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哈尔滨工业大学《流体输配管网》考试题及答案

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1、管网构成的三个基本要素是（ 管段 ）、（ 节点 ）、和（ 动力源 ）。管网系统在各节点处，（ 断面尺寸或流量 ）发生改变。
2、克契霍夫第一定律表述为（ 管网内通过任一节点的各流量的代数和为零 ），克契霍夫第二定律表述为（管网内任一环内，各管段水头损失的代数和为零 ）。环状管网水力计算的方法主要有（解管段方程法）、（解节点方程法）和（解环方程法）。
3、某系列水泵的比转数ns越大，其所提供的扬程（ 越小 ）、流量（ 越大 ），水泵形状（ 粗胖 ），H-Q曲线呈现（ 陡降 ）的趋势。
4、空调建筑的卫生间排风竖井顶部装有排风机，冬季比夏季排风能力强，其原因是由于（ 冬季竖井内位压的存在增加了排风的动力，而夏季竖井内位压的存在成为排风的阻力 ）。
5、通风空调空气输送管网，沿流动方向风道内的全压（ 沿程下降 ），静压（可能上升、下降或相等）。实现风管侧壁孔口均匀送风的基本条件是（保持各侧孔静压相等）、（保持各侧孔流量系数相等）和（增大出流角α ）。
6、水力失调度是（管段实际流量与设计流量）的比值，水力稳定性系数是（管段规定流量与工况变化后管段最大流量）的比值。提高管网水力稳定性的只要方法是（尽可能减小网路干管压降，而增大用户系统的压降）
7、泵或风机的实际运行工况点是（ 泵或风机的性能 ）曲线和（ 管路性能 ）曲线的交叉点。若想改变管网系统的工作点，常用的调节手段有（ 阀门调节 ）、（ 转速调节 ）和（ 切削叶轮调节 ）等办法。
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 。
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、简答和分析题（每题8分，共40分）

1、试画出两台型号相同的水泵并联运行工况图示，并联后的流量是否为单台泵工作时流量的2倍？何种类型的水泵和管路性能更适合并联工作？
答：

如图所示，管路性能曲线为Ⅰ，并联后的工作点1，单台泵工作时的工作点2，可见并联后的总流量小于单台泵工作时流量的2倍。
并联的意义就是为了增加流量，因此管路性能曲线越平坦（管路阻抗小）、泵的性能曲线越平坦（比转数小），并联后增加的流量越大，越适合并联工作。

2、以水泵为例，写出其相似律的数学表达式，并说明相似律的意义。
答：流量比 扬程比
轴功率比 效率比
相似律的意义：
l 建立同一系列（几何相似）的泵与风机工作参数之间的关系。
l 水泵制造时，先做小模型，取得设计参数，再推广到实型设备。
l 对泵与风机进行运行调节的理论依据。

3、何谓比摩阻，简要说明确定经济比摩阻的意义。
答：单位长度摩擦阻力，称为比摩阻。
经济比摩阻的确定涉及管径的选取，是一个技术经济问题。如选用较大的比摩阻值（流速较大），则管径可减小，管网系统初投资降低，但同时系统压力损失增加，水泵动力消耗增加，运行费增加；反之亦然。因此经济比摩阻的确定需经过全面的技术经济比较，对设计实践有指导意义。

4、下图中虚线为阀门B全开时串并联管路1-2-3-4的测压管水头线。
1）关小阀门B以后，说明各管段流量的增减情况及其增减原因。
2）试画出关小阀门B以后，各管段测压管水头线的变化情况。（用实线画在原图上）
答：图中所示为串、并联混合管路，关小阀门B以后，并联管路阻抗S并 增加，管路总阻抗S总 增加，导致总流量减少，则管段1-2和管段3-4的流量减少（该段测压管水头线变缓）。并联管段上的压降增大，S21不变，则管段21的流量增加（该段测压管水头线变陡），管段22的流量减少（阀门处产生集中的能量损失，阀门前后测压管水头线变缓）。

5、分别举例说明实际工程中什么管网属于开式枝状管网、闭式枝状管网和环状管网？枝状管网与环状管网的主要水力特征差别？开式枝状管网与闭式枝状管网的主要水力特征差别？
答：通风空调空气输送管网、建筑室内给水管网等属于开式枝状管网；室内热水供暖管网、室内闭式空调冷热水管网等属于闭式枝状管网；城市供水、供燃气管网的干线通常布置成环状管网。
枝状管网与环状管网水力特征差别如下：
1）只要是枝状管网，各管段内的流量大小和流动方向就可以预先确定；而环状管网内管段的实际流量大小和流动方向均未知，需经水力计算确定，这也正是环状管网的复杂所在。
2）枝状管网初投资小、水力可靠性差；环状管网初投资较大、水力可靠性好。
开式枝状管网与闭式枝状管网的水力特征差别如下：
1）开式枝状管网有开口与大气相通，管路内各断面压强可以确定；闭式枝状管网没有开口与大气相通，管路内各断面压强为不定值，必须人为确定定压点。
2）与闭式液体管网相比，开式液体管网的动力设备（如水泵）除了克服流体在管网内的流动阻力外，还应克服一定高度的静水压力。
三、计算题（每题10分，共20分）
1、已知4-72型 NO 6C离心风机在转速为n=1250转/分 时实测参数如下表所示：

1
2
3
4
5
6
7
8
P(Pa)
Q(m3/h)
N(kW)
843.4
5920
1.69
823.8
6640
1.77
814.0
7360
1.86
794.3
8100
1.96
755.1
8800
2.03
696.3
9500
2.08
637.4
10250
2.12
578.6
11000
2.15
管路性能曲线经过原点。

1）求出各点效率，并画出该风机性能曲线图（P-Q、N-Q、η-Q曲线）
2）设风机原来在Q=9500 m3/h 下工作，现需将其流量减少15％，若采用阀门调节，求调节后的轴功率；若采用转速调节，求调节后的轴功率及风机转速？
解：1） 由
有 η1=0.821、η2=0.858、η3=0.895、η4=0.912、η5=0.909、η6=0.883、
η7=0.856、η8=0.822（性能曲线图略）
2）采用阀门调节（风机性能曲线不变，管路性能曲线变化）
风机原来风量9500 m3/h（工况点6）
调整后的风量为 m3/h≈8100 m3/h （接近工况点4）
则采用阀门调节后的轴功率应为1.96 kW
若采用转速调节（管路性能曲线不变，风机性能曲线变化）
因为管路性能曲线经过原点，所以转速调节后新的工作点6’与原工作点6为相似工况点，则有
根据相似律， 转/分
kW

2、有一台进口直径D1=600 mm 的单级泵，输送常温清水，其工作流量Q=800 l / s，允许真空高度[ Hs]=3.5 m，吸水管水头损失hw吸=0.4 m，试问
1） 如果水泵的几何安装高度h几吸=3 m，该水泵能否正常工作？
2） 若将该泵安装在海拔1000 m的地区（当地大气压为9.2 mH2O），输送40℃清水（其汽化压力为0.75 mH2O），此时该泵的允许几何安装高度应为多少？
解：1） m / s

如果水泵的几何安装高度h几吸=3 m，则超过了上述允许安装高度，会使水泵吸入口处真空度增加，产生气蚀，影响水泵正常工作。
2） 此时允许真空高度发生变化

m
则

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