广州大学流体输配管网试卷B及答案
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2
P
P ′ n ′ Q n Q′ n ′ N n
3
′ P 460 479.64 Pa 1450 n′ 1420 n 1450 Q′ 20 20.42m3 / s n′ 1420
3 3
n
2
2
Q
N
n
N′
1450 1420
13 13.84 Kw
n′ N ′ n ′ N QP 20 460 e 0.71 N N 13000
2.为什么要通过全面的技术经济比较来选定流体输配管网合理的管内流速？ （5 分） 管内的流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响，对系统的技术条件 也有影响。流速高，风管断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小； 但是系统的阻力大．动力消耗增大，运行费用增加，且增加噪声。若气流中含 有粉尘等，会增加设备和管道的磨损。反之，流速低，阻力小，动力消耗少； 但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。流速过低会使 粉尘沉积而堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。 3． 请确定如图所示的重力循环采暖系统的最不利环路。 并简要说明确定最不利 环路应考虑哪些因素？（5 分）
1
（√） （×）
9. 对于有串联管路的调节阀， 阀权度越大越好。
（×）
10. 欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程与被输送流体的种类 有关。 二．简答题（30 分） 1．下图为空调冷却水系统简图， 请说明该管网系统分别按以下方面进行分类时 各属于何种类型？（4 分） （1）管内流动的介质； （2）动力的性质； （3）管内流体与管外流体的关系； （4）管道中流体流动方向的确定性。 （1）单相流 （3）开式系统 （2）机械循环 （4）枝状管网 （×）
最
不
利
环
路
：
1-5,17,18,19,20,10-16,1 确定最不利环路应根据各环 路 中重力作用的大小和管路长度、 复杂程 度。
2
4．水力计算过程中，为什么要对并联管路进行阻力平衡？“所有管网的并联管 路阻力都应相等”这种说法对吗？理由是什么？（5 分） 管网中并联管段在资用动力相等时，流动阻力也必然相等。为了保证各管 段达到设计预期要求的流量，水力计算中应使并联管段的计算阻力尽量相等， 不能超过一定的偏差范围。 不对。在考虑重力作用和机械动力同时作用的管网中，两并联管路的流动 资用压力可能由于重力重用而不等， 而并联管段各自流动阻力等于其资用压力， 这种情况下并联管路阻力不相等， 其差值为重力作用在该并联管路上的作用差。 5．指出下图中 E 点和 D 点那个为稳定工作点，并说明理由？(6 分) D 点为稳定工作点 当设备受干扰，工况点 向右或向左移动时， 能够回到原来的位置，设备的工作状态能自动地 与管网的工作状态保持平衡，稳定工作。
3
三．作图分析题（10 分） （必须有绘图步骤和基本原理说明） 为了提高系统能 量，将Ⅰ、Ⅱ两台性能不同的泵串联于管道系统中运行。 Ⅰ、Ⅱ两泵的性能曲线和管路系统性能曲线如图，试在图中确定串联工作的工 况点?此时各泵的工作点如何?而每台泵在该系统中单独工作时的工作点又如何? （必须有绘图步骤和基本原理说明） 根据相同流量下压头相加的原理， 得到曲线Ⅲ为两台设备串联工作的性能 曲线，管路性能曲线与串联机组性能曲 线交点 A 就是串联工作的工况点。 由 A 点做垂直线与单机性能曲线Ⅰ交 于 B 点， 与单机性能曲线Ⅱ交于 C 点。 B、 C 点就是串联机组中Ⅰ、Ⅱ两泵的工作 点。 单机性能曲线Ⅰ、 Ⅱ与管路系统性 能 曲线的交点 D、E 分别是Ⅰ、Ⅱ泵在该系 统中单独工作时的工作点。
Q B H B B
9.8 0.0056 25 2.05kw 0.67
3．某台离心式水泵的允许吸上真空高度为［Hs］=7m，欲在海拔 500m 高度的地 方工作， 该地区夏天最高水温为 40℃， 若流量 Q＝0.15m3/s， 吸入管径 D=0.25m， 吸水管路的流动损失水头为 1m，请问在当地将该泵安装在离吸水池液面高 5m 处，是否能正常工作？为什么？（10 分）
Q 9.8 0.007 28 2.82kw H 0.68 N A A A 3 2) 新的工况点： QB=0.0056m /s,HB =25 m。
HB
B
25
3
2
Q m3/s H m
0.005 19.93
0.006 29.70
0.0065 33.68
绘相似工况曲线如图,查得 QC=0.006m3/s, C B 67% n' n NB QB 0.005624 2900 2706r / min QC 0.006
或采用流量当量直径计算 DL 1.3
ab 0.25 a b
0.625
1.3
4000000.625 3171.7 1.3 676mm 0.25 6.1 1400
