流体输配管网试卷

S2

S1h 1

h 2

tg

th

tg

th

S1

h 1S2

h 2

双管系统 单管系统

流体输配管网试卷（A 卷）

一、简答题 （共40分，每题8分）

1、 在供热管道上常采用补偿器，试说明补偿器的作用。

2、 试说明在供暖空调冷热水管网系统中膨胀水箱的作用；并分别说明在重力循环热水供暖系统和

机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱的膨胀管与水系统管路的连接方式。

3、 在供暖建筑物内，常发生垂直失调现象，试说明什么叫做系统的垂直失调？在单管供暖系统和

双管供暖系统中，引起系统垂直失调的原因分别是什么？

4、 试说明在气固两相流系统中，物料的悬浮速度、沉降速度以及输送风速的定义，并简述一下输

送风速与悬浮速度两者之间的关系。

5、 简述一下什么叫水力失调，以及产生水力失调的原因？ 二、计算及证明题（共60分，每题15分）

1、 如图所示，设h 1=3.5m ，h 2=3.1m ，散热器：Q 1=600W ，Q 2=700W 。供水温度t g =95℃，供水密度

3/9.961m kg g =ρ。回水温度t h =70℃，回水密度3/8.977m kg h =ρ。单管系统中，两层散

热器间的管道中水的密度32/6.970m kg =ρ。 求：1）双管系统的重力循环作用压力。

2）单管系统各层之间立管的水温。 3）单管系统的重力循环作用压力。

2、 某一段圆形风管，通过风速仪侧得管内风速为40.4m/s ，但是由于风速仪事先未经校正，为了检

验测量结果的正确性，决定采用毕托管来重新测量。结果发现毕托管的两管内液柱高度差为0.1m ，（毕托管已经校正，且使用方法正确，毕托管内的液体为水。）试说明风速仪的测量结果是否可靠？（提示：根据毕托管的工作原理，两管内液柱产生的压力差即为风管内气流的动压。）

3、 有一转速为n=1480r/min 的水泵，理论流量Q=0.0833m 3

/s ，叶轮外径D 2=360mm ，叶轮出口有效

面积A=0.023m 2，叶片出口安装角β2=300

，试作出口速度三角形。假定流体进入叶片前没有预旋

运动，即01=u υ。试计算此泵的理论扬程H T 。（提示：先求出口绝对速度的径向分速度2r υ，做

出速度三角形后再求解。）

答案：一、简答题：

1、 见课本第18页相关内容。

2、 见课本第11页相关内容。

3、 见课本第69页和第71页相关内容。

4、 见课本第121页和第122页相关内容。

5、 见课本第203页和第204页相关内容。

6、 见课本第50页相关内容。

7、 见课本第179页相关内容。

8、 见课本第145页和第146页相关内容。 二、计算及证明题

1、 双管系统中：第一层的作用压力：Pa P 0.5451=， 第二层的作用压力：Pa P 8.10272=， 单管系统中，两层散热器间的水温C t ?=5.812，

循环作用压力：Pa P 7.808=。

2、 根据风速仪的测量值，可得管内气流的动压为

Pa 0.9802

4.402.12

2

2

=?=υρ气。

根据毕托管的测量结果，可算得管内的动压为：Pa g h 0.98080.9101.03=??=水ρ 从上面结果可看出，风速仪的测量结果是可靠的。 3、 由：s m A Q r /62.3023

