流体机械管网复习习题

2019-08-03 13:13

选择题

1.在下列答案中选择: 属于流体输配管网基本组成中的末端装置。 A.燃气罩 B. 锅炉 C. 管道 D. 阀门 复习:流体输配管网的基本组成。

2. 在下列答案中选择: 属于闭式管网。

A.建筑给排水管网 B. 燃气管网 C. 通风管网 D. 蒸汽供热管网 复习:流体输配管网的分类及其特点。

3.以厨房排烟管网为例,当没有开启排风机、且未设防倒流阀,夏季室外空气经竖井进入室内。其原因是: 。

A.竖井中密度高于空气密度 B. 竖井中密度低于空气密度 C. 竖井中密度等于空气密度 D. 竖井中密度大于等于空气密度

g(?1??2)(H2?H1)??P1?2?P1-2为闭式管一个循环的流动阻力;ρ1、ρ2分别为闭式管两立管中流体的密度;H1、H2分别为闭式管底部和顶部位置高度;g为重力加速度。

4.在管道内流体流动时,可以通过改变流速,在一定范围内调整 。 A.静压 B. 温度 C. 密度 D. 全压

5.已知管网系统的布置、风道断面的尺寸和通风系统的动力设备,验证各末端设备的风量是否满足要求和动力匹配是否合理,此种计算属于 。

A.校核计算 B. 设计计算 C. 设计或校核计算 D. 设计校核计算 复习:管网水利计算的基本原理、目的和方法。

6.管网中流体稳定流动的条件是管网的流动动力 管网流动总阻力。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 小于等于

7. 几乎不会发生电机超载现象。(P162)

A.后向型叶片 B. 前向型叶片 C. 径向型叶片 D. 每种叶片都 复习:三种叶型的性能曲线、比较。

8. 离心式泵与风机的工作过程:流体受到离心力的作用——经叶片被甩出叶轮——挤入机(泵)壳——流体压强增高——排出——叶轮中心形成真空——外界的流体吸入叶轮——不断地输送流体。

复习:泵与风机的工作原理。

计算与说明题:

一、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?

答: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。 复习:开式管网与闭式管网的区别 闭式管网压能与阻力特点:

H=Z2-Z1+(P2 -P1)/r+(V22-V21)/2g+h12

? 闭式液体管网水泵一般不需要考虑高度引起的静水压头,比同规模的开式管

网耗能少。

? 闭式液体管网内因与大气隔离,腐蚀性主要是结垢,氧化腐蚀比开式管网轻

微。

开式管网与闭式管网其他区别:

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。

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。

答: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各段资用压力减小,Q1~Q4均减少; 独用管段资用压力Pi2=Pzhi -△Pi1

Q1~Q4独用管段资用压力随着 水泵扬程不变时, zhi不变。

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;管网压降梯度减小,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;

P

△Pi1增大而减小,

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,故Q1、Q2增大,Q3、Q4减少;而Q3、 Q4资用压力降低,并且Q3、Q4减少量大于Q1、Q2增加量,才能使Q减少。

复习:资用压力、并联管路阻力平衡

1?u2T?vu2T?u1T?vu1T?。请回答:在什么g1条件下理论扬程方程可简化为:HT?u2T?vu2T,这有何指导意义?

g?1?0时,理论扬程方程可简化为答:当进口切向分速度vu1T?v1Tcos三、泵与风机的理论扬程方程为:HT?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。

习题5-17第二问:

U1=9.2; W1=5;

0??901因W1》U1,能使工作角的速度三角形不存在。

四、有两个完全相同的机械通风管网,一个在成都,一个在拉萨。这两个管网运行时,风机的转速也相同。问:两个管网的风量是否一样?风机耗用的电功率呢? 答:因管道系统相同,匹配的风机也相同,风量相同。成都的这个管网耗用的电功率大。因为这两个管网运行时,风机的工况相似。根据相似率,

N?Q成都?Q拉萨;成都?成都?1。

N拉萨?拉萨复习:性能参数Q,H,N、工作状态点及相似率(P171)

222u2?u12w12?w2v2?v12五、简述欧拉方程HT?的物理意义。 ??2g2g2g答:第一项是离心力作功,使流体自进口到出口产生一个向外的压能增量;第二项是由于叶片间流道展宽、相对速度降低而获得的压能增量,它代表叶轮中动能转化为压能的份额。由于相对速度变化不大,故其增量较小;第三项是单位重量流体的动能增量。

六、风机的实际性能曲线不同于理想性能曲线,这是如何造成的?