根据 L＝10000m3/h,DL=676mm, K=0.10mm 查得 Rm0=0.85Pa ∆P lRm 10 0.85 8.5 Pa
4
四．计算题（40 分） 1．有一风机，其流量 Q＝20m3/s，全压 P＝460Pa，用电动机由皮带拖动，因皮 带滑动，测得转速 n＝1420 r/min，此时所需轴功率为 13kW。如改善传动情况 后，转速提高到 n＝1450 r/min，问风机的流量、全压、轴功率和全效率将为 多少？（10 分） P n
2. 如图所示，某离心式水泵在某管网中的工况点为 A，扬程 28m，流量 7× 10-3m3/s 。泵的转速 n=2900r／min。 （12 分） 求: 1）泵目前运行的轴功率 N；2）如果采用变速调节方法把水泵的流量减少 20%,求此时泵的转速、轴功率。 解：1) 查图：QA=0.007m3/s,HA =28 36 32 28 24 20 16 12 8 4 0 2 4 6 8 10 12 (10-3 m3/s) A Q-H 70 60 50
7
8
2. 夏季时某卫生间排气竖井内气体密度大于室外， 若无排气风机， 竖井内气体 将向下流动，倒灌进底层的卫生间。 （√）
3. 为便于进行并联管路阻力平衡， 在统计局部阻力时， 对于三通和四通管件的 局部阻力系数， 应列在流量较小的管段上。 4. 在空调冷热水管网中，膨胀水箱的主要作用是给水系统加压。 （√） （×）
6． 下图为供暖系统热用户与热水网路的连接方式， 请问哪些是直接连接？哪些 是间接连接？并简述这两种方式在水力工况上的主要特点。 （6 分） 1 热源的加热装置；2 网路循环水泵；3 补给水泵； 4 补给水压力调节器； 5 散热 器； 6 水喷射器；7 混合水泵；8 表面 式水－水换热器； 9 供暖热用户系统的循 环水泵；10 膨胀水箱； abc 是直接连接的有； d 是间接连接。 直接连接时热水网路的水力工况(压 力和流量状况)和热力工况与供暖热用户有着密切的联系。 间接连接时用户系 统与热水网路被表面式水—水换热器隔离，形成两个独 立的系统，用户与网路之间的水力工况互不影响。
6
4．某段空调风管所需的长度为 10m，已知风管的设计流量 Q＝10000m3/h，风管 允许风速 v=6～8m/s， 管壁的粗造度为 K=0.10mm， 可选的矩形风管规格为 800mm ×320mm，1000mm×320mm，1000mm×400mm，1000mm×630mm。试选择合适的矩 形 风管，并利用线算图确定该管段的摩擦阻力。(应说明如何查线算图)（8 分） 选择 1000mm×400mm 的矩形风管 Q 10000 6.94 m s v A 3600 1 0.4 采用流速当量直径计算 2ab 2 1000 400 Dv 571mm ab 1400 根据 v=6.94m/s,Dv=571mm,K=0.10mm 查得 Rm0=0.85Pa ∆P lRm 10 0.85 8.5 Pa
学院领导 审批并签名
B卷
广州大学 2008-2009 学年第 1
课程 流体输配管网
题次 分数 评分 一 20 二 30 三 10 四 40 五 六
学期考试卷
考试形式（闭卷，考试）
学号 九 十 姓名 总分 评卷人 七 八
学院 土木 系 建筑设备工程 专业 建备 班级
一．判断题（每题 2 分，共 20 分；正确的在（ ）内打√ ，错误的打×） 1．异程式水系统管路简单，不需要同程管，系统投资较少，因而常在水系统规 模较大时采用。 （×）
2
4Q 4 0.15 3.06m / s D 3.14 0.25 2
v12 3.062 0.48m 2 g 2 9.8
H ss 5.86 − 1 − 0.48 4.38m
将该泵安装在离吸水池液面高 5m 处，不能正常工作。 因为此时泵内的最低压力点的压力将可能低于该水温下的气化压力，可能 发生气化现象。
5. 叶轮对流体做功时，有限多叶片数的理论扬程 H T 与无限多叶片数的理论扬 程 H T ∝ 的比值小于 1，这是由于流体具有惯性的缘故。 （√） 6. 两台风机（或水泵）并联时，其总流量 Q 能等于各机单独工作时所提供的流 量 q1 和 q2 之和。 （×）
7. 提高管网水力稳定性的主要方法是相对地减少网路干管的压降， 或相对地增 大用户系统的压降。 8. 通风机的风压是指风机进出口的动压差。
海拔 500m 处的大气压头 Hamb＝9.7m， 水温 40℃时水的饱和蒸汽压头为 Hv=0.752m
H s′ wenku.baidu.com H − 10.33 − ha 0.24 − hv 7 − 10.33 − 9.7 0.24 − 0.752 5.86m
v1
P
P ′ n ′ Q n Q′ n ′ N n
3
′ P 460 479.64 Pa 1450 n′ 1420 n 1450 Q′ 20 20.42m3 / s n′ 1420
3 3
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Q
N
n
N′
1450 1420
13 13.84 Kw
n′ N ′ n ′ N QP 20 460 e 0.71 N N 13000
