5 12000 12 32 21.58 8.42 258.96 6 6000 17 25 28.35 7.34 481.95 7 3000 2 20 20.55 5.80 41.1 Σl=80mΣΔP=3730.75Pa 立管Ⅲ 资用压力ΔP6-7=775.98Pa 立
127.5
17.0
6000 4.5
25
28.35
7.34
11.5
管 8 8 支
10.6
3000 2
20
20.55
5.80
41.1
4.5
管
6
ΣΔP=413.07Pa
立管Ⅲ 资用压力ΔP5-7=968.34Pa 立
127.5
17.0
6000 4.5
25
28.35
7.34
11.5
管 8 8 支
206.9
38.8
3000 2
15
103.45
11.07
4.5
管
0
5
ΣΔP=705.71Pa
立管Ⅱ 资用压力ΔP4-7=1648.38Pa立管ⅠΔP3-7=2194.99Pa 立
6000 4.5
20
80.4
11.66
361.8 13.0
43.1
管 支
206.9
38.8
3000 2
15
103.45
11.07
4.5
管
0 5 ΣΔP=1303.77Pa 局部阻力系数汇总
管段①截止阀7.0，锅炉出口2.0，90o煨弯3×0.5=1.5 Σξ=10.5 管段②90o煨弯2×0.5=1.0，直流三通1.0 Σξ=2.0 管段③④⑤直流三通1.0 Σξ=1.0 管段⑥截止阀9.0，90o煨弯2×1.0=2.0，直流三通 Σξ=10.0
1.0 22.47 22.47 281.43
12.0 17.08 204.96 686.91
4.5 10.66 47.97 89.07
196.42
324
47.97
89.07
196.42
324
174.81
381.7
560.3
922.07
174.81
381.7
管段⑦乙字弯1.5，分流三通3.0 Σξ=4.5 其他立管ⅢⅣ（d=25mm）截止阀9.0，90o煨弯1.0，旁流三通1.5 Σξ=11.5 ⅠⅡ（d=20mm）截止阀10.0，90o煨弯1.5，旁流三通1.5 Σξ=13 其他支管ⅢⅣ（d=20mm）乙字弯9.0，分流三通3.0 Σξ=4.5 ⅠⅡ（d=15mm）乙字弯1.5，分流三通3.0 Σξ=4.5 凝水管径汇总表 编号 热负荷W
7′ 3000
6′ 6000 20
5′ 12000 20
4′ 18000 25
3′ 24000 25
2′ 30000 32
1′ 71000 32
管径d(mm) 15
4-10 简述凝结水管网水力计算的基本特点
答：凝结水管网水力计算的基本特征是管网内流体相态不确定，必须分清管道内是何种相态的流体。例如从热设备出口至疏水器入口的管段，凝水流动状态属非满管流。从疏水器出口到二次蒸发箱（或高位水箱）或凝水箱入口的管段，有二次蒸汽是液汽两相流，从二次蒸发箱出口到凝水箱为饱和凝结水，是满管流，可按热水管网计算。 4-11 物料的“沉降速度”、“悬浮速度”、“输送风速”这三个概念有何区别与联系？
答：物料颗粒在重力作用下，竖直向下加速运动。同时受到气体竖直向上的阻力，随着预粒与气体相对速度增加竖直向上的阻力增加，最终阻力与重力平衡，这对物料与气体的相对运动速度Vt，若气体处于静止状态，则Vt是颗粒的沉降速度，若颗粒处于悬浮状态，Vt是使颗粒处于悬浮状态的竖直向上的气流速度，称悬浮速度。气固两相流中的气流速度称为输送风速。输送风速足够大，使物料悬浮输送，是输送风速使物料产生沉降速度和悬浮速度，沉降速度和悬浮速度宏观上在水平风管中与输送风速垂直，在垂直风管中与输送风速平行。为了保证正常输送，输送风速大于沉降或悬浮速度，一般输送风速为悬浮速度的2.4~4.0倍，对大密度粘结性物料甚至取5~10倍。 4-12 简述气固两相流的阻力特征和阻力计算的基本方法。
