1、試比較氣相、液相、多相流這三類管網的異同點。答：相同點：各類管網構造上一般都包括管道系統、動力系統、調節裝作的其它附屬設備。 不同點：各類管網的流動介質不同；管網具體型式、布置方式等不同；各類管網中動力裝置、調節裝置及末端裝置、附屬設施等有些不同。 比較開式管網與閉式管網、枝狀管網與環狀管網的不同點。 答：開式管網：管網內流動的流體介質直接與大氣相接觸，開式液體管網水泵需要克服高度引起的靜水壓頭，耗能較多。開式液體管網內因與大氣直接接觸，氧化腐蝕性比閉式管網嚴重。閉式管網：管網內流動的流體介質不直接與大氣相通，閉式液體管網水泵一般不需要考慮高度引起的靜水壓頭，比同規模的開式管網耗能少。閉式液體

2、管網內因與大氣隔離，腐蝕性主要是結垢，氧化腐蝕比開式管網輕微。枝狀管網：管網內任意管段內流體介質的流向都是唯一確定的；管網結構比較簡單，初投資比較節省；但管網某處發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。環狀管網：管網某管段內流體介質的流向不確定，可能根據實際工況發生改變；管網結構比較復雜，初投資較節枝狀管網大；但當管網某處發生故障停運檢修時，該點以后用戶可通過令一方向供應流體，因而事故影響范圍小，管網可靠性比枝狀管網高。簡述實現均勻送風的條件。怎樣實現這些條件？ 答：根據教材推導式（2-3-21）式中從該表達式可以看出，要實現均勻送風，可以有以下多種方式：（1）保持送風管斷面積

3、F和各送風口面積f0不變，調整各送風口流量系數，使之適應Pj 的變化，維持L0 不變；（2）保持送風各送風口面積f0 和各送風口流量系數不變，調整送風管的面積F，使管內靜壓Pj基本不變，維持L0不變；（3）保持送風管的面積F和各送風口流量系數不變，根據管內靜壓Pj 的變化，調整各送風口孔口面積f0，維持L0不變；（4）增大送風管面積F，使管內靜壓Pj 增大，同時減小送風口孔口面積f0，二者的綜合效果是維持L0不變。實際應用中，要實現均勻送風，通常采用以上第（2）中種方式，即保持了各送風口的同一規格和形式（有利于美觀和調節），又可以節省送風管的耗材，此時實現均勻送風的條件就是保證各送風口面積f0

4、 、送風口流量系數、送風口處管內靜壓Pj 均相等。什么是水封？它有什么作用？舉出實際管網中應用水封的例子。答：水封是利用一定高度的靜水壓力來抵抗排水管內氣壓的變化，防止管內氣體進入室內的措施。因此水封的作用主要是抑制排水管內臭氣竄入室內，影響室內空氣質量。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，但允許凝結水從水封處排向凝結水回收管。實際管網中應用水封的例子很多，主要集中建筑排水管網，如：洗練盆、大/小便器等各類衛生器具排水接管上安裝的存水彎（水封）。此外，空調末端設備（風機盤管、吊頂或組合式空調器等）凝結水排水管處于

5、空氣負壓側時，安裝的存水彎可防止送風吸入排水管網內的空氣。.提高排水管排水能力的關鍵在哪里？有哪些技術措施？ 答：提高排水管排水能力的關鍵是分析立管內壓力變化規律，找出影響立管壓力變化的因素。進而想辦法穩定管內壓力，保證排水暢通。技術措施可以調整管徑；在管徑一定時，調整、改變終限流速和水舌阻力系數。減小終限流速可以通過（1）增加管內壁粗糙度；（2）立管上隔一定距離設乙字彎；（3）利用橫支管與立管連接的特殊構造，發生濺水現象；（4）由橫支管排出的水流沿切線方向進入立管；（5）對立管內壁作特殊處理，增加水與管內壁的附著力。減小水舌阻力系數，可以通過改變水舌形狀，或向負壓區補充的空氣不經水舌兩種途徑

6、，措施（1）設置專用通氣立管；（2）在橫支管上設單路進氣閥；（3）在排水橫管與立管連接處的立管內設置擋板；（4）將排水立管內壁作成有螺旋線導流突起；（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氣孔面積大的斜三通或異徑三通。離心式泵與風機的工作原理是什么？主要性能參數有哪些？ 答：離心式泵與風機的工作原理是：當泵與風機的葉輪隨原動機的軸旋轉時，處在葉輪葉片間的流體也隨葉輪高速旋轉，此時流體受到離心力的作用，經葉片間出口被甩出葉輪。這些被甩出的流體擠入機（泵）殼后，機（泵）殼內流體壓強增高，最后被導向泵或風機的出口排出。與此同時，葉輪中心由于流體被甩出而形成