2.为什么要通过全面的技术经济比较来选定流体输配管网合理的管内流速？ （5 分） 管内的流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响，对系统的技术条件 也有影响。流速高，风管断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用小； 但是系统的阻力大．动力消耗增大，运行费用增加，且增加噪声。若气流中含 有粉尘等，会增加设备和管道的磨损。反之，流速低，阻力小，动力消耗少； 但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。流速过低会使 粉尘沉积而堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。 3． 请确定如图所示的重力循环采暖系统的最不利环路。 并简要说明确定最不利 环路应考虑哪些因素？（5 分）
1
（√） （×）
9. 对于有串联管路的调节阀， 阀权度越大越好。
（×）
10. 欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程与被输送流体的种类 有关。 二．简答题（30 分） 1．下图为空调冷却水系统简图， 请说明该管网系统分别按以下方面进行分类时 各属于何种类型？（4 分） （1）管内流动的介质； （2）动力的性质； （3）管内流体与管外流体的关系； （4）管道中流体流动方向的确定性。 （1）单相流 （3）开式系统 （2）机械循环 （4）枝状管网 （×）
最
不
利
环
路
：
1-5,17,18,19,20,10-16,1 确定最不利环路应根据各环 路 中重力作用的大小和管路长度、 复杂程 度。
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4．水力计算过程中，为什么要对并联管路进行阻力平衡？“所有管网的并联管 路阻力都应相等”这种说法对吗？理由是什么？（5 分） 管网中并联管段在资用动力相等时，流动阻力也必然相等。为了保证各管 段达到设计预期要求的流量，水力计算中应使并联管段的计算阻力尽量相等， 不能超过一定的偏差范围。 不对。在考虑重力作用和机械动力同时作用的管网中，两并联管路的流动 资用压力可能由于重力重用而不等， 而并联管段各自流动阻力等于其资用压力， 这种情况下并联管路阻力不相等， 其差值为重力作用在该并联管路上的作用差。 5．指出下图中 E 点和 D 点那个为稳定工作点，并说明理由？(6 分) D 点为稳定工作点 当设备受干扰，工况点 向右或向左移动时， 能够回到原来的位置，设备的工作状态能自动地 与管网的工作状态保持平衡，稳定工作。
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三．作图分析题（10 分） （必须有绘图步骤和基本原理说明） 为了提高系统能 量，将Ⅰ、Ⅱ两台性能不同的泵串联于管道系统中运行。 Ⅰ、Ⅱ两泵的性能曲线和管路系统性能曲线如图，试在图中确定串联工作的工 况点?此时各泵的工作点如何?而每台泵在该系统中单独工作时的工作点又如何? （必须有绘图步骤和基本原理说明） 根据相同流量下压头相加的原理， 得到曲线Ⅲ为两台设备串联工作的性能 曲线，管路性能曲线与串联机组性能曲 线交点 A 就是串联工作的工况点。 由 A 点做垂直线与单机性能曲线Ⅰ交 于 B 点， 与单机性能曲线Ⅱ交于 C 点。 B、 C 点就是串联机组中Ⅰ、Ⅱ两泵的工作 点。 单机性能曲线Ⅰ、 Ⅱ与管路系统性 能 曲线的交点 D、E 分别是Ⅰ、Ⅱ泵在该系 统中单独工作时的工作点。
Q B H B B
9.8 0.0056 25 2.05kw 0.67
3．某台离心式水泵的允许吸上真空高度为［Hs］=7m，欲在海拔 500m 高度的地 方工作， 该地区夏天最高水温为 40℃， 若流量 Q＝0.15m3/s， 吸入管径 D=0.25m， 吸水管路的流动损失水头为 1m，请问在当地将该泵安装在离吸水池液面高 5m 处，是否能正常工作？为什么？（10 分）
Q 9.8 0.007 28 2.82kw H 0.68 N A A A 3 2) 新的工况点： QB=0.0056m /s,HB =25 m。
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Q m3/s H m
0.005 19.93
0.006 29.70
0.0065 33.68
绘相似工况曲线如图,查得 QC=0.006m3/s, C B 67% n' n NB QB 0.005624 2900 2706r / min QC 0.006
或采用流量当量直径计算 DL 1.3
ab 0.25 a b
0.625
1.3
4000000.625 3171.7 1.3 676mm 0.25 6.1 1400
根据 L＝10000m3/h,DL=676mm, K=0.10mm 查得 Rm0=0.85Pa ∆P lRm 10 0.85 8.5 Pa