答：气固两相流中，既有物料颗粒的运动，又存在颗粒与气体间的速度差，阻力要比单相气流的阻力大，对于两相流在流速较小时阻力随流速增大而增大，随着流速增大，颗粒过渡到悬浮运动，总阻力随流速增大而减小，流速再增大，颗粒完全悬浮，均匀分布于某个风管，阻力与单排气流相似，随流速增大而增大。气固两相流的阻力还受物料特性的影响，物料密度大。粘性大时，摩擦作用和悬浮速度大，阻力也大，颗粒分布不均匀时颗粒间速度差异大，互相碰撞机会多，因而阻力也大。阻力计算的基本方法把两相流和单相流的运动形成看作相同，物料流看作特殊的流体，利用单相流体的阻力公式计算，因此两相流的阻力可以看作单相流体阻力与物料颗粒引起的附加阻力之和。在阻力构成上，气固两相流须考虑喉管或吸嘴的阻力、加速阻力、物料的悬浮阻力、物料的提升阻力、管道的摩擦阻力、弯管阻力、设备局部阻力等多项因素，各项阻力都有相应的计算参数和公式。气固两相流阻力计算一般可确定输送风速、料气比、输送管径及动力设备。 4-13 气固两相流水平管道内，物料依靠什么力悬浮？竖直管道呢？
答：气固两相水平管道内，物料依靠以下几个作用力悬浮：（1）紊流气流垂直方向分速度产生的力；（2）管底颗粒上下的气流速不同产生静压差而形成的力；（3）颗粒转运动时与周围的环流速度迭加形成速度差在颗粒上下引起静压差产生的引力；（4）因颗粒形状不规则引起空气作用力垂直分力；（5）颗粒之间或颗粒与管壁之间碰撞时受到的垂直分力。竖直管道内，物料依靠与气流存在相对速度而产生的向上的阻力悬浮。
4-14气力输送管道中，水平管道与竖直管道哪个需要的输送风速大？为什么？
答：输送风速指气固两相流管中的气流速度，气力输送管道中，水平管道比竖直管道需要的送风速大，因为在垂直管道中，气流速度与物料速度方向一致，只要气流速度稍大于悬浮速度，就可输送，而在水平管道中，物料悬浮来自紊流分速度，静压差等多种因素，悬浮速度与输送风速垂直，为保证物料处于悬浮流而正常输送，要有比悬浮速度大得多的输送风速，才能使物料颗料完全悬浮，因此水平管输送风速大。
4-15 什么是料气比？料气比的大小对哪些方向有影响？怎样确定料气比？
答：料气比是单位时间内通过管道的物料量与空气量的比值，也称料气流浓度，料气比的大小关系到系统工作的经济性、可靠性的输料量较大小。料气比大，所需送风量小，因而管道设备小动力消耗少，在相同的输送风量下输料量大，所以在保证正常运行的前提下，力求达到较高的料气比。料气比的确定，受到输送经济性、可靠性（管道堵塞）和气源压力的限制，一般根据经验确定。低压吸送式系统，料气比μ=1~10，循环式系统μ=1左右，高真空吸送式系统μ=20~70。物料性能好，管道平直，喉管阻力小时，可采用较高的料气比，反之取用较低值。
4-16 分析式（2-2-1）和式（4-3-11）这两个管道摩阻计算公式的区别和联系，它们各用于计算什么样的管网？
答：公式（2-2-1）ΔP=Rml用于单相流体的沿程摩擦阻力，计算公式（4-3-11）ΔP=（1+k1μ1）Rml用于气固两相流管道的摩擦阻力计算。因为公式（4-3-11）包括了气流阻力和物料预料引起的附加阻力两部分，其中k1是与物料有关的系数，μ1为料气比。
4-23 如习题图 4-1所示管网，输送含轻矿物粉尘的空气。按照枝状管网的通用水力计算方法对该管网进行水力计算，环境空气温度20℃，大气压力101325Pa。
习题图4-1
某工厂通风管网如图1所示，环境空气温度为20℃。用枝状管网的通用水力计算方法计算，主要步骤如下：
（1）计算环路I、II、III中重力作用形成的动力；（2）选环路I为最不利环路，按推荐流速确定所属管段的直径并计算流动阻力。根阻力计算结果确定需用压力；（3）按式（5）计算环路II、III的资用动力；按式（7）环路II的独用管路（管段2）、环路III的独用管路（管段3）的资用动力；（4）按压损平衡原理，确定管段2和3的断面尺寸，并计算流动阻力和压损平衡水平。管段2和管段3的压损平衡水平分别是98%和100.4%，已满足工程实际要求。若此压损平衡水平达不到工程要求，需调整管径，重新进行计算，直至满足要求。 主要计算结果列于表1。