7、真空，外界的流體沿泵或風機的進口被吸入葉輪，如此源源不斷地輸送流體。泵（風機）不斷將電機電能轉變的機械能，傳遞給流體，傳遞中有能量損失。主要性能參數有：揚程H（全壓P）、流量Q 、有效功率Ne 、軸功率N 、轉速n、效率等。離心式泵或風機相似的條件是什么？什么是相似工況？兩臺水泵（風機）達到相似工況的條件是什么？  答：離心式泵與風機相似的條件是：1）幾何相似。即一系列的泵（或風機）的各過流部件相應的線尺寸（同名尺寸）間的比值相等，相應的角度也相等。2）動力相似。在泵與風機內部，主要考慮慣性力和粘性力的影響，故要求對應點的慣性力與粘性力的比值相等，即雷諾數相等。而當雷諾數很

8、大，對應的流動狀況均處于自模區時，則不要求雷諾數相等。3）運動相似。對于幾何相似的泵（或風機）， 如果雷諾數相等或流動處于雷諾自模區， 則在葉片入口速度三角形相似，也即流量系數相等時，流動過程相似。當兩泵（或風機）的流動過程相似時，對應的工況為相似工況。在上述條件下，不同的泵（或風機）的工況為相似工況，性能參數之間滿足相似律關系式。 應用相似律應滿足什么條件？“相似風機不論在何種工況下運行，都滿足相似律。”“同一臺泵或風機在同一個轉速下運轉時，各工況（即一條性能曲線上的多個點）滿足相似律”。這些說法是否正確？  答：應用相似律應滿足的條件是泵（

9、或風機）的工況為相似工況。即要求泵（或風機）幾何相似、流動狀態的雷諾數相等（或流動均處于雷諾自模區）、流量系數相等。根據相似律應用的條件，“相似風機不論在何種工況下運行，都滿足相似律”這種說法顯然是錯誤的，“同一臺泵或風機在同一個轉速下運轉時，各工況（即一條性能曲線上的多個點）滿足相似律”的說法也不正確。因為一條性能曲線上的多個工況點之間無法達到流量系數相等，即葉片入口速度三角形不相似，流動過程不相似。為什么要考慮水泵的安裝高度？什么情況下，必須使泵裝設在吸水池水面以下？  答：若水泵內部壓力最低值低于被輸送液體工作溫度下的氣化壓力，則會發生氣蝕現象，使水泵損壞。水泵的安裝

10、位置距吸水面的高度對水泵內部的壓力有直接影響，為避免發生氣蝕現象，需要考慮水泵的安裝高度，保證水泵內壓力最低點的壓力Pk 高于工作溫度對應的飽和蒸汽壓力，且應保證一定的富裕值。 對于有些軸流泵，或管網系統輸送的是溫度較高的液體（例如供熱管網、鍋爐給水和蒸汽管網的凝結水等管網系統），對應溫度下的液體汽化壓力較高；或吸液池面壓力低于大氣壓而具有一定的真空度，此時，水泵葉輪往往需要安裝在吸水池水面以下。 什么是水力失調？怎樣克服水力失調？   答：管網中的管段實際流量與設計流量不一致，稱為水力失調。水力失調的原因主要是：(1)管網中流體流動

11、的動力源提供的能量與設計不符。例如：風機、泵的型號、規格的變化及其性能參數的差異，動力電源電壓的波動，流體自由液面差的變化等。(2)管網的流動阻力特性發生變化，即管網阻抗變化。如管材實際粗糙度、存留于管道中雜質，管段長度、彎頭、三通及閥門開度改變等局部阻力的增減等，均會導致管網實際阻抗與設計計算值偏離。要實現均勻送風，可采取以下措施：（1）送風管斷面積F和孔口面積f0不變時，管內靜壓會不斷增大，在孔口上設置不同的阻體，使不同的孔口具有不同的阻力（即改變流量系數）（2）孔口面積f0和U值不變時，可采用錐形風管改變送風管斷面積，使管內靜壓基本保持不變（3）送風管斷面積F及孔口U值不變時，可根據管內

12、靜壓變化改變孔口面積f0（4）增加送風管斷面積F，減小孔口面積f0 什么叫均勻送風實現均勻送風的基本條件根據工業與民用建筑的使用要求，有時將等量的空氣沿通風空調系統的風管側壁成排的孔口或短管均勻送出，使送風房間得到均勻的空氣分布，稱均勻送風。條件：1）保持各側孔靜壓相等；2）保持各側孔流量系數相等；3）增大出流角。選擇題（每題 分，共 分）1、關于比摩阻R，論述正確的有（a）A比摩阻即每米管長的沿程壓力損失B比摩阻即每米管長的壓力損失C比摩阻與流量無關D比摩阻與管徑無關2、以下哪種情況時，用戶采暖系統與熱力網的連接方式可采用直接連接（c ）。A建筑物采暖系統高度高于熱力網水壓圖動水壓

13、線B建筑物采暖系統高度高于熱力網水壓圖靜水壓線C熱力網資用壓頭高于用戶采暖系統的阻力D采暖系統承壓能力低于熱力網靜水壓力3、如下圖所示，供回水溫度95/70，h1=3.2m，h2 = h3 = 3.0m，Q1 = 700W，Q2 = 600W，Q3 = 800W，則流出第三層散熱器管路的水溫為（ c ）。A70B78.3C85.5D904、網路正常工況時水壓圖和各熱用戶的流量如下圖，則用戶3之后的網路總阻抗為（a ）Pa/(m3/h)2。A7.5B15C38.7D15005、如下圖所示，設h1 = 3.2m，h2 = h3 = 3.0m，供回水溫度95/70，Q1 = 700W，Q2 = 60

