流体输配管网期末复习知识点

第一章流体输配管网的功能与类型

1.1空气输配管网的装置及管件有风机、风阀、风口、三通、弯头、变径管等还有空气处理设备。它们是影响官网性能的重要因素。1.2燃气输配管网由分配管道、用户引入馆和室内管道三部分组成。居民和小型公共建筑用户一般由低压管道供气。 1.7补偿器及不同类型的原理：（1）为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。（2）自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器是利用补偿器材料的变形来吸热伸长，套筒补偿1.3冷热水输配管网系统：按循环动力可分为重力循环系统和机械循环系统；按水流路径可分为同程式和异程式系统；按流量变化可分为定流量和变流量系统；按水泵设置可分为单式泵和复式泵系统；按与大气解除情况可分为开示和闭式系统。 1.4采暖空调冷热水管网装置：膨胀水箱；排气装置；散热器温控阀；分水器、集水器；过滤器；阀门；换热装置。 1.5膨胀水箱的作用与安装方式：（1）是用来储存冷热水系统水温上升时的膨胀水量。在重力循环上供下回式系统中，它还起着排气作用。膨胀水箱的另一个作用是恒定水系统压力。（2）膨胀水箱的膨胀管与水系统管路的连接，在重力循环系统中，应接在供水总立管的顶端；在机械循环中，一般接至循环水泵吸入口前。连接点处的压力，无论在系统不工作或运行时，都是恒定的。此点为定压点。（3）膨胀水箱的循环管应接到系统定压点前的水平回水干管上。该点与定压点之间保持1.5-3m 的距离。

1.6采暖用户与热网的连接方式：可分为直接连接（1无混合装置的直接连接2装水喷射器的直接连接3装混合水泵的直接连接）和间接连接两种。

器、球形补偿器是利用管道的位移来吸热伸长。

1.8建筑给水管网的功能和类型：（1）功能：建筑给水系统将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经支管配水管送至用水的末端装置，满足各用水点对水量、水压和水质的需求。（2）：类型：直接给水管网、设水箱的给水管网、设水泵的给水管网、设水泵和水箱的给水管网、气压给水管网、分区给水管网、分质给水管网。

1.9消防水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压的要求，且应储存有室内10min 的消防用水量。

1.10高层建筑液体输配管网特点：（1）高层建筑热水管网特点：可采用竖向分区的供水方式，尽管冷、热水分区相同，混合龙头出冷水压力大、热水压力小。（2）高层建筑采暖空调冷热水管网特点：当循环水泵在官网底部时，水泵出口处是官网压力的最高点。在水泵启动的瞬间，管内流动尚未形成，此时，水泵出口处压力等于管网静水压力和水泵全压之和。所以，承压能力富裕不足的冷、热源不宜连接在水泵出口处，而宜在水泵入口处。

1.11疏水器的作用于功能：阻止蒸汽逸漏，迅速排走用热设备

及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。

1.12减压阀：减压阀通过调节阀孔大小，对蒸汽进行节流而达到减压目的，并能自动地将阀后压力维持在一定范围内。 1.13凝结水管网的类型：非满管流的凝结水回收系统、两相流过渡区。

2.3当量直径：就是与矩形风管有相通单位长度摩擦阻力的圆形风管直径，它有流速当量直径（矩形风管的，Dv=2ab/(a+b)）和流量当量直径。

2.4利用当量直径求矩形风管的阻力，必须注意其对应关系，采用流速当量直径时，必须用矩形风管中的流速去查出阻力；采的凝结水回收系统、重力式满管流凝结水回收系统、闭式余压凝结水回收系统、闭式满管凝结水回收系统、加压回水系统。 1.14建筑排水管网的类型：生活排水管网、工业废水排水管网、屋面雨水排除管网。

1.15流体输配管网的分类：单项流与多项流管网、重力驱动和压力驱动管网（重力驱动管网的关键特点额动力不是某个或几个局部位置输出的，而是延程形成的）、开示和闭式管网、枝状与环状管网、异程式与同程式管网。 重力驱动管网的关键点是：动力不是在摸个或几个局部位置输入的，而是沿程形成的。