.00833.02===

υ s m D n r u /9.272

10360601480226023

222=???=?==-ππω

s m ctg ctg u r u /6.213062.39.272222=?-=?-=?βυυ

而01=u υ 所以：m u g H u T 5.616.219.278

.91122=??==

υ 从而可知泵的理论扬程为m 5.61。

一．填空（每空1分，共25分）

1. 通风、空调系统并联管路阻力平衡的方法 和 。

2.敞口的竖直管中的气体重力流，其流动动力的大小取决于 和 之积，流动方向取决于 ，若管道内气体密度 ，则管道内气流向上。

3.建筑高度超过 的公共建筑或工业建筑、楼层数在 的住宅建筑为高层建筑。

4.燃气管道的 与其它管道相比，有特别严格的要求。

5.室内热水供应系统设置循环管的目的是 。

6.蒸汽供暖系统水平失调具有 和 。

7.水封水量损失的主要原因为 、 和 。

8.设计室内排水系统横管时须满足的规定有 、 、 和 。

9.泵、风机的能量损失包括 、 、 和 。

10.泵、风机采用串联运行的条件是和

。

二．单项选择（每题1分，共5分）

1.对于压力和重力综合作用下的气体管流，压力和重力综合作用将

管内气体的流动。

A.增强

B.削弱

C.不一定

2.蒸汽管网比冷热水管网在设计和运行管理上较复杂的原因是。

A.蒸汽的比重小

B.蒸汽和凝水状态参数变化较大

C.蒸汽系统的压力大

3.欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程。

A.与流动过程有关

B.与流体进出口速度有关

C.与被输送流体的种类有关

4.两台性能相同的泵或风机并联运行时，总流量增量的大小与下列哪一项有关。

A.管网性能曲线形状

B.泵或风机性能曲线形状

C.前两者

5.随着并联泵或风机台数的增多，总流量增量的幅度越来。

A.越大

B.越小

C.不变

三．判断对错（每题1分，共10分）

1.当量直径就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径。

2.吸送式气力输送系统的风机安装在系统尾部，系统在负压下运行。

3.应使排水立管内的水流状态处于水塞流。

4.轴功率表示在单位时间内流体从离心式泵或风机中所获得的总能量。

5.风机的全压为单位体积的气体流经风机时所获得的总能量。

6.理想条件下，泵或风机的Q T-H T性能曲线为抛物线形状。

7.改变管网性能曲线最常用的方法是改变管网中阀门的开启度。

8.泵的调节阀安装在吸入管上时，技术和经济性较好。

9.对于具有驼峰形性能曲线的泵或风机，其在压头峰值点的左侧区域运行时，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。

10.系统效应反映的是泵或风机进出口与管网系统连接方式对泵或风机的性能产生的影响。

四．简答题（每题5分，共30分）

1. 什么叫均匀送风﹖实现均匀送风的基本条件﹖

2. 阐述湿式自动喷水灭火系统的工作原理。

3. 建筑给水系统所需压力的组成﹖如何根据所需压力及外网水压确定供水方式﹖

4. 分析建筑内排水立管的压力变化。

5. 试比较前向叶片、径向叶片和后向叶片。

6. 什么叫泵或风机的喘振﹖其危害﹖防治的方法﹖

五. 制图分析题（10分）

下图为热水网路平面示意图及干管在正常水力工况下的水压曲线,请绘出（1）关小阀门A（2）关小阀门B两种情况下的水压曲线,并分析各种用户的流量变化。

六.分析计算题（10分）

下图为某热水网路平面图,管线纵剖面图和水压图,网路供、回水温度130℃/70℃(130℃水汽化压力17.6mH2O),用户3为低温水供暖用户,压力损失为2mH2O,主干线长为1000m,试问

1。在图中标出定压点C的位置

2。确定网路循环水泵扬程

3。确定热源内部压力损失 4。网路主干线压力损失 5。回水主干线平均比压降

6。定性比较用户1和用户2供水支线压力损失大小

7。验证热水网路在用户3入口处压力工况是否满足技术要求 8。确定用户3连接方式 七.计算题（10分）

某厂区热水供热系统网路平面如图,供水温度t 1=130℃,回水温度t 2=70℃,用户流量及用户内部阻力损失如图所示,试进行热水网路水力计算。（ a j =0.6局部损失与沿程损失的估算比值）

A 180m

B 80m

C 用户1 O 10t/h

热源 3 2 △P=5*104

Pa

用户2 D O 20t/h

△P=5*104

Pa

热水网路水力计算表

DN(mm) 70

80

100

125

G （t/h ） v(m/s) R(Pa/m)

v

R

v R

v R

10 0.79 142.2 0.55 56.8 0.37 19.8 0.24 6.3 20 1.55 568.8 1.1 227.5 0.74 79.2 0.47 24.3 30