14、0W，Q3 = 800W，相應供回水密度為961.92kg/m3，977.81kg/m3，則第三層與底層循環環路的作用壓差為（ b ）。A498.8PaB935.3PaC966.5PaD1434.1Pa6、關于熱用戶的水力失調度，以下論述中正確的是（a ）。A熱用戶的水力失調度，為實際流量與規定流量的比值B熱用戶的水力失調度，為規定流量與實際流量的比值C熱用戶的水力失調度越大，水力穩定性越好D熱用戶的水力失調度越小，水力穩定性越好7、消火栓給水系統管道內水流速度不宜大于（a ）。A2.5m/sB1.5m/sC3.5m/sD4.5m/s8、室內熱水采暖管網、空調冷凍水管網和給水管網流動幾乎都處于

15、（a）A、紊流過渡區B、阻力平方區C、水力光滑區D、層流區9、室外熱水管網內的流動大都處于（B）A、紊流過渡區B、阻力平方區C、水力光滑區D、層流區10、在并聯管路上，（A）A、各分支管段的流量分配與其通導數成正比B、各分支管段的流量分配與其通導數成反比C、各分支管段的流量分配與其通導數的倒數成正比D、各分支管段的流量分配與其阻抗系數成正比11、在串聯管路上，（c）A、總流量為各管段流量的和B、總通導數為各管段的通導數之和C、總阻抗系數為各管段的阻抗系數之和D、總阻抗系數的倒數為各管段的阻抗系數的倒數之和12、以下哪個與膨脹水箱連接的管路要設閥門（d）A、膨脹管B、循環管C、溢流管D、信號管（

16、即檢查管）13、疏水器的作用（D）A、定壓B、減壓C、排除蒸汽D、排除系統中的凝水和不凝性氣體14、供氣的表壓力高于：（a） 稱為高壓蒸汽供暖A、70KPaB、80KPaC、90KPaD、100Kpa15、熱水熱力網供水管道任何一點的壓力不應低于供熱介質的汽化壓力，并應留（D）的富裕壓力。A、1020KPaB、2030KPaC、3060KPaD、3050Kpa16、關于熱用戶的水力穩定性系數，以下論述中正確的是（B ）。A熱用戶的水力穩定性系數，為可能達到的最大流量和規定流量的比值B熱用戶的水力穩定性系數，為規定流量與可能達到的最大流量的比值C熱用戶的水力穩定性系數為規定流量和實際流量的比值D

17、熱用戶的水力穩定性系數為實際流量和規定流量的比值17、提高熱水網絡水力穩定性的主要方法（A）A、相對減少網絡干管的壓降B、相對增大網絡干管的壓降C、相對減少用戶系統的壓降D、相對減少用戶系統的流量18、關于熱用戶水力穩定性的論述，錯誤的是（B）A、網絡干管直徑越大，熱用戶的水力穩定性越好B、網絡干管直徑越小，熱用戶的水力穩定性越好C、網絡干管直徑越小，熱用戶的水力穩定性越差D、熱用戶的管徑越大，熱用戶的水力穩定性越差19、已知兩并聯管路的阻抗系數分別為15Pa/（kg/h）2和30Pa/（kg/h）2，則其流量分配比為（d）A、1：2B、2：1C、0.69：1D、1.414：120、關于網路中

18、各管段的阻抗系數論述，不正確的是（C）A、取決于管段的長度B、取決于管段的直徑C、取決于管段內的流量D、取決于管壁的粗糙度21、民用建筑熱水采暖系統，管道熱媒流速，最大不應超過（b）A、1m/sB、1.5m/sC、2m/sD、2.5m/s22、工業建筑熱水采暖系統，管道中熱媒流速，最大不應超過（D）A、1m/sB、1.5m/sC、2m/sD、3m/s23、空氣冷卻器中冷媒的流速，宜采用（C）A、0.21m/sB、0.31.2m/sC、0.61.5m/sD、12m/s24、生活給水管道內的水流速度不宜大于（a ）。A2m/sB1m/sC2.5m/sD5m/s25、采暖空調水系統常采用閉式系統是因

19、為水泵的揚程較-，投資，運行費用。（A）A小，低，少B大，低，少C小，高，少D小，低，多26、閉式水系統的定壓點宜設在，定壓點最低壓力應系統最高點壓力。（C）A循環水泵的出水處，高于B循環水泵的出水處，低于C循環水泵的吸水處，高于D循環水泵的吸水處，低于27、有一通風系統，其風機工作點在A點（如圖所示），如要求將工作點調節到B點，可采用。（ D ）A增大管路阻力 B改變風機轉速 C增大電機功率 D同時采用A、B兩項措施 28、前向葉型的風機或泵的總的揚程較，能量損失，效率，（B）A小，小，高B大，大，低C大，小，高D小，大，低29、泵在閉合環路管網上工作時，其所須揚程等于（A）A環路的流動阻力

