重庆大学《流体输配管网》课程试题

重庆大学《流体输配管网》课程试题（A卷）（1999级）

一、什么是开式管网？什么是闭式管网？各举两例。（5分）

二、假定某建筑的热水采暖系统和给水系统的管径、管网高度相同，管内流速也

相同，两系统所需的水泵扬程是否相同？为什么？（5分）

三、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？（5分）

四、什么说管内流速是流体输配管网设计和运行的重要参数？在确定管内流速

时，应考虑哪些因素？空调风管和除尘风管哪个的管内流速高？为什么？（10分）

五、确定图中管网的最不利环路。（5分）

六、泵与风机的理论扬程方程为：HT?

1?u2T?vu2T?u1T?vu1T?。请回答：在什么g1u2T?vu2T，这有何指导意义？ g条件下理论扬程方程可简化为：HT?（10分）

七、述风机性能试验的标准方法，并回答为什么试验风机的吸入管段中要设阻尼

网和蜂窝器。（10分）

八、3台相同的风机并联运行，单台风机性能如下表： 全压（pa） 流量（m3h） 530 1990 510 2540 490 2820 460 3090 410 3370 当1台风机运行时，风量为2820m3h。问； （1） 请作出3台风机并联运行的性能表； （2） 3台风机同时运行时的风量为多少？ （15分）

九、流体输配管网为什么要进行水力计算？水力计算有哪些主要步骤？不同流体

的输配管网，水力计算的主要区别是什么？（15分）

十、写出泵与风机的流量系数、全压系数、功率系数。写出流量、全压、功率换

算公式。分析泵与风机提高转速后有哪些利弊？（10分） 十一、为什么风机进出口与弯头连接会使风机性能下降？（6分）

十二、图中阀A、B、C分别关小后，流量Q、Q1~Q4怎样变化，说明理由。

（14分）

《流体输配管网》课程试题（A卷）参考答案

一、开式管网——与大气直接相通的管网，如；建筑给排水管网、冷却水管网； 闭式管网——不与大气直接相通的管网，如：空调冷冻水管网、热水采暖管

网；

二、两系统所需水泵扬程不相同。热水采暖系统是闭式管网，给水系统是开式管

网。开式管网水泵扬程应包括高差，而闭式管网水泵扬程不含次项。因此，即使其他条件相同，热水采暖系统和给水系统水泵扬程也不相同。 三、供暖空调冷热水管网中通常会有少量气体（空气）产生，这些气体汇集后会

减少管道的过流断面，甚至产生气塞，影响管网的正常运行，加快管网的腐蚀。因此，通常需要对气体进行集中排放，排气装置设在系统的最高处。建筑给水管网是开式管网，各水龙头防水时，管网中的气体可一并排出，因此给水管网不需要设排气装置。

四、管内流速的取定，对系统的经济性和技术性都有关系。合理的管内流速能够

保证系统正常、经济地运行，达到设计的流量要求。确定管内流速应考虑以下几个因素：

（1）管内流体种类 不同流体的流速范围不同，取定合理的流速范围； （2）经济性 流速大，管道断面小，占用空间小，基建费用少，但相应系统

阻力大，动力消耗多，运行费用高；反之亦然。从而，在选择流速时，应使初投资和运行费的综合效果最佳。

（3）运行可靠性 流速的选定与阻力、噪声都有关，选定的流速应使阻力容

易平衡，达到设计的流量，并且尽量减少运行噪声。

空调风管和除尘风管内流速相比，除尘风管流速高。因为除尘风管需要将尘粒输送至除尘设备，防止尘粒在风管内聚积，堵塞风道；而空调风管为考虑噪声要求和风量分配平衡，大多属低速风管。

五、最不利环路：通风管网：1—2—3—4—7或1—2—5—6—10； 燃气管网：a—b—e—f—j

六、当进口切向分速度vu1T?v1Tcos?1?0时，理论扬程方程可简化为

HT?1u2T?vu2T。这说明在泵或风机的设计时，使进口绝对速度v1与圆周速度u1g之间工作角?1?900时，可以获得最大的理论扬程，此时流体按径向进入叶片的流道。

七、泵与风机性能试验的标准方法：采用吸入式试验装置，吸入管前端微压计用来测风量Q，风机吸入口前的微压计测入口静压，用来计算全压P。电机电路上

连接功率表用来计算轴功率N，电机轴头上用闪光测速仪测转速n。试验步骤： （1）试验前先检查仪表，使之处于正常状态，关闭吸风口，启动风机，待正常运转后打开全部吸风口面积，开始测定。

