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、填空题()
1、离心式泵与风机的损失大致可分为:流动损失、泄漏损失、轮阻损失、。
2、计算吸入式泵的允许安装高度[h]=[h」-工h'时,实际应用中,Ch」的确定应注意的两点是:
sssss
「H]随泵流量增加有所减少、在非标准状况下「H]要进行压力和温度修正。
s~-~S_
3、离心式风机的出口安装角P2〉90度是前向型叶片,P2〈90度是后向型叶片,底比转数的离心风
机其叶片是前向型。
4、切削叶轮调节的第一切削定律的性能关系为:
Q'
(D
N'
泵与
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风机性能调节的另两种主要调节方式是:变速调节、进口导流器调节。
5、举出管网系统的三种定压式:高位水箱定压、补给水泵定压、气体定压。
6、泵的入口与管网系统的连接有三个基本要求:不漏气、不积气、不吸气。
二、辨析题(7X4分)(判断并说明理由)
1、两台相同性能的泵并联,总流量等于单台泵运行流量的两倍。(X)
[答]:两台相同性能的泵并联,总流量小于单台泵运行流量的两倍。绘制并联泵运行性能曲线图,1为单台泵的性能曲线,按同性能泵在理想状况下扬程Ha=Hb,Qa=2Qb画出并联后的性能曲线II,I、II分别与管网特性曲线III相交于B、C,可见QA<2Qc,Qc是并联管网中单台泵的流量。
2、绘制管网特性曲线时,阻抗S值越大曲线越陡,将影响S大小的因素写成关系式:S二f(I,d,k,工匚p).
分析可知管径d越大阻抗S也越小。(V)
[答]:阻抗S值越大曲线越陡。从管网特性曲线表示法H=SQ2可知,阻抗S的大小代表沿程损失和局部损失的大小。
lV2V24Q
总水头损失H=沿程损失H+局部损失只=九f—+災・一;V=—,整理可得:
YJd2g2gn-d2
8(1\
—右i+災-Q2兀2-d4gId丿
,s-8
兀2-d4g
'入丄+£Id丿
,从式中可以看出s与d成反比关系。
3、热水供暖系统中,膨胀水箱的膨胀管连接在水系统总立管的顶端。(X)
[答]:膨胀水箱的膨胀管在水系统中连接位置要依据热水供暖系统的型式而定。对于重力循环系统膨胀管连接在水系统总立管的顶端,对于机械循环系统膨胀管连接在水泵的入口处。
4、凝水管网中疏水器的作用是疏水阻气,因此疏水器前的管段是干式凝水管段,疏水器后的管段是湿式凝水管段。(X)
[答]:疏水器的作用是疏水阻气,疏水器前的管段是干式凝水管段,即管段截面没有充满凝结水,尚有部分气态物质。疏水器后的管段由于疏水器的节流作用,使压力降低,凝水产生二次蒸汽,而且疏水器不严密会漏汽,因此一般认为疏水器后的管段是干式凝水管段。湿式凝水管段要截面全充满凝水时才称为湿式凝水管段。
5、在供暖建筑内,重力供暖双管系统的垂直失调必然要引起同一竖向各房间的上冷下热的现象。(X)
[答]:重力供暖双管系统的垂直失调必然要引起同一竖向各房间的上热下冷的现象。根据重力循环双管系统各层散热器的作用压力计算式:AP-《-p)gh,可见楼层越高£h值越大,加在上ihgii
i-1i-1
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面楼层散热器的压力越大,导致楼层越高处的房间的流量越大,热水提供给室内空气的热量多,换热充分,从而形成上热下冷的现象。
6、热水供应系统中,随时打开各配水龙头均能提供符合设计水温要求的热水,这是因为采用了半循环的热水供应方式。(X)
[答]:随时打开各配水龙头均能提供符合设计水温要求的热水,这是因为采用了全循环的热水供应方式。因为全循环方式是立管、干管和支管均有循环管,随时打开热水龙头,随时就能提供符合设计要求水温的热水。而半循环方式只是干管或干管和立管有循环管,打开热水龙头要放掉少部分冷水才能提供热水。
7、切削叶轮调节,叶轮经过切削与原来叶轮符合相似条件。(X)[答]:叶轮经过切削与原来叶轮不符合相似条件。相似条件共有3个:几何相似、运动相似和动力相似,
叶轮经切削直径由原来的D2变为D2‘,但其叶轮的宽度b2变化很小,b2'和出口安装角02可视为几乎
Db
不变,X丰午,因此不满足几何相似。但切削前后的叶轮可认为是运动相似。
D'b'
22
三、简答题(5X6分)