答:风机实际性能曲线不同于理想性能曲线,造成这种差异的原因有:

a 风机叶片数量与厚度不满足欧拉方程“叶片数量无限多,叶片厚度无限薄”的假设,实际风机叶片影响风机的流量和扬程;

b 流体流经风机进口至出口的整个流道中将产生流动损失、轮阻损失、泄露损失等多种损失,不满足欧拉方程“流动为理想流动”的假设;

C风机安装产生的局部损失,如进口气流有涡漩或预漩作用,使气流有冲击地进入叶片,降低了风机性能。

复习:欧拉方程假设条件、物理意义

222u2?u12w12?w2v2?v12简述欧拉方程HT?的物理意义。 ??2g2g2g答:第一项是离心力作功,使流体自进口到出口产生一个向外的压能增量;第二项是由于叶片间流道展宽、相对速度降低而获得的压能增量,它代表叶轮中动能转化为压能的份额。由于相对速度变化不大,故其增量较小;第三项是单位重量流体的动能增量。

七、在n=2900rpm的条件下实测一离心泵的结果为:Q=0.2m3/s,扬程H=100m,轴功率Ns=240kw,其输送流体的密度为1000kg/m3。

??试求:1)该泵的全效率??已知机械传动效率m=90%,求该泵的内效率i 为多少?

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?

答:1)泵的全效率?=(有效功率Ne)/(轴功率Ns)=(ρ.g.H.Q)/240=(1000×9.8×100×0.2)/240=0.8167,即为81.67%;

?? 泵的内效率i=?/m=0.8167/0.9=0.9074,即为90.74%。 2)根据相似律换算公式可得:

H/H’=(ρ/ρ’)(D2/D2’)2(n/n’)2=(1000/960)(1/2)2(2900/2000)2=0.5475;得:H’=182.6m

Q/Q’=(D2/D2’)3(n/n’)=(1/2)3(2900/2000)=0.181; 得:Q’=1.105m3/s Ne/Ne’=

ρ

/

ρ’).(D2/D2’)5.(n/n’)3=(1000/960).(1/2)5.(2900/2000)3=0.099; 得:Ne’=1979KW

复习:基本参数定义式(Q/U/N…)相似律

八、问调节管网流量的方法有哪些?哪种方法最节能?为什么?

H(pa)30201000102030Q(m3/h)Ⅱ’ A Ⅱ Ⅰ

图中Ⅰ为水泵性能曲线;Ⅱ为管网特性曲线;交叉点A为工况点。

答:(1)调节管网流量到7.5m3h的方法有:a.改变管网特性曲线(可关小

阀门)至性能曲线Ⅱ‘;b.减小水泵转速n;c.采用水泵进口导流器调节;d.切削叶轮调节。

(2)在以上四种调节方法中,减小水泵转速的方法最节能。因为水泵功

率N与转速n成三次方关系,n减小后,水泵功率下降非常明显;调节阀门开度则增加了额外的压力损失,水泵耗能有大部分消耗在阀门上,是不经济的;采用进口导流器调节,使进水产生预旋,会降低水泵的性能,增加进口损失,不如变速调节的节能效果好;采用切削叶轮的方法调节,虽然达到改变水泵性能曲线的目的,但水泵的效率已下降,其节能效果不及转速调节。

复习:工况调节

九、如图所示通风系统,各管段的设计流速和计算阻力如下表。 (1) 系统风机的全压和风量应为多少?

(2) 各设计风量能否实现?若运行时,测得1#排风口的风量为4000m3h,2#、

3#排风口的风量是多少?

(3) 若运行中需要增加1#排风口的风量,应怎样调节?


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