流体输配管网课后习题以及答案第三章作业(已改)

第三章作业
3-1 计算习题 3-1 中各散热器所在环路的作用压力 t g =95℃， t g1=85℃， t g2=80℃，t n =70℃。

解:如图示可知，第一个为并联环路双管管网，第二个为串联环路单管管网 系统供回水温度，t g =95℃， t n =70℃，t g1=85℃， t g2=80℃， 对应的密度为，
3
g kg/m 92.961=ρ，
3
n kg/m 81.977=ρ，
3
g1kg/m 65.968=ρ，
3g2kg/m 83.971=ρ
并联：【双管路各层散热器的进出水温度是相同的，但是循环作用动力相差很大；】
第一楼散热器作用压力：
()()Pa 6.46792.96181.977381.9gh P g h 11=-⨯⨯==∆-ρρ
第二楼散热器作用压力：
()()Pa 3.93592.96181.977681.9gh P g h 22=-⨯⨯==∆-ρρ
第三楼散热器作用压力：
()()Pa 132592.96181.977681.9gh P g h 33=-⨯⨯==∆-ρρ 串联：【单管路各层散热器的循环作用动力是同一个数，但进出水温度越到下层越低】
()()()
()()()Pa 3.92492.96165.9685.881.965.96883.971681.983.97181.977381.9gH gH gH P g 1g 3g1g22g2n 1h =-⨯⨯+-⨯⨯+-⨯⨯=-+-+=∆-ρρρρρρ
3-2 通过水力计算确定习题图 3-2 所示重力循环热水采暖管网的管径。

图中立
管Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ各散热器的热负荷与Ⅱ立管相同。

只算 I 、II 立管，其余立管只
讲计算方法，不作具体计算，散热器进出水管管长 ，进出水支管均有截止 阀和乙字弯，每根立管和热源进出口设有闸阀。

解:（1）选择最不利环路。

有图3-2可知，最不利环路是通过立管I 的最底层散热器I 1（1800w ）的环路，这个环路从散热器I 1顺序经过○1、○2、○3、○4、○5、○6、进入锅炉，再经管段○7、○8、○9、○10、○11、○12进入散热器
I 1。

查表可得，【简明供热设计手册 李岱森主编 中国建筑工业出版社 1998_P88页表4—3】△
P f =350Pa ，3g kg/m 92.961=ρ，3h kg/m 81.977=ρ
（2）计算通过最不利环路的作用压力
()f g h 'I P gH P 1∆+=∆-ρρ=×（+3）（－）+350＝896Pa
（3）确定最不利环路各管段的管径d
1）求平均比摩阻。

Pa/m 65.38
.122896
5.0P R 1
1
'
I pj =⨯=
∆=∑i l
α
最不利环路长度
∑1
I l
=+3)++10+10+10+8++3+8)+10+10+10++=
2)根据各管段热负荷,计算各管段的流量，
kg/h t -t Q
86.0t -t 10187.4Q 3600G h
g h g 3
=⨯=
-）（ 比如:管段○2的流量计算：G 2=（*1800）/（95-70）=≈62 kg/h
同理以此类推可算出全部的流量G 写入下表。

在通过【简明供热设计手册 李岱森主编 中国建筑工业出版社 1998_P115页表5—2】选择最接近R jp
管径。

P y =
RL
∑
P j
=
∑ P d
P
=P y +P j
（4）立管Ⅰ计算富裕度：
通过底层散热器总阻力即系统作用压力富裕度的值如下：
△℅=
()100P P P P 'I 12
~1j y 'I 1
1⨯∆∆+∆-∆∑℅=
9.44896
89
.493896=-℅>10℅
富裕度满足要求，到此I 1环路计算完毕。

开始计算I 2环路：
通过第二层环路作用压力及散热器资用压力如下：
()f g h 'I P gH P 2∆+=∆-ρρ=×（+6）（－）+350＝1332Pa
Pa 4894.528961332P '
1413=+-=∆，
通过第二层散热器的资用压力：Pa 2.42489
5.0P pj =⨯=
∆ P y =RL
P j = ∑ P d P
=P y +
P j
压降不平衡率100P P P P '
14
1314
13j y '1413I 2⨯∆∆+∆-∆=∑，，，x ℅=
5
.29489
9
.344489=-℅>15℅
因 ○13、○14 管均选用最小管径，剩余压力只能通过第二层散热器支管上的阀门消除。

立管Ⅰ，第三层
'I 3P ∆ =××资用压力：'
161514P ，，∆=1768-896++=931Pa
压降不平衡率 ()100P P P P '
16
151416
1514j y '
161514I 3
⨯∆∆+∆-∆=
∑，，，，，，x ℅=
2.50931
6
.463931=-℅>15
℅
因管段 ○15、○16、○14 已选用最小管径，剩余压力通过散热器支管的阀门消除。

立管Ⅱ，
ΔP Ⅱ1=××管段○1○7、○18、○23、○24 与管段 ○11、○12、○1、○2 并
联
Ⅱ立管第一层散热器使用压力ΔP ’Ⅱ,1=+++=
P y
=RL
∑
P P j =
∑ P d
P
=P y +P j
3-3 机械循环室内采暖管网的水力特征和水力计算方法与重力循环管网有哪些一致的地方有哪些不同之处
答:相同点：计算方法基本相同，都是第一步确定最不利环路，第二步定管径，第三步阻力平衡、校核。

不同点：作用压力不同 即机械循环管网作用压力： 总的作用压力为P P P P f h l
+∆+∆=∆
式子中P ——水泵动力。

实际情况是
P P l =∆循环动力主要由水泵提供，同时有管
道内水冷却产生的重力循环作用动力。

对机械循环双管系统重力循环作用动力不可忽略，但是在单管系统中就可以忽略掉。

重力循环管网作用压力： 总的作用压力f h zh P P P ∆+∆=∆
双管系统
()g H gH P ρρ-=∆
单管系统：
()()∑∑=+-=-==∆N
i g i gh 1
1i i N
1
i i h gH P ρρρρ
3-4 室外热水供水管网的水力计算与室内热水采暖管网相比有哪些相同之处和不同之处
答: 相同之处：A ，室外热水供热管网水力计算的主要任务与室内管网的相同； B ，室内管网水力计算的基本原理，对室外热水供热管网是完全适用的；
都 符合公式5
2t
2
m
d G 1025.6R ρλ-⨯=
不同之处：A ，水力计算图表不同，因为室内管网流动大多于紊流过渡区，而室外管网流动状况大多处于阻力平方区
B，沿程阻力在总阻力中所占比例不同，室内可取50%，室外可取60~80%。

C，在局部阻力的处理上不同，室内管网局部阻力和沿程阻力分开计算，而室外管网将局部阻力折算成沿程阻力的当量长度
计算
D，最不利环路平均比摩阻范围不同，室内R pj=60~120Pa/m，室外
R pj=40~80Pa/m。

3-5开式液体管网与闭式液体管网相比，水利特征和水力计算有哪些相同之处和不同之处
答:相同之处： A，在水力计算方法上，开式液体管网的基本原理和方法与闭式管网没有本质区别
不同之处：A，开式管网有进出口与大气相通，而闭式液体管网没有和大气相通。

B，开式液体管网中流体可能为多相流，其流态比闭式管网要复杂；
C, 开式液体管网中流体的流量一般不稳定，而闭式液体管网中流量比较稳定。

D，闭式液体管风中流量一般比较稳定。

E, 管网流量计算方法不同，闭式管网同时使用系数一般取1，而开式管网同时使用系数小于1；。