20、B環路的最高點與最低點的高差與整個管路系統的阻力損失之和C補水池與壓力容器的高差、整個管路系統的阻力損失以及壓力容器相對壓力之和。D上下兩水池液面的高差與整個管路系統的阻力損失之和30、泵在開式管網上工作時，其所須揚程等于（D）A環路的流動阻力B環路的最高點與最低點的高差與整個管路系統的阻力損失之和C補水池與壓力容器的高差、整個管路系統的阻力損失以及壓力容器相對壓力之和。D上下兩水池液面的高差與整個管路系統的阻力損失之和31、查取矩形風管的比摩阻時，必須用（A）A流速當量直徑和流速B流速當量直徑和流量C流量當量直徑和流速D不是以上三種辦法32、一般空調系統帶有冷卻塔的冷卻水系統是（B）A閉式系

21、統B開式系統C介于閉式和開式之間D既非閉式也開式33、一般空調系統的冷凍水系統是（A）A閉式系統B開式系統C介于閉式和開式之間D既非閉式也開式34、一般閉式水系統中的開式膨脹水箱安裝在（D）A水泵的壓出段B水泵的吸入段C系統的最高點D水泵的吸入段并高出系統的最高點35、空調冷凍水系統正在運行時，水泵出口的壓力等于（C）A系統的靜水壓力B系統的靜水壓力與水泵的全壓之和C水泵出口處的靜水壓力與水泵的靜壓之和D水泵的靜壓力36、空調冷凍水系統中，水泵開始運行瞬間，水泵出口的壓力等于（C）A系統的靜水壓力B水泵出口處的靜水壓力與水泵的靜壓之和C水泵出口處的靜水壓力與水泵的全壓之和D水泵的全壓37、離心

22、風機的比轉數，流量，壓頭。（D）A小，大，大B小，大，小C小，小，小D小，小，大38、比轉數是反映其 和關系的一個綜合參數，與尺寸。（A）A流量，揚程，無關B現有轉數 ，標準轉數，無關C現有轉數 ，標準轉數，有關D流量，揚程，有關39、確定閉式雙管熱水網循環水泵的揚程與如下條件無關的是（C）A熱源的內部阻力損失B主干線供、回水管的阻力損失C主干線末端用戶系統與循環水泵安裝位置的高差D主干線末端用戶系統的阻力損失分析建筑內排水立管的壓力變化。橫支管排放的污水進入立管豎直下落過程中會挾帶一部分氣體一起向下流動，若不能及時補充帶走的氣體，立管上部形成負壓。最大負壓發生在排水橫支管下面。挾氣水流進入橫

23、干管后，流速降低，形成水躍，氣體從水中分離，當水充滿整個斷面時，氣體不能及時排走，立管底部和橫干管內形成正壓。立管從上到下，壓力從負到正，零壓力點靠近立管底部。如何區分枝狀管網與環狀管網？答：枝狀管網與環狀管網應根據管網中流動路徑的確定性進行區分。管網的任一管段的流向都是確定的，唯一的，該管網屬于枝狀管網。若管網中有的管段的流動方向是不確定的，存在兩種可能，該管網屬于環狀管網。別： 枝狀管網：系統簡單，運行管理方便，但管網后備性差，管網某處發生故障時，該點后面管網部分將受影響而不能正常工作； 環狀管網：管網系統比較復雜，管網后備性好；某處發生故障時，流體可以通過環狀管網從另

24、一個方向流動，因此故障影響范圍小。什么是開式管網？什么是閉式管網？各舉兩例。 開式管網與大氣直接相通的管網，如；建筑給排水管網、冷卻水管網； 閉式管網不與大氣直接相通的管網，如：空調冷凍水管網、熱水采暖管網； 影響建筑排水管網排水能力的主要因素有：管徑、過水斷面與管道斷面之比、管網壁粗糙度。要提高其排水能力，應想法穩定排水立短中的壓力，減小其壓力波動。可從以下兩方面入手： （1） 減小終限流速。具體措施有： a. 增加管內壁粗糙度； b. 立管上隔一定距離（如5層）消能； c. 在橫支管與立管連接處采用特

25、殊構造，發生濺水現象，減小水下降流速； d. 橫支管排出水流沿切線進入立管，使水旋流而下； e. 對立管作特殊處理，增加水與管內壁的附著力。 （2） 減小水舌阻力系數。具體措施有： a. 設置通氣立管； b. 在橫支管上設單路進氣閥； c. 在橫支管與立管連接處設擋板； d. 橫支管與立管錯開半個管徑連接，水流沿切線方向進入立管； e. 立管與橫支管連接處采用形成水舌面積小，兩側氣孔面積大的斜三通或異徑三通。什么叫水力失調，以及產生水力