表1 枝状管网的通用水力计算方法示例
流体密
环路 编号
管段 编号
设计流量 (m3/s)
度
管径 (mm)
流动阻力 (Pa)
环路重力作用 (Pa)
环路压力 (Pa)
资用动力 (Pa)
压损平衡
水平(%)
(kg/m3)
I
1 4 5 6 7 合计
0.417 0.639 1.750 1.838 1.838 0.222
0.779 0.946 1.029 1.127 1.165 1.204
200 240 380 420 420 130
213.2 52.2 1297.2 80.2 278.7 1921.5 249.8
-24.2
1945.7 1921.5 ——
II 2 17.5 1945.7 254.9 98.0
III 3 1.111 1.204 300 308.3 17.5 1945.7 307.1 100.4
第5章 泵与风机的理论基础
5-1 离心式泵与风机的基本结构由哪几部分组成？每部分的基本功能是什么？答：（1）离心式风机的基本结构组成及其基本功能：1）叶轮。一般由前盘、中（后）盘、叶片、轴盘组成，其基本功能是吸入流体，对流体加压并改变流体流动方向。 2）机壳。由涡壳、进风口和风舌等部件组成。蜗壳的作用是收集从叶轮出来的气体，并引导到蜗壳的出口，经过出风口把气体输送到管道中或排到大气中去。进风口又称集风器，它保证气流能均匀地充满叶轮进口，使气流流动损失最小。
3）进气箱。进气箱一般只使用在大型的或双吸的离心式风机上，其主要作用是使轴承装于风机的机壳外边，便于安装与检修，对改善锅炉引风机的轴承工作条件更为有利。对进风口直接装有弯管的风机，在进风口前装上进气箱，能减少因气流不均匀进入叶轮产生的流动损失。4）前导器。一般在大型离心式风机或要求特性能调节的风机的进风口或进风口的流道内装置前导器。改变前导器叶片的角度，能扩大风机性能、使用范围和提高调节的经济性。大型风机或要求性能调节风机用，扩大风机性能，使用范围和提高调节的经济性。（2）离心式水泵的基本结构组成及其基本功能：：1）叶轮。吸入流体，对流体加压。2）泵壳。汇集引导流体流动，泵壳上螺孔有充水和排气的作用。3）泵座。用于固定泵，联接泵与基座。4）轴封装置。用于密封泵壳上的轴承穿孔，防止水泄漏或大气渗入泵内。
5-2离心式泵与风机的工作原理是什么？主要性能参数有哪些？答：离心式泵与风机的工作原理是：当泵与风机的叶轮随原动机的轴旋转时，处在叶轮叶片间的流体也随叶轮高速旋转，此时流体受到离心力的作用，经叶片间出口被甩出叶轮。这些被甩出的流体挤入机（泵）壳后，机（泵）壳内流体压强增高，最后被导向泵或风机的出口排出。与此同时，叶轮中心由于流体被甩出而形成真空，外界的流体沿泵或风机的进口被吸入叶轮，如此源源不断地输送流体。泵（风机）不断将电机电能转变的机械能，传递给流体，传递中有能量损失。 主要性能参数有：扬程
（全压
）、流量
、有效功率
、轴功率
、转速、效率等。
5-3欧拉方程的理论依据和基本假定是什么？实际的泵与风机不能满足基本假定时，会产生什么影响？
答：欧拉方程的理论依据是动量矩定理，即质点系对某一转轴的动量对时间的变化率等于作用于该质点系的所有外力对该轴的合力矩。
欧拉方程的4点基本假定是： （1）流动为恒定流； （2）流体为不可压缩流体；
（3）叶轮的叶片数目为无限多，叶片厚度为无限薄； （4）流动为理想过程，泵和风机工作时没有任何能量损失。
上述假定中的第（1）点只要原动机转速不变是基本上可以保证的，第（2）点对泵是完全成立的，对建筑环境与设备工程专业常用的风机也是近似成立的。第（3）点在实际的泵或风机中不能满足。叶道中存在轴向涡流，导致扬程或全压降低，且电