1、简述通风和空调工程的主要任务和系统型式。
[答]:1)通风工程的主要任务是:控制室内空气污染物,保证良好的室内空气品质,并保护大气环境。空调工程的主要任务除了承担通风工程的主要任务外,不论室外气象条件如何变化,都要维持室内热环境的舒适性,使室内热环境满足生产工艺要求。
2)通风工程的系统型式:按动力不同分为:自然通风和机械通风;按构成分为:送风系统和排风系统;按送风方式分为:局部通风和全面通风。
3)空调工程的系统型式:按构成分为:风系统和冷热水系统;按风管系统分为:一次回风系统、二次回风系统、变风量(VAV)系统、定风量系统和双风道系统;按冷热水系统分为:定冷媒流量系统、变冷媒流量(VWV、VRV)系统和分区系统等。
2、矩形风管水力计算中采用“流速当量直径”和“流量当量直径”,简述这两种当量直径的概念和计算方法,以及采用这两种当量直径查平均摩阻线算图时要注意的对应关系。
[答]:1)流速当量直径几:假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的空气流速相等,且两者的单位
2ab
长度摩阻相等,则该圆形风管的直径就称为矩形风管的流速当量直径:D=一-
Va+b
2)流量当量直径Dl:假设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管中的空气流量相等,且两者的单位
(ab)
长度摩阻相等,则该圆形风管的直径就称为矩形风管的流量当量直径:D=(a+b)
3)查平均摩阻线算图时要注意的对应关系:采用流速当量直径时,必须用矩形风管的流速去查阻力;采用流量当量直径时,必须用矩形风管的流量去查阻力。
3、简述流体输配管网的分类、构成和各构成部分的作用。
[答]:1)流体输配管网分为三大类:①气体输配管网:如通风工程、空调工程、燃气工程;②液体输配管网:如建筑给水系统、空调冷热水系统、热水供暖系统;③多相流输配管网:如建筑排水系统、蒸汽供暖系统、气力输送系统。
2)流体输配管网的构成和各构成部分的作用:流体输配管网有5大构成,①动力系统:为流体的输送提供能量,如泵和风机等;②管道系统:是流体输送的流道,如各种材质的水管和风管等;③调节装置:使流体的流量、温度和压力等满足用户系统的要求;④末端装置:安装在用户房间,直接给用户提供所需的风量和水量等,如散流器、散热器等;⑤附属装置:保证管网系统正常工作,如传感器、电磁阀、等。
4、建筑内部给水系统的有哪几种供水方式?
[答]:共有7种供水方式:①直接供水方式:建筑内部管网与室外管网直接连接,适用于外网的水量、水压一天内均能满足要求的建筑;②设水箱的供水方式:适用于外网水压周期性不足的场合;③设水泵的供水方式:适用于外网水压经常性不足的场合;④设水箱、水泵的供水方式:适用于外网水压偏低或经常不能满足建筑内给水管网所需水压,且室内用水不均匀的场合;⑤气压共水方式:适用
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于外网水压偏低或经常不能满足建筑内给水管网所需水压,且室内用水不均匀,并且不宜设置高位水箱的建筑;⑥分区供水方式:外网水只能满足低层供水需要时采用;⑦分质供水方式:采用建筑中水系统,污废水分流,废水经处理回收冲厕。
5、简述水力稳定性的概念和提高管网系统水力稳定性的方法。[答]:1)水力稳定性是指:管网中各个管段或用户,在其他管段或用户的流量改变时保持本身流量不变的能力。
2)提高管网系统水力稳定性的方法:总原则是减小网路干管压降,增大用户系统压降。①干管选择较小的比摩阻R,管道直径D偏大选择;②增大靠近动力源干管的管径;③用户系统的立管、支管可安装阀门等,增大用户系统的压降;④合理的初调和运行调节,尽可能将干管上所有阀门开大,把剩余作用压头消耗在用户系统上;⑤在用户的引入口安装自动调节装置。
四、计算题(1X10分)
1、在n=2900rpm的条件下实测一离心泵的结果为:Q=,扬程H=100m,轴功率N=240kw,其输送s
流体的密度为1000kg/m3。
试求:1)该泵的全效率耳?已知机械传动效率耳=90%,求该泵的内效率耳为多少?mi
2)有一几何相似的水泵,其叶轮直径比上述泵的叶轮大一倍,输送流体的密度为960kg/m3,在n=2000rpm的条件下运行,求在效率相同的工况点的流量、扬程和有效功率各为多少?