26、失調的原因？管網系統的流體在流動過程中管網系統中的管段實際流量與設計流量不一致，稱為水力失調。水力失調原因：1.管網系統的設計偏差，管網水力特性不符合分配設計量的要求。2管網中流體的動力源提供的能量與設計不符。3管網的流動阻力特性發生變化。四、計算1.有一表面光滑的磚砌風道（k=3mm），橫斷面尺寸為500mmx400mm，流量L=1m3s（3600m3h），求單位長度摩擦阻力。解：（1）流速當量直徑法：矩形風道內空氣流速v=10.5×0.4=5ms矩形風道的流速當量直徑：Dv=2aba+b=2×500×400500+400=444mm根據v=5ms . Dv=4

27、44mm由圖查得Rm0=0.62Pam粗糙度修正系數 Kr=（Kv）0.25=（3×5）0.25=1.96Rm=1.96×0.62=1.22Pam（2）流量當量直徑法：矩形風道的流量當量直徑DL=1.3（ab）0.625（a+b）0.25=1.3×（0.4×0.5）0.625（0.4+0.5）0.25=0.478m根據L=1m3s DL=487mm由圖查得Rm0=0.61PamRm=1.96×0.61=1.2Pam2.如圖所示，設h1=3.2m, h2=h3=3.0m, 散熱器：Q1=700W，Q2=600W，Q3=800W。供水溫度tg=95

28、，回水溫度th=70。求：（1）雙管系統的重力循環作用動力。 （2）單管系統各層之間立管的水溫。（3）單管系統的重力循環作用動力。計算作用動力時，不考慮水在管路中冷卻因素。解: (1)求雙管系統的重力循環作用動力由圖可知，雙管系統屬于并聯環路，各層散熱器所在環路的作用動力不同，需分別計算。系統的供回水溫度，tg=95，th=70。對應的水的密度。g=961.92kgm3，h=977.81kgm3。計算通過各層散熱器循環環路的作用動力：第一層：P1=gh1h-g=9.81×3.2×(977.81-961.92)=498.8Pa第二層：P2=g（h1+h2）h-g=9.81&#

29、215;（3.2+3.0）×(977.81-961.92)=966.5Pa第三層：P3=g（h1+h2+h3）h-g=9.81×（3.2+3.0+3.0）×(977.81-961.92)=1434.1Pa第三層與底層循環環路的作用壓力差值為：P=P3-P1=1434.1-498.8=935.3Pa由此可見，樓層數越多，底層與最頂層循環環路的作用動力差越大。（2）求單管系統各層立管的水溫根據公式ti=tg-iNQiQtg-th（）由此可求出第三層散熱器管路上的水溫。t3=tg-Q3Qtg-th=95-800210095-70=85.5相應的水的密度，3=968.32

30、kgm3第二層散熱器的水溫t2為：t2=tg-Q2+Q3Qtg-th=95-800+600210095-70=78.3相應的水的密度：2=972.88kgm3(3)求單管系統的作用壓力由圖可知，單管系統屬于串聯環路，只有一個共同的作用動力。根據式 Ph=i=1NgHii-i+1=i=1Nghi(i-g)則Ph=gh11-g+h22-g+h33-g=9.81×3.2×977.81-972.88+3.0×972.88-961.92+3.0×968.32-961.92=1009.7Pa或 Ph=gH1h-2+H22-3+H33-g=9.81×3.2&

31、#215;977.81-972.88+6.2×972.88-968.32+9.2×968.32-961.92=1009.7Pa3.（1）已知：某送水系統流量2m3s，管網總阻力1000Pa，求管網阻抗方程，并繪圖。（2）已知：某生活給水系統，給水管網總流量30m3h，靜水壓30m，沿程 局部水頭損失5m，水表水頭損失1m，出流壓頭10m，求管網阻抗方程；繪制管網特性曲線。解：（1）由公式P=SL2可知S=PL2=100022=250kgm7所以管網阻抗方程為：P=250L2管網特性曲線如下圖所示：（2）由題意可知 H1=300kPa，H2=50kPa，H3=10kPa，H4

32、=100kPa，qg0=30m3h。所以h0=H1+H4=300+100=400kPaS=H2+H3qg02=50+10302=0.067kPa(m3h)2管網阻抗方程為：H=h0+Sqg2=400+0.067qg2管網特性曲線如下圖所示：4. 水泵流量100m3h ，揚程80m，內效率i=70% ，機械傳動效率m=85% ，電動機容量儲備系數K=1.2。求：（1）水泵的有效功率；。（2）全壓效率；（3）選配電機功率。解：（1）水泵的有效功率Ne=PQ1000=80×104×1003600×1000=22.2kW （2）全壓效率=i.m=0.7×0.85

33、=0.595=59.5%（3） 電機功率NM=PQK×10-3=80×104×1003600×0.595×1.2×10-3=44.8kW5. 已知：兩臺相似水泵，D2：D2'=2:1，n2:n2'=1:3 ，輸送同一流體時，且效率相同。求：兩臺泵的全壓比 流量比 功率比。解：因輸送同一流體，故=，全壓比：PP'='(D2D2')2(nn')2=11×(21)2×(13)2=49流量比：QQ'=(D2D2')3nn'=21313=83功率比：NN