（2）记录最大流量Qmax下的各参数P1、Pst1、N电、n；

（3）在节流网处用贴纸片的方法，改变流量Q（从Qmax逐渐减小到0），不少于7次流量调整。在不同的流量下，记录各自P1、Pst1、N电、n并记录各自进气参数（干球温度和大气压力）。

（4）测定完毕，关闭吸风口和微压计，停机整理仪器。 （5）整理实验数据，将结果换算成标准状态的性能曲线图或表。

在风机吸入管段中设置阻尼网地的作用是使进口气流均匀稳定，设置蜂窝器的作用是将大旋涡变成小旋涡，并对气流进行梳直导向，减小进气扰动涡流对性能的影响。

八、（1）3台风机并联运行性能表 全压 530 510 2540 7620 490 2820 8460 460 3090 9270 410 3370 10110 单台流量（m3/h） 1990 并联流量（m3/h） 5970 （2）按上述性能表作出性能曲线，对并联运行进行工况分析。

700600500400300200100002000H(pa)A 管网特性曲线 单台曲线 并联曲线 4000600080001000012000Q(m3/h)

图中A点为工作状态点，从图中知3台并联运行风量约为3600 m3/h；每台风量各1200 m3/h，可见并联运行时总风量小于单台运行风量的3倍，但比单台运行风量大。

九、流体输配管网进行水力计算的原因：根据设计要求的流量分配，通过水力计算，确定管网各管段的管径或断面尺寸，计算出各管段阻力，求得管网的特性曲线，为管网动力设备的选定作准备。同时，通过水力计算也可以提高管网运行的可靠性和经济性。

水力计算的主要步骤有：（1）绘制管网轴侧图，对管段进行标定端号；（2）确定合理的管内流速；（3）根据流量和流速，确定各管段断面尺寸；（4）计算各

管段阻力；（5）对各并联环路进行阻力平衡计算和调整；（6）计算管网总阻力，求取管网特性曲线；（7）根据管网特性曲线， 要求输送流体流量及种类、性质等因素，确定管网动力设备。

不同流体的输配管网，水力计算的方法基本相同，其主要的区别有（1）不同管网对阻力平衡的效核。有的管网需要阻力平衡计算，有的则不需要。需要进行阻力平衡计算的管网，其不平衡率要求也不尽相同；（2）不同管网对流体流速要求不同；（3）不同管网对局部阻力的处理不尽相同，有的采用阻力系数，有的采用当量长度；（4）不同管网对单位长度比摩阻要求不尽相同。

十、流量系数：Q?Q?4

2D2u2全压系数：P?P 2?u2功率系数：N??PQ????102N?4

2D2u2?3?D2?Qn????流量换算公式：?D'?n' Q?2?2D2??n?p???全压换算公式：'?'? '??'??p??D2??n?3D2??n?N???功率换算公式：'?'? '??'??N??D2??n?523泵与风机提高转速后，可以提高流量和扬程（或全压），但转速提高后功率也显著增加，使电机有烧毁的危险。

十一、风机进出口与弯头连接使风机性能下降，其原因是：

弯头使风机进出口流场不均，叶轮内流动恶化，有涡旋产生，并且气流未按径向流入（流出）叶轮，增加了对叶轮的冲撞，增加了流动阻力，降低了风机功率。除此之外，由于进口流场不均，进口切向分速度 ，此时按欧拉方程，风机扬程将不可能达到理论最大扬程，导致风机性能降低。

十二、阀门A关小后，管网总阻抗增大，水泵扬程不变时，系统总流量Q减少，并联支路Q1～Q4各段 用压力减小，Q1～Q4均减少；

阀门B关小后，管网总阻抗增大，因此总流量Q减小；管网压降递度减小，

Q1、Q3、 Q4上的资用压力均增大，因此流量Q1、Q3、 Q4均增大；而Q2由于阀门B的节流而减少，其减少量大于Q1、Q3、 Q4的总增加量，才能使Q减少；

阀门C关小后，同理Q减小，因总流量减少后，Q1、Q2资用压力增大，而Q3、 Q4资用压力降低，故Q1、Q2增大，Q3、Q4减少，并且Q3、Q4减少量大于Q1、Q2增加量，才能使Q减少。

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