1.16流体输配管网之间的连接方式：直接连接（水力相关，热力相关），间接连接（无水力相关但热力相关） 第二章气体管网水力特征与水利计算

2.1流体输配管网水力计算和常用方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法。假定流速法适用于动力未知的情况。 2.1比摩阻：Rm 管道单位长度的摩擦阻力。（Pa/m） Rm=

λ

2

4R ⨯

ρv

2

R管道半径，λ摩擦阻力系数。

2.2通风空调管道中，气流大多属于紊流光滑区到粗糙区之间的

用流量则用流量去查出阻力。用两种方法求出的阻力应该是相同的。

2.5并联管路阻力平衡的方法：调整支管管径，阀门调节。 在并联环路中，各层散热器的进出水温度是相同的，但循环作用动力相差很大，越在下层，作用动力越小；而在串联环路中，各层散热器循环作用动力是同一个，单进出口水温不相同，越在下层，进水温度越低。

2.6均匀送风管道设计：对于断面不变的矩形送排风管，采用条缝形风口送排风时，风口上的速度分布如图。在送风管上，从始端到末端管内流量不断减小，动压相应下降，静压增大，使条缝口出口流速不断增大；在排风管上，则是相反，因管内静压不断下降，管内外压差增大，条缝口入口流速不断增大。 第三章液体管网水力特征与水利计算

3.1室内热水采暖管网、空调冷冻水管网和给水管网流动几乎都处于紊流过渡区，室外管网大多处于阻力平方区。

3.2液体管网水力计算的主要任务：1已知流量和压力求管径；2已知流量管径求压力；3已知流量求管径和压力；4已知管径和管段压降求流量

3.3室内热水供热管网水力计算的主要任务与室内管网相同：1按已知的热媒流量，确定 管径，计算压力损失。2按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失。3按已知管道直径和

允许压力损失，计算或校核管道中流量。 第四章多项流管网水力特征与水利计算

4.1水封：建筑内部排水管内气压波动，会使有毒有害气体进入房间，影响室内环境卫生，直接危害人体健康。水封是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气体进入室内的措施。水封3疏密流4停滞流5部分流6柱塞流

4.9两相流的阻力特征：c 点是个临界状态点，此时颗粒群处于完全悬浮状态，阻力最小。临界状态的流速称为临界流

设在卫生器具、空调机集水盘以及地面等的排水口下，通常用存水弯来实施。 水封损失原因：自虹吸损失、诱导虹吸损失、静态损失

4.2横管内水流状态：污水由竖直下落进入横管后，横管中的水流状态可分为急流段，水跃及跃后段、逐渐衰减段。急流段水流速度大，水较浅，冲刷能力强。急流段末端由于管壁阻力使流速减小，水深增加形成水跃。在水流继续向前运动中，由于管壁阻力，能量逐渐减小，趋于均匀流。

4.3排水立管水流特点：断续的非均匀流、水汽两相流、管内压力变化。

4.4排水立管中水流流动状态：附壁螺旋流、水膜流、水塞流。 4.5确保立管内通水能力和防止水封破坏是建筑内部排水系统中的两个最重要的问题。两问题都与立管内压力有关 4.6在进行低压蒸汽供暖系统管路的水力计算时同样先从最不利的管段开始。进行最不利管路的水力计算是，通常采用压损平均法。

4.7蒸汽供暖系统水平失调具有自调性和周期性的特点。 4.8水平管内的气固两相流将呈现哪些状态：1悬浮流2底密流

速。

蒸汽供暖系统水力失调具有自调性和周期性的特点。 离心式泵与风机的性能参数：流量、泵的延程与风机的全压、功率（有效功率、轴功率）、效率（有效功率和轴功率之比）、转速。

第五章 泵与风机的理论基础

5.1叶片出口角大于90°的叫做前向叶片，等于90°的叫做径向叶片，小于90°的叫做后向叶片。

5.2离心式 泵与风机的性能参数：1流量（m3/s）（m3/h），2泵的扬程（mH2O ）和风机的全压（mmH2O ），3功率（W,KW ）,4效率，5转速（r/min）

