5)對各并聯(lián)管路進行水力計算，確定其管徑和壓損：(6)確

定各凝水管路管徑，必要時需計算凝水管路壓損并配置相應(yīng)回水設(shè)備，如凝水泵，凝水箱等。

4-9若例4-2中，每個散熱器的熱負荷均改為3000W,試重新確定各管段管徑及鍋爐蒸汽

壓力。

解：1)確定鍋爐壓力l>80m,比壓降100Pa/m,散熱器所需乘余壓力2000Pa,運行壓力

Pb=80xl00+2000=lOKpao

2)最不利管徑的水力計算，預(yù)計Rm=100x0.6=60Pa/m,各管段管徑確定見以下水力計算

表。

水力計算表

局部壓力損

摩擦阻

熱量a

管段

(mm)(m)(mm)(Pa/m)

APy=Rl(Pa)長度1管徑d比摩阻R力損失(m/s)流速V力系數(shù)Pd比(Pa)局部阻壓

頭失gjuPd-Z

^(Pa)AP=APy+APg(Pa)總壓力損失

171000127026.313.9315.610.561.2642.6958.2230000135029.4112.94382.332.0

53.08106.16488.49324000124039.6912.6496.281.050.3350.33546.614180001232

52.6812.29632.161.047.8847.88680.04512000123221.588.42258.961.022.4722.47

281.43

66000172528.357.34481.9512.07300022020.555.8041.14.5Sl=80mSAP=3730.75Pa

立管HI資用壓力AP6-7=775.98Pa

立127.517.0

60004.52528.357.3411.5196.42管88支10.6

300022020.555.8041.14.547.97管6SAP=413.07Pa

立管山資用壓力AP5-7=968.34Pa

立127.517.0

60004.52528.357.3411.5196.42管88支206.938.8

3000215103.4511.074.5174.81管05ZAP=705.71Pa

立管II資用壓力AP4-7=1648.38Pa立管IAP3-7=2194.99Pa

60004.52080.411.66361.813.043.1560.3管

支206.938.8

3000215103.4511.074.5174.81管05SAP=1303.77Pa

局部阻力系數(shù)匯總

管段①截止閥7.0,鍋爐出口2.0,90°煨彎3x06=1.5決=10.5管段②90。煨彎

2x0.5=1.0,直流三通1.0決=2.0管段③④⑤直流三通1.0

次=1.0管段⑥截止閥9.0,90。煨彎2乂1.0=2.0,直流三通次=10.0管段⑦乙字彎1.5,

分流三通3.0次=4.5

其他立管管173=250101)截止閥9.0,90。煨彎1.0,旁流三通1.5次=11.517.08204.96686.91

10.6647.9789.0732489.07324381.7922.07381.7

III(d=20mm)截止閥10.0,90。煨彎1.5,旁流三通1.5沅=13

其他支管IHIV(d=20mm)乙字彎9.0,分流三通3.0次=4.5

III(d=15mm)乙字彎1.5,分流三通3.0比=4.5

凝水管徑匯總表

編號

熱負荷WT30006'6000

205Z12000204'18000253'24000252'3000032H7100032管徑d(mm)15

4-10簡述凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算的基本特點

答：凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算的基本特征是管網(wǎng)內(nèi)流體相態(tài)不確定，必須分清管道內(nèi)是何種相

態(tài)的流體。例如從熱設(shè)備出口至疏水器入口的管段，凝水流動狀態(tài)屬非滿管流。從疏水器出

口到二次蒸發(fā)箱(或高位水箱)或凝水箱入口的管段，有二次蒸汽是液汽兩相流，從二次蒸

發(fā)箱出口到凝水箱為飽和凝結(jié)水，是滿管流，可按熱水管網(wǎng)計算。

4-11物料的“沉降速度”、“懸浮速度”、“輸送風速”這三個概念有何區(qū)別與聯(lián)系？

答：物料顆粒在重力作用下，豎直向下加速運動。同時受到氣體豎直向上的阻力，隨著預(yù)

粒與氣體相對速度增加豎直向上的阻力增加，最終阻力與重力平衡，這對物料與氣體的相對

運動速度vt,若氣體處于靜止狀態(tài)，則Vt是顆粒的沉降速度，若顆粒處于懸浮狀態(tài)，Vt

是使顆粒處于懸浮狀態(tài)的豎直向上的氣流速度，稱懸浮速度。氣固兩相流中的氣流速度稱為

輸送風速。輸送風速足夠大，使物料懸浮輸送，是輸送風速使物料產(chǎn)生沉降速度和懸浮速度,

沉降速度和懸浮速度宏觀上在水平風管中與輸送風速垂直，在垂直風管中與輸送風速平行。

為了保證正常輸送，輸送風速大于沉降或懸浮速度，一般輸送風速為懸浮速度的2.4?4.0倍,

對大密度粘結(jié)性物料甚至取5?10倍。

4-12簡述氣固兩相流的阻力特征和阻力計算的基本方法。

答：氣固兩相流中，既有物料顆粒的運動，又存在顆粒與氣體間的速度差，阻力要比單相

氣流的阻力大，對于兩相流在流速較小時阻力隨流速增大而增大，隨著流速增大，顆粒過渡

到懸浮運動，總阻力隨流速增大而減小，流速再增大，顆粒完全懸浮，均勻分布于某個風管,

阻力與單排氣流相似，隨流速增大而增大。氣固兩相流的阻力還受物料特性的影響，物料密

度大。粘性大時，摩擦作用和懸浮速度大，阻力也大，顆粒分布不均勻時顆粒間速度差異大,

互相碰撞機會多，因而阻力也大。阻力計算的基本方法把兩相流和單相流的運動形成看作相

同，物料流看作特殊的流體，利用單相流體的阻力公式計算，因此兩相流的阻力可以看作單

相流體阻力與物料顆粒引起的附加阻力之和。在阻力構(gòu)成上，氣固兩相流須考慮喉管或吸嘴

的阻力、加速阻力、物料的懸浮阻力、物料的提升阻力、管道的摩擦阻力、彎管阻力、設(shè)備

局部阻力等多項因素，各項阻力都有相應(yīng)的計算參數(shù)和公式。氣