34、'='(D2D2')5(nn')3=11（21）5（13）3=32276. 已知：某單級單吸離心水泵，流量100m3h，揚程80m，轉速2900rmin。求：（1）比轉數；（2）當=1000kgm3時，比轉數。解：（1）比轉數：ns=3.65nQ12H34=3.65×2900×(1003600)128034=66（2）ns=nQ12（P）34=2900×（1003600）12（80×100001000）34=3.27、已知水泵性能曲線如下圖。管網阻抗S=76000mH2O/(m3/s)2,靜揚程Hst=19m,轉速n=29

35、00r/min。試求：（1）水泵的流量Q、揚程H、效率及軸功率N； （2）用閥門調節方法使流量減少25%，求此時水泵的流量、揚程、軸功率和閥門消耗的功率。 （3）用變速調節方法使流量減少25%，轉速應調至多少？解：（1）由管網特性曲線方程H=Hst+SQ2=19+76000Q2,計算得：Q(10-3m3/s)0246810H(m)1919.3020.2221.7423.8626.60管網特性曲線與泵的Q-H曲線交于A點。Q=8.5×10-3m3/sHA=24.5mA=65%NA=QAHAA =9.807kN/m3×0.0085m3/s×24.5m0.65=3.14

36、kW （2）閥門調節QB=1-0.25QA=0.75×8.5=6.38×10-3m3/s在泵的Q-H曲線上查得B點，HB=28.8m,B=65%NB=QBHBB=9.807kN/m3×0.00638m3/s×28.8m0.65=2.77kW由B點做垂直線與管路性能曲線交于C點HC=19+76000×(0.00638)2=22.09m閥門增加的水頭損失H=HB-HC=28.8-22.09=6.71m閥門消耗的功率N=QBHB =9.807kN/m3×0.00638m3/s×6.71m0.65=0.65kW （3）變速調節將工況

37、點調至C點，相似工況曲線的特性方程H=kQ2其中： k=HCQC2=22.090.006382=542693mH2O/(m3/s)2Q(10-3m3/s)66.3878H(m)19.5522.0926.6134.75相似工況曲線與泵的Q-H曲線交于D點QD=7.2×10-3m3s,由nn'=QDQC得 n'=nQDQC=2900×0.006380.0072=2570r/min8、第7題中的水泵直徑D2=200mm，如果用切削葉輪方法使流量減少25%，問應切削多少？解：首先計算水泵的比轉數。效率最高點F，QF=7×10-2m3s，HF=28mns=3

38、.65nQ12H34 =3.65×2900×0.007122834=73屬于低比轉數的水泵，采用第一切削定律，切削曲線是直線。H=HCQCQ=22.09Q/6.38=3.46Q當Q=8×10-3m3s，H=27.68m。兩點即可畫出切削曲線。與泵的QH曲線交于E點，Qc=7.7×10-3m3sD2D2=QFQC=7.76.38=1。10 D2=D2/1.10=200/1.10=182mm切削率 =D2-D2D2=(200-182)/200=9%在允許范圍內。9.12Sh-19A型離心泵，流量為0.22m3s時，由水泵樣本中的Q-Hs曲線中查得，其允許吸上

39、真空高度Hs=4.5m，泵進水口直徑為300mm，從吸水管進入口到泵進口的水頭損失為1.0m，當地海拔為1000m，水溫為40攝氏度，試計算其最大安裝高度Hss。解：由式（6-3-5）計算H's查表6-3-2當海拔為1000m時，Pa=0.092Mpa，則Ha=9.2m查表6-3-1水溫為40攝氏度時，Pva=7.5kPa，則hs=0.75m根據式（6-3-5）：H's=4.5-（10.33-9.2）-（0.75-0.24）=2.86m由式（6-3-4）得：Hss= H's-(v122g+hs) v1=Q4D2=0.220.785(0.3)23.11m/s V122g0

40、.49m hs=1m所以，最大安裝高度為：Hss=2.86-(0.49+1)=1.37m 不同海拔高程的大氣壓強（絕對壓力） 表6-3-2海拔高程m6000100200300400500600大氣壓力Mpa0.1130.1030.1020.1010.1000.0980.0970.096海拔高程m700800900100015002000300040005000大氣壓力Mpa0.0950.0940.0930.0920.0860.0840.0730.0630.05510.某水泵從水箱吸入104的熱水送進鍋爐，水箱壓強0.5mH2O，氣蝕余量4.5mH2O，吸水管阻力1mH2O，求吸水液面至泵吸入口

41、高差。解：由式P1+v122g-PV=h 和式 P0+Hg=P1+v122g+hs式中：PV=1.84mH2O=1.84×104Pa（P232表7-1-2），h=4.5mH2O，hs=1mH2O，P0=0.5mH2O=0.5×104Pa,所以Hg=h+PV+hs-P0=4.5+1.84+1-0.5=6.84m11.某閉式空調冷凍水管網并聯有兩臺相同的循環水泵。單臺水泵性能參數如下：轉數2900rmin,所配電機功率2.2kW。流量揚程性能如下表：參數序號123流量（m3h）7.512.515揚程（m）222018.5管網中開啟一臺水泵時，流量為15m3h，揚程為18.5m。