5.3流体所获得的理论扬程H 仅于流体在叶片进出口处的速度三角形有关，而与流动过程无关；流体所获得的理论扬程H 与输送流体的种类无关。

5.4离心式泵和风机的损失大致可以分为：流动损失，泄露损失，轮阻损失和机械损失等。其中流动损失引起泵与风机扬程和全压的降低，泄露损失引起泵与风机流量的减少，轮阻损失和机械损失则必然多耗功。

5.5离心式泵全部采用后向叶轮，在大行风机中，为增效减噪，也几乎都采用后向叶轮。中小型风机，效率不是主要考虑因素，也有采用前向叶轮的，这是因为叶轮是前向叶型的风机，在相同的压头下，叶轮外径和外形可以做的很小。

5.6在相似条件下，两个泵 与风机的比转数是相等的。但是反量。

6.8对于吸水管路的基本要求有3点：1不漏气，2不积气，3不吸气。

6.9离心泵的性能，根据其流量—压头曲线特点的不同分为1平坦类（其流量变化较大时能保持基本恒定的压头），2驼峰类（流量自零增加，达到最高值开始下降，此类泵在一定条件下可能出现不稳定工作的现象，应使工作在驼峰右侧--稳定工作区），3陡降类（当泵的流量变化时，压头变化相对较大，可过来，比转数相等的两泵与风机就不一定相似。

5.7泵与风机的比转数ns 与流量的平方根成正比，与全压的3/4次方成反比，即比转数ns 大，反应泵与风机的流量大，压力低；反之，比转数小，则流量小、压力高。 第六章 泵、风机与管网系统的匹配

6.1管网特定曲线影响因素：影响阻抗S 值的参数有:摩擦阻力系数、管段长度l 、直径d 、局部阻力系数、流体密度 6.2由于泵，风机进出口与官网系统的连接方式对泵，风机的性能特性产生的影响，导致泵（风机）性能下降被称为“系统效应”。系统效应会导致内部能量损失发生变化，使泵和风机的性能下降。

6.3效应管道长度：自风机出口截面不规则的速度分布，到管道内气流速度规则分布的截面之间的管段长度。

6.4泵与风机并联的工作特点：各设备工作压头相同，总流量等于各台设备在该工作压头下的流量之和。

6.5泵与机串联的工作特点：通过各设备的流量相同，而总压头为个设备在该流量下的压头总和。

6.6改变管网特性曲线最常用的方法是改变管网中的阀门开启程度，从而改变管网的阻力特性（S ），使管网特性曲线变陡或变缓，从而移动泵与风机的工况点达到调节流量的目的。 6.7在确定水泵安装位置时，实际汽蚀余量应大于必须汽蚀余

用于多台并联运行系统中）。

6.10泵与管网的连接：对于吸水管路的3个基本要求：1不漏气2不积气3不吸气

6.11泵的综合性能图：将同型号不同规格泵的性能曲线，在高效区（η≥0. 9ηmax ）的部分绘制在一张图上，形成某一类型泵的综合性能图。图的上下边表示叶轮高效区的Q-H 曲线，两侧边是等效率线。

第七章 枝状管网水力工况分析与调节

7.1动静压转换原理：通一断面，全压一定，静压减少，动压增加；静压增加，动压减少。

7.2常用的定压方式：高位水箱定压方式，补给水泵定压方式，气体定压，蒸汽定压方式。

7.3调节阀的理想流量特性：在调节阀前后压差一定的情况下，相对流量与相对开度的关系。

7.4典型的理想流量特性：1直线2等百分比3快开4抛物线（流量特性）

7.5调节阀的工作流量特性：在调节阀前后压差随负荷变化的工作条件下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系。 7.6阀权度Sv ：表示调节阀全开时阀前后压差与管道总压差的比值

7.7阀权度对调节阀工作特性的影响分析：1当管道阻抗为零时，Sv=1，管道的总压差全部降落在调节阀上，调节阀的工作特性与 理想特性是一致的。2随着管道阻抗增大，Sv 值减小 ，管

