建筑设备工程教案

1井冈山大学建筑工程学院教师备课教案专业：建筑环境与能源应用工程课程名称：建筑设备工程授课时间：201X/201X学年，第一学期授课班级：建环14本1班任课教师：庞丽东2本册教案目录课次课题（章节）页码1绪论12第一章流体力学基本知识第一节流体的主要物理性质第二节流体静压强及其分布规律第三节流体运动的基本知识第四节流动阻力和水头损失第五节孔口、管嘴出流及两相流体简介336813203第二章室外给水排水工程概述第一节室外给水工程概述第二节室外排水工程概述第三节城镇给水排水工程规划概要222226294第三章管道材料、器材及卫生器具第一节管道材料和水表第二节卫生器具及冲洗设备3333365第四章建筑给水第一节给水系统和给水方式第二节水泵和贮水设备第三节室内给水管网的布置和敷设第四节用水定额、设计秒流量和居住小区室外设计流量第五节管网水力计算简介第六节高层建筑给水系统特点第七节绿化供水系统和建筑冷饮水供应和冷却水系统简介43434952545960666第五章建筑排水、中水及特殊建筑给水排水第一节建筑排水系统的分类和污水排放条件第二节建筑排水系统的组成第三节建筑排水管网的布置和敷设第四节建筑小区排水系统第五节建筑排水管道的计算第六节屋面雨水排放第七节建筑中水工程简介第八节高层建筑排水系统特点第九节特殊建筑给水排水6767687173737985878937第六章传热及气体射流基本知识第一节传热学基本知识第二节传热过程第三节气体射流简介1051051101118第七章热水及燃气供应第一节建筑热水供应系统及图式第二节建筑热水管网布置及敷设第三节建筑热水管网计算简述第四节饮水供应第五节高层建筑热水供应系统的特点第六节燃气供应1141141201211211231249第八章采暖第一节采暖方式、热媒及系统分类第二节采暖系统的设计热负荷第三节对流采暖系统第四节辐射采暖系统第五节采暖系统的散热设备第六节室内采暖系统的管路布置与主要设备及附件第七节分户采暖热源第八节集中采暖热源13013013113314314815115615810第九章通风第一节建筑通风概述第二节全面通风量的确定第三节自然通风第四节通风系统的主要设备和构件16516517217518111第十章空气调节第一节空气调节系统分类第二节空调负荷计算与送风量第三节集中式空调系统第四节半集中式空调系统第五节分散式空调系统第六节几种新型的空调方式第七节空调水系统第八节空调系统的冷热源第九节空调系统的布置第十节建筑防排烟及通风空调系统的防火第十一节空调系统的消声与减振第十二节建筑设计与采暖空调系统运行节能的关系189189192194204207211212215219227234236412第十一章建筑电气系统概述第一节建筑电气系统的作用和分类第二节建筑电气系统的组成和设计原则23923924013第十二章电力供配电系统第一节供电系统第二节用电负荷计算第三节设备选择第四节室内外电气配线第五节配电盘(柜)和变配电室第六节自备应急电源设备24224224424624925525714第十三章建筑电气照明第一节照明基本知识第二节光源和灯具第三节照明设计第四节照明设计图纸26026026427427715第十四章几种建筑弱电系统简介第一节火灾自动报警系统第二节电话通信系统第三节有线电视系统第四节有线广播、扩声及同声传译第五节公共建筑计算机经营管理与楼宇自动化系统(BAS)28428428729229729916第十五章建筑电气安全第一节安全电压第二节建筑防雷第三节接地3033033033105第一章流体力学基本知识第一节流体的主要物理性质一、密度和容重对于均质流体，单位体积的质量称为流体的密度，即VM(kg／m3)式中M——流体的质量，kg；V——流体的体积，m3。对于均质流体，单位体积的重量称为流体的重力密度，即VG(N／m。)式中G——流体的重量，N；V——流体的体积，m3。·由牛顿第二定律知道：G＝Mg。