流体输配管网知识点(龚光彩版)

流体输配管网知识点

第1部分流体输配管网基础知识

基本要求：

➢掌握流体输配管网的基本功能与组成；

➢了解流体输配管网的分类方法，重点熟悉按照管内流动状态、动力、流体与外界环境关系、流动路径的确定性的分类；

➢了解典型流体输配管网类型、构成和特点。比如：绘制一个自己熟悉的流体输配管网，说明该管网中各组件的名称和作用。

流体输配管网概念

将流体输送并分配到各相关设备或空间，或者从各接收点将流体收集起来输送到指定点的管道系统称为流体输配管网。

流体输配管网基本功能

是将从“源”取得的流体，通过管道输送，按照流量要求，分配给末端装置；或者按流量要求从各末端装置收集流体，通过管道输送到“汇”。流体输配管网基本组成

（1）末端装置

其作用是按要求从管道获取一定量的流体或将一定量的流体送

入管道。如：排风管网的排风罩、送风管网的送风口、燃气管

网的用气设备、卫生器具、配水龙头等。

（2）源和汇

源是指为管道中输送流体的来源；汇是指接受从管道汇集的流体。比如，室外空气是送风管网的源，却是排风管网的汇；市政给水

管是建筑给水管网的源，市政排水管是建筑排水管网的汇；上一级燃气管网是下一级燃气管网的源；热水锅炉既是供热管网的源，也是供热管网的汇。

（3）管道

管道是源或汇与末端装置之间输送和分配流体的必备通道。（4）动力

实际流体的流动总是存在阻力，因此必须提供动力，才能实现流体输配管网的基本功能。

流体输配管网的流动存在不同来源，主要可分为三种来源。一是来源于“源”，如锅炉；储气罐的压力；上级管网的压力。例如多数建筑给水管网中水的流动动力来自于市政给水管内的压力；建筑燃气管网中的燃气流动动力来自于小区燃气管道内的压力；供热管网中的热水或蒸汽的流动动力来自于供热锅炉的压力。二是来源于重力，如自然循环热水采暖；建筑排水管网中污水的流动是靠流体的自身重力实现的。三是来源于机械动力（风机、水泵），如通风管网中空气的流动动力由风机来提供，建筑给水管网中水的流动可以由水泵来提供。

要实现合理、定量、安全输送和分配流体，流体输配管网除了具有基本组成部分外，还需要其他一些装置，主要包括：1）调控设备，如阀门，2）特殊管网辅助装置，如蒸汽管网中的疏水器，液体管网中排气装置等；3）安全及计量装置，如安全阀，压力表，流量计和温度计等。

流体输配管网分类

（1）按照目的和用途来划分，大致可以分为四大类

（2）按流体介质

气体输配管网：如城市燃气管网

液体输配管网：如建筑给水管网

汽-液两相流管网：如蒸汽采暖管网

液-气两相流管网：如建筑排水管网

气-固两相流管网：如气力输送管网

等等

（3）按动力性质

重力循环管网：如自然循环热水管网、建筑排水管网

机械循环管网：如机械通风系统（泵、风机…）（4）按管内流体和管外环境的关系

开式管网：管网内流动介质直接与大气相接触的管网，如：建筑给排水管网、通风管网、燃气管网。

特点:源或汇是开敞的环境空间；管网内流体与环境间流体的密度差级进出口高度差直接影响网内流体流动和所需动力；

闭式管网：管网内流动介质不直接与大气相通的管网，如蒸汽供暖管网、空调工程的冷热水管网。

特点:源或汇是同一个有限的封闭空间；管网内流体从源经管道输送到末端设备再汇集返回到源；

（5）按各并联管段所在环路间流程差异

同程式管网：各环路间的流程长度无显著差异，利于各并联环路均匀输配流体，管路较复杂，用于流量分配要求严格、且末段设备阻力较小的闭式支状管网。

异程式管网：各环路间的流程长度有显著差异，各并联环路的阻抗差异大，输配流体不均，调节困难，投资少。

（6）按管内流体流向的确定性分类

枝状管网：管网内任意管段内流动介质流向是唯一的。优点：管网结构比较简单，初投资比较节省，但管网某处发生故障时，该点以后的管路将会受到影响。

环状管网：管网内某段管段内流动介质流向不确定。优点：当管网某处发生故障时，该点以后的用户可以通过另一方向供应流体，管网的可靠性高，如消防供水管网。

第2部分 管网水力计算基本原理 水力计算包括设计和校核两类

（1）根据要求的流量分配，确定管网各管段管径和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备条件，进而确定动力设备的型号和动力消耗—设计计算；

（2）根据已定的动力设备，确定保证流量分配要求的管道尺寸—校核计算。 水力计算理论依据

（1）流体力学一元流动连续性方程和能量方程；

（2）串、并联管路的流动规律

✓ 动力设备提供的压力等于管网总阻力

✓ 各管段阻力是构成管网阻力的基本单元；

✓ 管段阻力等于沿程阻力和局部阻力之和；

✓ 若干管段串联后的阻力等于各管段阻力之

和；

✓ 各并联管段的阻力相等。 计算管段的压力损失

y j j

p p p Rl p ∆=∆+∆=+∆

比摩阻R ：每米管长的沿程损失，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算。

摩擦阻力系数 取决于流体的流动状态和管壁的粗糙程度

计算注意事项：

✓ 流体流动状态

✓

公式使用条件和修正方法

根据速度和流量关系, 比摩阻R 的另外一种表达方式:

在给定某一水温和流动状态下，只要已知R 、G

、d 中任意两数，就可确定第三个数值。

管段的局部损失，可按下式计算：

流体通过管路各附件的局部阻力系数可查相关工程设计手册。 管路阻抗概念：

根据 管段的阻抗s 表示当管段通过1kg/h 水量（单位流量）时的压力损失值。

λ()

Re,f λε=2p sG ∆=