[解]:1)泵的全效率H二(有效功率N)/(轴功率Ns)=()/240=()/240=,e
%;
泵的内效率耳二/n==,%。
im
2)根据相似律换算公式可得:
H/H'二(p/pJ.©/。?')2.(n/n')2=(1000/960).(1/2)2.(2900/2000)2=;得:H'=
Q/Q'=(D/D')3.(n/n')=(1/2)3.(2900/2000)=;得:Q'=
22
Ne/Ne'=(p/p').(D/D')5.(n/n')3=(1000/960).(1/2)5.(2900/2000)3=;得:Ne'=1979KW
五、论述题(2X10分)22
1、试述供暖空调冷热水管网系统的型式及其优缺点。
[答]:1)按管网系统的循环动力分:a)重力循环系统:采用供回水的密度差产生的压差提供动力,优点是:装置简单、无噪声、不耗电;缺点是:循环动力小,作用受限,管径较大。B)机械循环系统:利用水泵提供动力,优点是:循环动力大,作用半径大;缺点是:装置复杂、噪声大、耗电大。
2)按管网系统的流量变化分:a)定流量:总流量不变,变供回水温度,优点是:系统简单、操作方便、无复杂自动控制设备,缺点是:输送能耗始终为最大值;b)变流量:定供回水温度,变总流量,优点是:电能耗少、水泵容量减少;缺点是:需复杂的自动控制设备,初投资大。
3)按管网系统的水流路径分:A)同程式:有同程管,管总长基本相等,优点是:流量分配易满足用户要求,缺点是:系统复杂、投资大;B)异程式:无同程管,管总长不相等,优点是:结构简单、投资少,缺点是:水量分配、调节困难。
4)按管网系统的水泵设置分:A)单式泵:冷热源侧和负荷侧只用一组循环泵,优点是:投资少,运行维护较简单,缺点是:输送能耗始终为最大值;B)复式泵:冷热源侧和负荷侧分别设置循环泵,优点是:能调节水泵流量、节能,缺点是:初投资大,运行维护复杂。
5)按管网系统是否与大气接触分:A)开式系统:水与大气直接接触,优点是:无需设置膨胀水箱,可直接用开式水箱容纳膨胀水,缺点是:要克服大的静水压头;
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B)闭式系统:水与大气不直接接触,优点是:不需克服静水压头,所需水泵扬程少,缺点是:需设置膨胀水箱。在实际中,闭式系统采用较多。
2、试述流体输配管网水力计算的基本原理和主要目的,目前常采用的假定流速法的基本步骤。[答]:1)流体输配管网水力计算的基本原理:流体力学的一元流动连续性方程和能量方程及串、并联管路
流动规律。动力设备提供的压力等于管网总阻力;若干管段串联后的阻力等于个管段阻力之和。管段的阻力共有两种:一是沿程阻力,二是局部阻力。
2)流体输配管网水力计算的主要目的:根据要求的流量分配,确定管网各管段的直径和阻力,求得管网特性曲线,为匹配管网动力设备准备好条件,进而确定动力设备(风机、泵等)的型号和动力消耗;或者根据已定的动力设备,确定保证流量分配的管道尺寸。
3)流体输配管网水力计算的基本步骤:水力计算前必须完成管网系统和设备的布置,确定管材,确
定各个接受流量的管网末端的位置和所需分配的流量。然后按下列步骤计算:
绘制管网轴测图,对各管段进行编号,标出长度和流量;
合理确定管内流体的流速;
根据各管段的流量和确定的流速,确定各管段的断面尺寸;
计算各管段的阻力:局部阻力和沿程阻力;
平衡各并联管路(使各并联管路的阻力相等)。这是保证流量按要求分配的关键,若不能平衡,
要加大或减少管径,或在用户系统的立管、支管加调节阀;
计算管网总阻力,求得管网特性曲线;
根据管网特性曲线,所要求输送的总流量以及输送流体的种类、性质等因素,综合考虑为管网
匹配动力设备,确定动力设备所需参数。
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