因此gVMVGg式中g——重力加速度，g＝9.807m／s2；流体的质量密度和重力密度随外界压力和温度而变化，例如水在标准大气压和4℃时，其＝1000kg／m3、＝9．807kN／m3。水银在标准大气压和0C时，质量密度和重力密度是水的13．6倍。干空气在温度为20C、压强为760mmHg时的质量密度和重力密度分别为a＝1．2kg／m3；a＝11．80N／m3。二、流体的黏滞性流体的黏滞性可以由下列实验和分析了解到。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布，如图l—1所示。牛顿在总结实验的基础上，首先提出了流体内摩擦力的假说——牛顿内摩擦定律。如用切应力表示，可写为：6三、流体的压缩性和热胀性流体压强增大体积缩小的性质，称为流体的压缩性。流体温度升高体积膨胀的性质，称为流体的热胀性。气体具有显著的压缩性和热胀性。在温度不过低、压强不过高时，密度、压强和温度三者之间的关系服从理想气体状态方程：RTp第二节流体静压强及其分布规律一、流体静压强及其特性设想在一容器的静止水中，隔离出部分水体I来研究，如图l—2所示，这种情况必须把周围水体对水体I的作用力加以考虑，以保持其静止状态不变。设作用于隔离体表面某一微小面积上的总压力是p，则面上的平均压强为：pp(N／m2)当所取的面积无限缩小为一点a，即0，则平均压强的极限值为：plim0p(N／m2)这个极限值p称为a点的静压强。图l—2流体的静压强流体静压强有两个特征：(1)流体静压强的方向必定沿着作用面的内法线方向。因为静止流体不能承受拉应力且7不存在切应力，所以，只存在垂直于表面内法线方向的压应力——压强。(2)任意点的流体静压只有一个值，它不因作用面方位的改变而改变。二、流体静压强的分布规律工程计算中，压强有不同的量度基准：(1)绝对压强：是以完全真空为零点计算的压强，用Ap表示。(2)相对压强：是以大气压强为零点计算的压强，用p表示。由上所述，相对压强与绝对压强的关系为：aAppp真空度，是指某点的绝对压强不足一个大气压强的部分，用pk表示，即pppAakp第三节流体运动的基本知识一、流体运动的基本概念(一)压力流与无压流(1)压力流：流体在压差作用下流动时，整个流体周围都和固体壁相接触，没有自由表面。如供热工程中管道输送汽、水等，风道中气体输送，给水中液体输送等都是压力流。(2)无压流：液体在重力作用下流动时，液体的部分周界与固体壁相接触，部分周界与气体接触，形成自由表面。如天然河流、明渠流等一般都是无压流。(二)恒定流与非恒定流(1)恒定流：流体运动时，流体中任一位置的压强、流速等运动要素不随时间变化的流动称为恒定流动，如图1—5(。)所示。(2)非恒定流：流体运动时，流体中任一位置的运动要素如压强、流速等随时间变化而变动的流动称为非恒定流，如图1—5(6)所示。自然界中大都是非恒定流，工程中一般可以取为恒定流(三)流线与迹线(1)流线：流体运动时，在流速场中画出某时刻的这样的一条空间曲线，它上面所有流体质点在该时刻的流速矢量都与这条曲线相切，这条曲线就称为该时刻的一条流线，见图l—6·(2)迹线：流体运动时，流体中某一个质点在连续时间内的运动轨迹称为迹线。流线与迹线是两个完全不同的概念。非恒定流时流线与迹线不重合，在恒定流时流线与迹线相重合。(四)均匀流与非均匀流(1)均匀流：流体运动时，流线是平行直线的流动称为均匀流。如等截面长直管中的流动。(2)非均匀流：流体运动时，流线不是平行直线的流动称为非均匀流。如流体在收缩管、扩大管或弯管中流动等。它又可分为：渐变流：流体运动中流线接近于平行线的流动称为渐变流，如图l—7中的A区。急变流：流体运动中流线不能视为平行直线的流动称为急变流，如图1—7中的B、C,D区。图1—7均匀流与非均匀流(五)元流、总流、过流断面、流量与断面平均流速(1)元流：流体运动时，在流体中取一微小面积d,，并在d面积上各点绘出并形成一股流束，称为元流。