《流体输配管网》复习题及答案A

1A参考答案及评分标准一．（填空题（每空2分，共30分）1．流体管网应包括(管道系统)、(动力系统)、(调节装置)、(末端装置)及保证管网正常工作的其他附属装置。2．要保证流体流动过程力学相似必须同时满足（几何相似）、（运动相似）、（动力相似）。3．流体流动阻力有两种：摩擦阻力也称沿程阻力，及局部阻力。其中（沿程）阻力随水力半径的增大而（减少）。4．当各环路的（重力作用相等）时，并联管段的总阻抗Sb与各并联管段的阻抗SI有如下关系inibSS115．管道中某点的测压管水头高度，就是该点的距基准面的位置高度与该点的（测压管水柱高度）之和。6．膨胀水箱的膨胀管，在重力循环中应接在(供水总立管的顶端)；在机械循环系统中，一般接在(循环水泵吸入口)。7．常用的风机有离心风机、（轴流风机）、斜流风机、（惯流风机）。二．简答题（每题8分，共40分）1．简述流体输配管网水力计算的主要目的。答：根据要求的流量分配，确定管网的各管段管径和阻力，（4分）求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件。（4分）2．现场测得水泵得扬程和流量低于厂家给出的样本性能，能否断定该水泵为不合格产品？为什么？答：不能断定该水泵为不合格产品。（3分）因为水泵接入管网时会产生系统效应，即由于生产厂家在设备性能测试时进出口接管方式形成的流体能量损失小于实际进出口接管方式形成的流体能量损失。（5分）3．简述动静压转换原理。答：全压是静压和动压之和，（3分）在某一管流断面，全压一定时，如静压增长，则动压必等量减少；（3分）反之，静压减少，动压必等量增长。（2分）4．蒸汽疏水器的作用是什么？用在什么样的管网上？装在什么位置？答：蒸汽疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排走热设备及管道中的凝水，（5分）同时，能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。疏水器用在蒸汽供热管网中，一般装在散热器或换热器后的凝结水管路上（3分）5．为什么供暖空调冷热水管网要设排气装置？排气装置设在什么地方？为什么建筑给水管网不设排气装置？答：因为一般供暖空调冷热水管网是闭式管网，系统中如果有空气，就会影响水的正常循环。所以必须设置排气装置。（3分）排气装置设在系统个环路的供水干管末端的最高处。（3分）建筑给水管网是开式管网，系统中即使混有空气，也不会影响水的流动，所以不设排气装置。（2分）三．计算题（每题15分，共30分）21.某泵当流量q=35m3/h时的扬程为H=62m，用转速为1450r/min电动机拖动，此时轴功率P=7.6kW，当流量增加到q=70m3/h时原动机的转速提高到多少才能满足要求？此时扬程、轴功率各是多少？解：有同一台水泵在不同转速下工作,符合相似条件,前后工况满足相似原理有一下关系:(Q1:Q2)=(D1:D2)3*(n1:n2)（3分）(H1:H2)=(D1:D2)2*(n1:n2)2（3分）(N1:N2)=(D1:D2)*(n1:n2)3（3分）n2=Q2/Q1*n1=70/35*1450=2900r/min（2分）H2=(n2/n1)2*H1=(2900/1450)2*62=248m（2分）N2=(n2:n1)3*N1=8*7.6=60.8kW（2分）2.一给水管路如图所示，已知干管流量Q=100L/s，各管段长度及管径如图所标，求各管段流量Q1，Q2，Q3以及A，B两节点间的水头损失HAB？三段管子的比阻（单位管长在单位流量下的沿程水头损失）分别是A1=2.752s2/M6，A2=1.025s2/M6，A3=9.029s2/M6解：该管路既串联又并联。流量关系，水头关系分别为：Q=Q1+Q2，Q2=Q3HAB=A1*L1*Q12=A2*L2*Q22+A3*L3*Q32联立上述方程有A1*L1*（Q-Q2）2=(A2*L2+A3*L3）Q22带入已知数据2.752*1000*（0.1-Q2）2=（1.025*500+9.029*500）Q22解2275Q22+550.4Q-27.52=0得到Q2=42.5L/s，（4分）Q1=57.51L/s，（4分）Q3=Q2=42.5L/s（4分）HAB=A1*L1*Q12=2.752*1000*0.0575*0.0575=9.0988M（3分）33.某闭式水管网系统并联有两台相同的循环水泵。单台水泵性能参数如下：转速1200r/min，流量——扬程性能如下表：流量(m3/h)100125150扬程(m)655018管网中开启一台水泵时，流量为150m3/h，扬程为18m：（1）画图求解开启一台水泵时的工况点。（2）若管网只需流量100m3/h，拟采用：关小调节阀门或调节水泵的转速的办法来实现。求出采用这两种调节方法后水泵的工况点。采用关小调节阀的方法时，管网的阻抗值应增加多少？采用调节转速的方法时，转速应为多少？比较采用这两种方法后水泵耗用电能的情况。（3）若管网需要的流量增加，不改变管网特性，让两台水泵并联工作，管网系统流量能否达到300m3/h？此时每台水泵的流量和扬程各是多少？（画图分析）答：（1）如图，曲线I是管网特性曲线，曲线II是单台水泵性能曲线。开启一台水泵时的工况点是点1。（2）关小阀门前管网的总阻抗是：23420)//(10815018hmmS，关小阀门后的管网特性曲线是曲线III，工况点是点2，流量100m3/h，扬程65m；管网的总阻抗变为：23321)//(105.610065hmmS。阻抗应增加：233)//(107.5hmm。采用转速调节时，在横坐标100Qm3/h处作垂线，与管网特性4曲线I的交点为3，是调小转速后应达到的工况点。过点1作相似工况曲线QQHH211，它与管网特性曲线I重合，与水泵的性能曲线的交点是1。点3与点1是相似工况点，该点扬程应为：mQQHH8232113，转速应为：min/80012001501001133rnQQn。调小转速与关小阀门所耗电能之比：658223323HQHQNN（3）首先作出两台水泵并联运行性能曲线，图中曲线III。管网特性曲线仍为I，此时工况点是点4，总流量255m3/h，扬程48m，此时单台水泵工作在点5，流量是127.5m3/h。