道压力损失增大，使管道的总压差降落在调节阀上的部分减小，调节阀全开时的流量减小。3随着Sv 值的减小，调节阀的流量特性发生很大的畸变，当以Q/Q100做参比值时，成为一系列向上拱的曲线。理想的直线特性趋向于快开特性 ，理想的等百分比特想趋向与直线特性，使小开度时放大系数增大，大开度时放大系数减小，Sv 值太小时将严重影响调节系统的调节质量 7.8水力失调的概念：管网系统的流体在流动过程中，往往由于确定最不利环路2确定最不利环路个管段内流体流速3根据流量和流速。确定最不利环路各管段断面尺寸4计算最不利环路各管段阻力5平衡并联管路6计算总阻力，求管网特性曲线7确定动力设备参数压损平均法2根据最不利环路的资用压力求其单位管长的压力损失3根据压力损失和流量，确定其管段管多种原因，使管网中某些管段的流量分配不符合设计值。 7.9水力失调程度：xi=Qsi/Qgi Qsi：被衡量管段的实际流量 Qgi ：被衡量管段的设计流量。管网中所有管段的xi 都大于1或都小于1，称为一致失调；反之不一致失调。一致失调分为等比失调（所有管段xi 都相同）和不等比失调。

提高管网水力稳定性的主要方法是相对的减少网路干管压降，相对的增大用户系统的压降。稳定性的衡量：y=Qg/Qmax=1/x max ；y ：管段或用户的水力稳定性；Qg ：管段或用户的规定流量；Qmax ：管段或用户的最大流量；x max ：工况变动后，管段或用户可能出现的最大水力失调度。

简答：1流体输配管网水力计算的目的是根据要求的流量分配。

确定管网的各段管径和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网

动力设备准备好条件。进而确定动力设备的型号和动力消耗；

或者根据已定的动力设备，确定管道尺寸。是设计的基本手段，

质量的基本保证。水力计算的理论依据是流体力学一元流动连

续性方程和能量方程及串、并联管路流动规律。流动动力等于

管网总阻力，那些管道串联后的阻力等于个管段阻力之和。管

段阻力是构成管网阻力的基本单元。流体阻力为1沿程（摩擦）

阻力2局部阻力

2常用水力计算方法

假定流速法：1绘制管网轴测图，对管段编号，标出长度流量，

径4确定并联支路资用压力，计算2后5确定各管段管径静压复得法1确定管道上各孔口出流速度2计算其管内静压和流量3流速，断面尺寸 全压4阻力5动压637

3流速当量直径：假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的空气流速相等，并且两者的单位长度摩擦阻力也相等，则该风管的直径就称为此矩形风管的，Dv=2ab/(a+b)

4欧拉方程基本假定：1流体为恒定流2流体为不可压缩流体3

叶轮的叶片数目为无限多，厚度为无限薄4流体在整个

叶轮中流动过程为理想过程

特点：1未分析流体中途运动过程，流体的理论扬程

仅与流体在叶片进出口出的速度三角形有关，与流动

过程无关2与被输送流体的种类无关

物理意义：1方程指出叶轮与流体之间的能量转换关

系，它遵循能量转换与守恒定律；2只要知道叶轮出

口的流体速度，即可计算出1千克流体与叶轮之间机

械能转换的大小，而不管叶轮内部的流动情况； 3

适用于任何气体或液体，既适用于叶轮式的压缩机也

适用于叶轮式的泵； 4推而广之只需要将等式右边

各项的进出口符号调换一下，亦适用于叶轮式的原动机（如汽轮机、燃气轮机）。

5泵、风机在管网系统中的工作状态点：将泵、风机在管网中的实际性能曲线中的流量—压头曲线与其接入管网系统的管网特性曲线，用相同规格画在同一直角坐标图上，那么两条曲线的交点即为该泵（风机）在该管网系统中的工作状态点，或称运行工况点。在这一点上，泵、风机的工作流量即为管网中通过的流量。泵、风机在管网中的工作状态点是其自身的性能和管网特性共同确定的。泵、风机的性能曲线表明，泵、风机可以再多种不同的流量和压头的组合下工作，然而在某一时刻，在实际管网系统中运行时，它只能工作在性能曲线的某一点上，此时泵、风机的工作流量即为管网中通过的流量，所提供的能量与管网中流体流动所需的能量相平衡。