42、1) 畫出單臺水泵運行時水泵的性能曲線和管網特性曲線，并標出工況點；2) 若管網只需流量10m3h，擬采用：1）關小調節閥門；2）調節水泵轉速的辦法來實現。求出采用這兩種調節方法后水泵的工況點。采用關小調節閥的方法時，管網的阻抗值應增加多少？采用調節轉速的方法時，轉速應為多少？比較采用這兩種方法耗用電能的情況；3) 若管網需要增加流量，讓這兩臺水泵并聯工作，管網系統流量能否達到30m3h？此時每臺水泵的流量和揚程各是多少？解：（1）如下圖所示，單臺水泵的性能曲線為曲線。管網阻抗S=18.5152=0.0822mH2O（m3h）2，作管網特性曲線為曲線，二者的交點1為水泵的工況點，輸出流量為15

43、m3h，揚程為18.5m。（2）關小閥門時，要求的輸出流量是10m3h，水泵的性能曲線不變，仍為曲線，由橫坐標Q=10m3h作垂線，與曲線交點2為要求的工況點，此時，流量10m3h，揚程21.2m。管網的阻抗S=21.2102=0.212mH2O（m3h）2，增加阻抗為S=S-S=0.212-0.082=0.130mH2O（m3h）2。采用調節轉速的方法時，管網特性曲線仍為，由橫坐標Q=10m3h作垂線，與曲線交點3為要求的工況點。由于曲線上的點滿足H=H1Q12Q2，即曲線是過單臺性能曲線上的1的相似工況曲線，因此點3與點1是相似工況點，所以轉速n=nQ3Q1=2900×1015=

44、1933rmin。設水泵效率基本不變，調節閥門的耗功率和調節轉速時的耗功率對比情況如下：N'N''=Q2H2Q3H3=21.28.2=2.59，即采用調節閥門的方法耗用電能是采用調節轉速的2.59倍。（3）按照水泵并聯的聯合運行工作性能曲線的求解方法，作出此2臺水泵并聯工作的聯合運行工作性能曲線，如圖中曲線，與管網特性曲線交點4為并聯運行的工作點，此時總流量16.2m3h，不能達到30m3h，揚程22.0mH2O。12、有一臺直通雙座調節閥，根據工藝要求，其最大流量是65m3/h，最小壓差是0.5×105Pa;其最小流量是13m3/h，最大壓差是0.975&#

45、215;105Pa，閥門為直線流量特性，SV=0.5，被調介質為水，試選擇閥門口徑。解：（1）計算要求的閥門流通能力C=316Qp=316×65×10.5×105=92（2）根據C=92，查直通雙座調節閥產品參數表（P255表7-3-2），選擇調節閥公稱直徑為80mm，閥門流通能力為100。驗算12題所選閥門的開度和可調比。 解：（1）開度驗算最大流量時閥門的開度Kmax=1.03×SVc2P/105Qi2+SV-1-0.03×100%=1.03×0.51002×0.5×105/1105×652+0.5-

46、1-0.03×100%=85.1%最小流量時閥門的開度Kmax=1.03×SVc2P/105Qi2+SV-1-0.03×100%=1.03×0.51002×0.5×105/1105×132+0.5-1-0.03×100%=10.5%滿足要求。（2）驗算可調比RS=10SV=100.5=7;最大流量與最小流量之比為65/13=5，可見，可調比滿足要求。13、如圖、下表所示，請分析：恒定供回水總管壓差和恒定末端設備管路壓差節能數據，并分析節能差異的原因。最不利環路設計工況水力計算結果管段編號流量（t/h）管徑（mm）當

47、量長度（m）阻力（Pa）160125200346002401003074903208030531042080101770160125200346002401003074903208030531042080101770末端設備2050000機房管路60100000合計248340分析：（1）恒定供回水總管壓差。在這種控制方案下，壓差傳感器測定供回水總管的壓差P1=148340Pa，將此信號傳送給水泵的變速控制調節機構，對水泵的轉速進行調節，以維持此壓差的穩定。現分析當末端用戶A.B關閉時的情況，此時C需要的水流量是20th。當用戶A.B關閉，系統的阻抗增大，管網特性變陡，供回水總管之間的壓差P1

48、增大，于是，變速控制調節機構z改變水泵的轉速，減小流量，維持壓差P1的穩定。此時，機房管路的壓降將變為100000×（2060）2=11111Pa，系統阻力是159451Pa。運行調節工況分析見圖一。調節前，水泵性能曲線為，管網特性曲線為曲線，水泵的工況點為點1.調節后的水泵性能曲線為，管網特性曲線為，工況點為點2.比較變頻前后的水泵功率。設水泵的效率穩定在72%。調節前：N=QP1000=60×2484303600×1000×72%=5.75kW調節后;N'=QP1000=20×1594513600×1000×72