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四．计算题（40 分） 1．有一风机，其流量 Q＝20m3/s，全压 P＝460Pa，用电动机由皮带拖动，因皮 带滑动，测得转速 n＝1420 r/min，此时所需轴功率为 13kW。如改善传动情况 后，转速提高到 n＝1450 r/min，问风机的流量、全压、轴功率和全效率将为 多少？（10 分） P n
2. 如图所示，某离心式水泵在某管网中的工况点为 A，扬程 28m，流量 7× 10-3m3/s 。泵的转速 n=2900r／min。 （12 分） 求: 1）泵目前运行的轴功率 N；2）如果采用变速调节方法把水泵的流量减少 20%,求此时泵的转速、轴功率。 解：1) 查图：QA=0.007m3/s,HA =28 36 32 28 24 20 16 12 8 4 0 2 4 6 8 10 12 (10-3 m3/s) A Q-H 70 60 50
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2. 夏季时某卫生间排气竖井内气体密度大于室外， 若无排气风机， 竖井内气体 将向下流动，倒灌进底层的卫生间。 （√）
3. 为便于进行并联管路阻力平衡， 在统计局部阻力时， 对于三通和四通管件的 局部阻力系数， 应列在流量较小的管段上。 4. 在空调冷热水管网中，膨胀水箱的主要作用是给水系统加压。 （√） （×）
6． 下图为供暖系统热用户与热水网路的连接方式， 请问哪些是直接连接？哪些 是间接连接？并简述这两种方式在水力工况上的主要特点。 （6 分） 1 热源的加热装置；2 网路循环水泵；3 补给水泵； 4 补给水压力调节器； 5 散热 器； 6 水喷射器；7 混合水泵；8 表面 式水－水换热器； 9 供暖热用户系统的循 环水泵；10 膨胀水箱； abc 是直接连接的有； d 是间接连接。 直接连接时热水网路的水力工况(压 力和流量状况)和热力工况与供暖热用户有着密切的联系。 间接连接时用户系 统与热水网路被表面式水—水换热器隔离，形成两个独 立的系统，用户与网路之间的水力工况互不影响。
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4．某段空调风管所需的长度为 10m，已知风管的设计流量 Q＝10000m3/h，风管 允许风速 v=6～8m/s， 管壁的粗造度为 K=0.10mm， 可选的矩形风管规格为 800mm ×320mm，1000mm×320mm，1000mm×400mm，1000mm×630mm。试选择合适的矩 形 风管，并利用线算图确定该管段的摩擦阻力。(应说明如何查线算图)（8 分） 选择 1000mm×400mm 的矩形风管 Q 10000 6.94 m s v A 3600 1 0.4 采用流速当量直径计算 2ab 2 1000 400 Dv 571mm ab 1400 根据 v=6.94m/s,Dv=571mm,K=0.10mm 查得 Rm0=0.85Pa ∆P lRm 10 0.85 8.5 Pa
学院领导 审批并签名
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广州大学 2008-2009 学年第 1
课程 流体输配管网
题次 分数 评分 一 20 二 30 三 10 四 40 五 六
学期考试卷
考试形式（闭卷，考试）
学号 九 十 姓名 总分 评卷人 七 八
学院 土木 系 建筑设备工程 专业 建备 班级
一．判断题（每题 2 分，共 20 分；正确的在（ ）内打√ ，错误的打×） 1．异程式水系统管路简单，不需要同程管，系统投资较少，因而常在水系统规 模较大时采用。 （×）
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4Q 4 0.15 3.06m / s D 3.14 0.25 2
v12 3.062 0.48m 2 g 2 9.8
H ss 5.86 − 1 − 0.48 4.38m
将该泵安装在离吸水池液面高 5m 处，不能正常工作。 因为此时泵内的最低压力点的压力将可能低于该水温下的气化压力，可能 发生气化现象。
5. 叶轮对流体做功时，有限多叶片数的理论扬程 H T 与无限多叶片数的理论扬 程 H T ∝ 的比值小于 1，这是由于流体具有惯性的缘故。 （√） 6. 两台风机（或水泵）并联时，其总流量 Q 能等于各机单独工作时所提供的流 量 q1 和 q2 之和。 （×）
7. 提高管网水力稳定性的主要方法是相对地减少网路干管的压降， 或相对地增 大用户系统的压降。 8. 通风机的风压是指风机进出口的动压差。
海拔 500m 处的大气压头 Hamb＝9.7m， 水温 40℃时水的饱和蒸汽压头为 Hv=0.752m
H s′ wenku.baidu.com H − 10.33 − ha 0.24 − hv 7 − 10.33 − 9.7 0.24 − 0.752 5.86m
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