在元流内的流体不会流到元流外面，在元流外面的流体亦不会流进元8流中去。由于d很小，可以认为d上各点的运动要素(压强与流速)相等。(2)总流；流体运动时，无数元流的总和称为总流。(3)过流断面：流体运动时，与元流或总流全部流线正交的横断面称为过流断面，用d或表示，单位为m2或cm2。均匀流的过流断面为平面，非均匀流的过流断面为曲面，渐变流的过流断面可视为平面，见图1—8。(4)流量：流体运动时，单位时间内通过过流断面的流体体积称为体积流量，用符号Q表示，单位是m3／s或L／s。一般流量指的是体积流量，有时用质量流量，质量流量表示单位时间内通过过流断面的流体质量，单位为kg／s。(5)断面平均流速：流体流动时，断面各点流速一般不易确定，当工程中又无必要确定时，可采用断面平均流速()，断面平均流速为断面上各点流速的平均值。二、恒定流的连续性方程1、质量流量的连续性方程2211QQ或222111当流体不可压缩时，流体的容重y不变，上式得：21QQ或22119三、恒定总流能量方程(一)恒定总流实际液体的能量方程伯努里方程(二)实际气体恒定总流的能量方程实际气体总流的能量方程为：或（三）能量方程应用举例（见P12）第四节流动阻力和水头损失一，流动阻力和水头损失的两种形式(一)沿程阻力和沿程水头损失流体在长直管(或明渠)中流动，所受的摩擦阻力称为沿程阻力。为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量，称为沿程水头损失hf。(二)局部阻力和局部水头损失流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈地碰撞，所形成的阻力称局部阻力。为了克服局部阻力而消耗的重力密度流体的机械能量称为局部水头损失hj。10二、流动的两种形态——层流和紊流雷诺数Re:对于圆管的有压管流：若Re2000时，流体为层流形态；若Re2000时，流体为紊流形态。对于明渠流，通常以水力半径只代替公式(1—17)中的d，明渠中的翠诺数为：vRRe三、沿程水头损失1、对于紊流:112、对于气体管道:3、在实际工程中:四、沿程阻力系数入和流速系数C的确定1．层流区当Re2300时，与相对粗糙度(d或r)无关，并且和Re的关系符合Re64；方程，试验结果证实了圆管层流理论公式的正确性。同时，此试验亦证明绝对粗糙度厶不影响临界雷诺数Reo＝2300的数值。2．层流转变为紊流的过渡区当2300Re4000时，值与相对粗糙度(d或r)及Re有关。3．紊流区Re4000后形成，根据的变化规律，此区流动又可分为如下三个流区：(1)水力光滑区。当Re4000时，沿程阻力系数又与Re有关，而与相对粗糙度无关。反映此区的代表性方程为4/1e0.3164R(2)水力过渡区。接于水力光滑区之后，此区沿程阻力系数与雷诺数Re和相对粗糙度(d)都有关。(3)阻力平方区。当Re增加到相当大时，又值仅与相对粗糙度有关，而与Re无关。此区的代表方程为25.0）d（0.11。此区的流动阻力与流速平方成正比，故称阻力平方区。其他经验公式课本（P16-17）五、局部水头损失列题略12第五节孔口、管嘴出流及两相流体简介一、孔口出流(一)薄壁圆形小孔口的液体自由出流收缩系数为：0.64-0.63孔口流量与作用水头H以及其他因素的关系式为：000g2g2HHQh(二)淹没出流如果孔口出流淹没于同类流体中，则称为淹没出流，如图l—17所示。孔口淹没出流的流量可用式(1—36)计算，但Ho=H1一H2。流速系数和流量系数与自由出流之值相同。对于气体的孔口流量公式也可用式(1—36)计算，其中只需把Ho变为p(为气体的重力密度，p为孔口前后的压强差)即可。二、管嘴出流在直径为d的圆形小孔口外部接一个长度L=(3—4)d的圆柱形短管，称为圆柱形外管嘴，如图1—18所示。水流经过水箱侧壁转弯进入管嘴内部，同样