49、%=1.23Kw可見，變頻調速的節能效果顯著。但調節前后的功率比值并不等于流量之比的三次方。原因是點1和點2 不在同一管網特性曲線上，不是相似工況點。N'N=1.235.75×100%=21.4%(2060)3=3.7%如果要用水泵的相似率來進行計算，則需要過點2做相思工況曲線，與曲線交于2，對點2和2之間的參數可直接用相似律進行計算。（2）恒定末端設備管路壓差。此時以末端設備之路壓差P為控制參數，對水泵進行變頻調速，維持P的穩定。見題圖。仍然以末端設備A.B停運，僅C運行（要求流量20th）的工況進行分析。根據系統的阻力特性，管路的阻力計算結果見下表：A.B關閉時的水力計算

50、結果表管段編號流量（th）阻力（Pa）1203844.4442201872.5320531042017701203844.4442201872.532053104201770末端設備50000換熱機組11111總計86705工況分析見圖四-13（2）。此時，水泵輸出的壓差為86705Pa。調節前，水泵性能曲線為曲線，管網特性曲線為曲線，水泵的工況點為點1。調節后的水泵性能曲線為，管網特性曲線為，工況點為點2。比較調節前后的水泵功率：調節前：N=QP1000=60×2484303600×1000×72%=5.75kW調節后：;N'=QP1000=20

51、5;867053600×1000×72%=0.67kW可見，比采用恒定供回水總壓差的調節方式節能效果更加顯著。但調節前后的功率比值仍然不等于流量之比的三次方。其原因與采用前一種調節方式時相同。如果要用水泵的相似律來進行計算，則需要通過點2作相似工況曲線，與曲線交于點2，對點2和2之間的參數可直接用相似律進行計算。N'N=0.675.75×100%=11.7%(2060)3=3.7%比較兩種控制方式，恒定末端設備管路壓差的方式節能效果更加顯著。究其原因，是因為采用恒定供回水總管的方式時，雖然供水干管由于流量減小、阻力下降，但為了恒定供回水總管的壓差，不得不通

52、過調節末端設備管路的調節閥、增加調節閥的阻力來滿足這一要求。采用恒定末端設備管路壓差的方式就沒有這部分能量消耗。通過以上兩種方式的運行工況分析和能耗比較，我們可以認識到，在管網的實際運行過程中，為了滿足變化的用戶需求，可以采用調節動力設備性能、調節管路特性等方式。采用不同的調解方案，能量消耗不同。在工程中，選用何種調節方式和方案，應綜合考慮用戶要求、末端設備性能、自動控制系統造價、能耗情況、運行管理水平等多種因素，通過技術經濟比較來確定。五、繪圖1 繪制：對于斷面不變的矩形送（排）風管，采用條縫形風口送排風是，風口上的速度分布圖，并說明原因答：在送風管上，從始端到末端管內的流量不斷減小，動壓相

53、應下降，靜壓增加，使條縫出口流速不斷增加；在排風管上，則是相反。因管內靜壓不斷下降，管內外壓差增加，條縫入口流速不斷增大。2.繪圖并說明排水立管內壓力變化規律答：橫支管排放的污水進入立管豎直下落過程中會挾帶一部分氣體一起向下流動。如不能及時補充帶走的氣體，在立管上部形成負壓。最大負壓發生在排水橫支管下面。最大負壓值的大小，與排水橫支管的高度、排水量的大小和通氣量大小有關。排水橫支管距立管管底部越高，排水量越大，通氣量越小，形成的負壓越大。挾氣水流進入橫干管后，因流速減小，形成水躍，水流充滿橫干管斷面，因流速減小從水中分離出的氣體不能及時排走，在立管底部和橫干管內形成正壓。在立管中從上向下，壓力

54、由負到正，由小到大逐漸增加，零壓點靠近管底部。3.繪圖說明兩相流阻力與單相流阻力的異同答：在兩相流中，既有物料顆粒的運動，又存在顆粒與氣流間的速度差，其阻力要比單相氣流阻力大，它們兩者的阻力與流速的關系也不是相同的。對于兩相流，在流速較小的階段（ab段）其阻力隨流速增大而增大。隨著流速逐漸增大（bc段），顆粒由沿管底運動逐步過渡到懸浮運動。流速再增大（cd段），顆粒完全處于懸浮狀態，基本上均勻分布于整個管道，此時兩相流的阻力隨流速增大而增大，與單相流相似。曲線2上c點是臨界狀態點，此時顆粒群處于完全懸浮裝態，阻力最小，臨界狀態的流速稱為臨界流速。兩相流的阻力還受物料特性的影響。例如物料密度大、黏性大時，其摩擦作用和懸浮速度大，因而阻力大；顆粒分布不均勻時，顆粒之間速度差異大，互相碰撞機會多，因而阻力也大。4、繪制半徑為r點的速度三角形：已知，安裝角=45。，半徑r=0.3m，b=0.2m，葉輪轉速n=2900r/min，流量QT=100m3/h，葉片排擠系數=0.85。解：如圖所示，u=r=dn60=3.14×0.2m×2900r/min60=91.06m/h 根據 QT=vrF, F=2rb，得，vr=QT2rb=100m3/h2×3.14×0.3m×0.2m×0.85=312.22m/h。5、繪圖說明