1.65 510.9 1.11 178.5 0.71 54.6

热水网路局部阻力当量长度(m) DN(mm) 70

80

100

125

阀门 1.0 1.28 1.65 2.2

方形补偿器 6.8 7.9

9.8 12.5

直流三通 2.0 2.55 3.3 4.4

旁流三通 3.0 3.82 4.95 6.6 异径接头

0.3 0.38 0.98 1.32

沈阳建筑工程学院考试评分标准专用纸

2002~2003学年第1学期 科目 流体输配管网 专业 建筑设备2000-1.2.3.4.A.B

A 卷

一.填空（每空1分，共25分） 1. 调整支管管径 阀门调节

2. 进出口的高差 管道内外气体的密度差 内外气体密度的相对大小 小

3. 24米 10层及10层以上

4. 气密性

5. 保证使用时水温符合要求

6. 自调性 周期性

7. 自虹吸损失 诱导虹吸损失 静态损失

8. 充满度 自净流速 管道坡度 最小管径 9. 流动损失 泄漏损失 轮阻损失 机械损

150m

3

失10. 一台高压的泵或风机制造困难或造价太高改建扩建时管道压力加大需要的压头提高

二.选择（每题1分，共5分）1.C 2.B 3.B 4.C 5.B

三.判断（每题1分，共10分）1. 对 2.对 3.错 4.错 5.对 6.错 7.对 8.错 9.错 10.对

四.简答题（每题1分，共30分）

1. 什么叫均匀送风﹖实现均匀送风的基本条件﹖

根据工业与民用建筑的使用要求，有时将等量的空气沿通风空调系统的风管侧壁成排的孔口或短管均匀送出，使送风房间得到均匀的空气分布，称均匀送风。（2分）

条件：1）保持各侧孔静压相等；2）保持各侧孔流量系数相等；3）增大出流角α。（3分）

2. 阐述湿式自动喷水灭火系统的工作原理。

室内发生火灾→

↓

喷头动作喷水→

↓

水流指示器动作→值班室（服务台）

↓

湿式报警阀动作←末端试验装置

↓

压力开关报警→水力警铃报警

↓

消防控制室→报告与传递指令

↓

启动水泵

3. 建筑给水系统所需压力的组成﹖如何根据所需压力及外网水压确定供水方式﹖

A建筑给水管路所需压力：

H=H1+H2+H3+H4

式中：H——建筑给水管网所需水压，kPa；H1——引入管至最不利点静压，kPa；

H2——管网总水头损失，kPa；H3——水表水头损失，kPa；

H4——最不利配水点流出水头，kPa。

B给水方式：外网压力H0>H时，直接给水；

外网压力H0稍低于H时，适当放大部分管径，减小阻力，直到H0>H为止，直接给水；外网压力H0

4. 分析建筑内排水立管的压力变化。横支管排放的污水进入立管竖直下落过程中会挟带一

部分气体一起向下流动，若不能及时补充带走的气体，立管上部形成负压。最大负压发生

在排水横支管下面。挟气水流进入横干管后，流速降低，形成水跃，气体从水中分离，当

水充满整个断面时，气体不能及时排走，立管底部和横干管内形成正压。立管从上到下，

压力从负到正，零压力点靠近立管底部。

5. 试比较前向叶片、径向叶片和后向叶片。

(1)从流体所获得的扬程看,前向叶片最大,径向叶片稍次,后向叶片最小。

(2)从效率观点看,后向叶片最高,径向叶片居中,前向叶片最低。

(3)从结构尺寸看,在流量和转速一定时,达到相同的压力前提下,前向叶轮直小,而径向叶轮直径稍次,后向叶轮直径最大。

(4)从工艺观点看,直叶片制造最简单。因此,大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。如果对泵与风机的压力要求较高，转速或圆周速度又受到一定限制时,则往往选用前向叶片。从摩擦和积垢角度看,选径向直叶片较为有利。

6. 什么叫泵或风机的喘振﹖其危害﹖防治的方法﹖

当泵或风机在非稳定工作区运行时，可能出现一会儿由泵（风机）输出流体，一会儿流体由管网中向泵（风机）内部倒流的现象，专业中称之为“喘振”。

危害：喘振现象发生后，设备运行的声音发生突变，流量、压头急剧波动，并发生强烈振动。如果不及时停机或采取措施消除，将会造成机器严重破坏。

喘振的防治方法有：

①应尽量避免设备在非稳定区工作；②采用旁通或放空法。③增速节流法。

五.制图分析题（10分）解：1）关小A：A点突降。水压曲线变平坦。总阻抗增大，

总流量减小。1、2、3流量等比例减小。

2）关小B：B点突降。水压曲线变平坦。总阻抗增大，总流量减小。1流量增大；2、3

流量减小。不一致失调。

六.计算分析题（10分）1.定压点C在网路回水干管与用户2回水管连接处。（1分）

2.H=55-26=29 mH2O。（1分）

3.55-42=13 mH2O。（1分）

4.(42-36)+(32-26)=12mH2O。（1分）

5.（32-26）*104/1000=60Pa/m。（1分）

6.用户1支线压力损失大。（1分）

7.静水压线：29-5=24<40 不超压； 29>24+3 不倒空； 29-5>17.6+3 不汽化。

回水管动水压曲线：32-5=27<40不超压； 32-5=27>24-5+3=22 不倒空；能保持正压。

供水管动水压曲线：36-5=31>17.6+3=20.6 不汽化；36-32=4>2 作用压力满足。满足技术要求。（3分）

8.用户3采用混合水泵的直接连接，供水管入口节流。（1分）

七.计算题（10分）

解：1）主干线为从热源到用户2的管线，主干线平均比摩阻R pj=40~80Pa/m。根据主力计算表，有流量G、平均比摩阻R pj确定d、R、v。结果见计算表（2分）

管段编号

流量

G'(t/h)

管长

l(m)

当量长

度

l d(m)

折算长

度

l zh(m)

管径

d(mm)

流速

v(m/s)

比摩阻

R(Pa/m

)

阻力损失

ΔP(Pa)

主干线

AB BD 支线BC 30

20

10

180

150

80

39.7

36

16.9

219.7

186

96.9

125

100

70

0.71

0.74

0.78

54.6

79.2

142.2

11996（2分）

14731（2分）

13779（2分）

各管段当量长度计算：

管段编号局部阻力个数当量长度管段总当量长度

AB BD BC 闸阀

方形补偿器

闸阀

旁流三通

方形补偿器

直流三通

异径接头

方形补偿器

闸阀

1

3

1

1

3

1

1

2

1

2.2

3*12.5=37.

5

1.65

4.95

3*9.8=29.4

2

0.3

2*6.8

1

39.7

36

16.9

支线水力计算：管段BC资用压力ΔP BC=ΔP BD=14731Pa支线比摩阻R'=ΔP BC/(1+αj)=14731/80(1+0.6)=115Pa/m（2分）查表计算，结果见表。