流體輸配管網(wǎng)習(xí)題詳解(重點)

流體輸配管網(wǎng)作業(yè)

第一章1.流體輸配管網(wǎng)有哪些基本組成部分？各有什么作用？基本組成：管道；動力裝置；調(diào)節(jié)裝置；末端裝置；附屬設(shè)備。作用：管道為流體流動提供流動空間；動力裝置為流體流動提供需要的動力；調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)流量，開啟、關(guān)閉管段內(nèi)流體的流動；末端裝置直接使用流體，是流體輸配管網(wǎng)內(nèi)流體介質(zhì)的服務(wù)對象；附屬裝置為管網(wǎng)正常、安全、高效地工作提供服務(wù)。第一頁第二頁，共33頁。2.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)直接于大氣相接觸，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，氧化腐蝕現(xiàn)象比閉式管網(wǎng)嚴(yán)重。閉式管網(wǎng)：管網(wǎng)內(nèi)流動的流體介質(zhì)不直接于大氣相接觸，閉式液體管網(wǎng)水泵一般不需要克服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。第二頁第三頁，共33頁。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)??；但管網(wǎng)某處發(fā)生故障而停運檢修時，該點以后所有用戶都將因停運而受影響。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，初投資較枝狀管網(wǎng)大；但管網(wǎng)某處發(fā)生故障而停運檢修時，該點以后用戶可通過另一方向供應(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。第三頁第四頁，共33頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)（第二章）習(xí)題2－11如圖所示管網(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。第四頁第五頁，共33頁。1L=15m23L=10mL=6m5L=5mL=8m47L=8m6L=10m傘形罩α=60o1000m3/h2000m3/ｈ2500m3/h風(fēng)機除塵器習(xí)題2－11示意圖No51設(shè)備密閉罩設(shè)備密閉罩第五頁第六頁，共33頁。QlDＶPd∑

PjRmRml

P11000(0.28)1518011.478.01.37106.869.0135241.933500(0.972)632012.3291.1-0.05-4.865.53328.455500(1.53)540012.3691.70.655.024.22176.065775(1.604)845010.2262.70.4729.472.01645.575775(1.604)1045010.2262.70.637.622.02057.622500(0.694)1030010.060.00.5834.83.83872.842000(0.556)826010.768.71.4196.874.838.4135.3c100021450010240196.3499008220284.3第六頁第七頁，共33頁。2－14某大型電站地下主廠房發(fā)電機房需在拱頂內(nèi)設(shè)置兩根相同的矩形送風(fēng)管進行均勻送風(fēng)，送風(fēng)溫度20°c，試設(shè)計這兩根風(fēng)管。設(shè)計條件：總送風(fēng)量40×104m3/h,每根風(fēng)管風(fēng)口15個，風(fēng)口風(fēng)速8ｍ／ｓ，風(fēng)口間距16.5ｍ。第七頁第八頁，共33頁。

流體輸配管網(wǎng)作業(yè)（第三章）習(xí)題3-1計算習(xí)題3－1中各散熱器所在環(huán)路的作用壓力。tg＝95oc，tg1＝85oc，tg2＝80oc，th＝70oc。（設(shè)底層散熱器中心與熱源中心高差為3ｍ）圖1圖2第八頁第九頁，共33頁。解：雙管制：第一層：△p1=gh1(ρh-ρg)=9.8×3×(977.81-961.92)=467.2pa第二層：△p2=gh1(ρh-ρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=934.3pa第三層：△p3=gh1(ρh-ρg)=9.8×6×(977.81-961.92)=1401.5pa第九頁第十頁，共33頁。單管制：△ph=gh3(ρg1-ρg)+gh2(ρg2-ρg)+gh1(ρh-ρg)=9.8×3×(968.65-961.92)+9.8×3×(971.83-961.92)+9.8×3×(977.81-961.92=956.4pa第十頁第十一頁，共33頁。

流體輸配管網(wǎng)作業(yè)3－2確定如下圖所示垂直式雙管順流重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)管路的管徑。熱媒參數(shù)為：供水溫度為tg＝95oc，回水溫度th＝70oc。只算Ⅰ、Ⅱ立管，散熱器內(nèi)的數(shù)字表示散熱器的熱負荷；散熱器進出水支管管長1.5ｍ，進出水支管均有截止閥和乙字彎，每根立管和熱源進出口設(shè)有閘閥，樓層高為2.8米。第十一頁第十二頁，共33頁。習(xí)題3－2示意圖第十二頁第十三頁，共33頁。第十三頁第十四頁，共33頁。最不利環(huán)路資用壓力△P=gH(ρh-ρg)+△Pｆ＝9.81×（0.5+3）（977.81－961.92）+350＝896ｐａ最不利環(huán)路長度∑Li1=(2.8+3)+13.5+10+10+10+8+(8.9+3+8)+10+10+10+12.8+2.8=122.8m第十四頁第十五頁，共33頁。QGLDＶR

Py∑

Pd

Pj

P11800625.8200.053.1118.028.01.2334.452.42530018213.5320.051.6522.32.51.233.125.43990034110400.072.5825.81.02.252.2528.141450049910400.115.2152.11.05.985.9858.151910065710500.082.4224.21.03.143.1427.36237008158500.113.6028.81.59.09.037.872370081519.9500.113.6071.62.515.015.086.681910065710500.082.4224.21.03.143.1427.391450049910400.115.2152.11.05.985.9858.110990034110400.072.5825.81.02.252.2528.111530018212.8320.051.6521.12.53.13.124.31233001142.8250.062.888.11.01.81.89.9第十五頁第十六頁，共33頁。通過底層散熱器總阻力即系統(tǒng)作用壓力富裕度的值如下：通過第二層環(huán)路作用壓力及散熱器資用壓力如下：第十六頁第十七頁，共33頁。QGLDＶR

Py∑

Pd

Pj

P131500523150.089.9230373.141161461435001202.8150.1765.93128.61.014.2214.214315200068.83150.115.2645.8354.917221716200068.82.8150.115.2642.71.04.94.948第十七頁第十八頁，共33頁。通過二層散熱器壓降不平衡率如下：通過第三層環(huán)路作用壓力及散熱器資用壓力如下：第十八頁第十九頁，共33頁。通過三層散熱器壓降不平衡率如下：第十九頁第二十頁，共33頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)（第四章）習(xí)題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，可能形成水塞或水擊等不利現(xiàn)象，因此應(yīng)控制流速并及時排除凝水；（４）系統(tǒng)運行時排氣，系統(tǒng)停止運行時補氣,以保證系統(tǒng)長期可靠運行;(5)凝結(jié)水回收方式有重力回水,余壓回水,機械回水等多種方式(回水管段也有少量蒸汽存在)第二十頁第二十一頁，共33頁。習(xí)題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:要點(1)阻力與流速的變化關(guān)系;氣固兩相流中，既有物料顆粒的運動，有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。隨著流速的增大，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(fēng)管，阻力與單相氣流相似，隨流速增大而增大。(2)阻力受物料特性的影響;物料密度大、黏性大時，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。(3)阻力計算的基本方法是把兩相流和單相流看作相同流態(tài),物料流看作特殊的流體,利用單相流體的阻力公式計算。第二十一頁第二十二頁，共33頁。流體輸配管網(wǎng)作業(yè)第五章5-25.在n＝2000rpm的條件下實測一離心泵的結(jié)果：Q=0.17m3/S,H=104m,N=184kw如有一與之幾何相似的水泵，其葉輪比上述泵的葉輪大一倍，在n＝1500r/min之下運行，試求在效率相同的工況點的流量、揚程、功率及效率各為多少？第二十二頁第二十三頁，共33頁。解：由相似率知

故效率相同的工況點的流量、揚程及功率、效率分別為1.02m3/S，234m，2484kw,0.942。第二十三頁第二十四頁，共33頁。5-26.有一轉(zhuǎn)速為1480r/min的水泵，理論流量Q=0.0833m3/S,葉輪外徑D2＝360mm，葉輪出口有效面積A＝0.023m2,葉片出口安裝角β2＝30°，試作出口速度三角形．假設(shè)流體進入葉片前沒有預(yù)旋運動，即vu1=0.試計算此泵的理論壓頭HT∞。設(shè)渦流修正系數(shù)k=0.77,理論壓頭HT為多少？（提示：先求出口絕對速度的徑向分速度vr2,作出速度三角形。）第二十四頁第二十五頁，共33頁。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第二十五頁第二十六頁，共33頁。第6章已知下列數(shù)據(jù)，試求泵所需的揚程。水泵軸線標(biāo)高130m，吸水面標(biāo)高126m，出水池液面標(biāo)高170m，吸入管段阻力0.81m，壓出管段阻力1.91m．有一泵裝置的已知條件如下：Q=0.12m3/s,吸入管徑D＝0.25m,水溫為40oc（容重＝992kgf/m3）,[Hs]=5m,吸水面標(biāo)高102m，水面為大氣壓，吸入管段阻力為0.79m.試求：泵軸的標(biāo)高最高為多少？如此泵裝在昆明地區(qū)，海拔高度為1800m，泵的安裝位置標(biāo)高應(yīng)為多少？設(shè)此泵輸送水溫不變，地區(qū)海拔為102m,但系一凝結(jié)水泵，制造廠提供的臨界氣蝕余量為△hmin=1.9m,冷凝水箱內(nèi)壓強為9000pa。泵的安裝位置有何限制？流體輸配管網(wǎng)作業(yè)第二十六頁第二十七頁，共33頁。解：1)先計算修正后的允許吸上真空高度[H＇S]水溫為40?C時，hv=7500Pa,則hva=0.765m根據(jù)[H＇S]＝[HS]–(10.33-ha)+（0.24-hv）有[H＇S]＝5-(10.33-10.4)+（0.24-0.765）＝4.55m又泵的安裝高度[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所以泵的安裝高度[HSs]＝4.49-V12/2g-0.79＝3.45m泵軸的標(biāo)高最高為3.45+102＝105.45m2）當(dāng)泵為凝結(jié)水泵時，泵必須安裝于液面下才不會發(fā)生氣蝕安裝于液面下的高度為HgHg≥(Pv-Po)/γ+[?h]+Σhs'≥(7500-9000)/(992*9.807)+2.2+0.79=2.84m所以泵軸和水箱液面的高差必須不小于2.84米．第二十七頁第二十八頁，共33頁。第7章7－4.氣體管網(wǎng)的壓力分布圖中，吸入段和壓出段各有什么顯著特征？7－5.什么是調(diào)節(jié)閥的工作流量特性？在串聯(lián)管道中，怎樣才能使調(diào)節(jié)閥的工作流量特性接近理想流量特性？7-9簡述管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的概念。提高管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的主要途徑是什么？7－10.什么是水力失調(diào)，怎樣克服水力失調(diào)？流體輸配管網(wǎng)作業(yè)No26第二十八頁第二十九頁，共33頁。答：吸入段的特征主要是：（1）吸入段的全壓和靜壓均為負值，在風(fēng)機入口負壓最大，風(fēng)管的連接處如果不嚴(yán)密，會有管外氣體滲入；（2）在吸入管段中靜壓絕對值為全壓絕對值與動壓值之和；