流体输配管网课后习题以及答案 第三章作业(已改)

3-1 计算习题 3-1 中各散热器所在环路的作用压力 tg=95℃， tg1=85℃， tg2=80℃，tn=70℃。

解:如图示可知，第一个为并联环路双管管网，第二个为串联环路单管管网 系统供回水温度，tg=95℃， tn=70℃，tg1=85℃， tg2=80℃， 对应的密度为，

3 n977.81kg/m3，g1968.65kg/m3，g2971.83kg/m g961.92kg/m3，

并联：【双管路各层散热器的进出水温度是相同的，但是循环作用动力相差很大；】

第一楼散热器作用压力：

P1gh1hg9.813977.81961.92467.6Pa

第二楼散热器作用压力：

P2gh2hg9.816977.81961.92935.3Pa

第三楼散热器作用压力：

P3gh3hg9.816977.81961.921325Pa 串联：【单管路各层散热器的循环作用动力是同一个数，但进出水温度越到下层越低】

PhgH1ng2gH2g2g1gH3g1g9.813977.81971.839.816971.83968.659.818.5968.65961.92924.3Pa

3-2 通过水力计算确定习题图 3-2 所示重力循环热水采暖管网的管径。图中立 管Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ各散热器的热负荷与Ⅱ立管相同。只算 I、II 立管，其余立管只 讲计算方法，不作具体计算，散热器进出水管管长 1.5m，进出水支管均有截止 阀和乙字弯，每根立管和热源进出口设有闸阀。

解:（1）选择最不利环路。有图3-2可知，最不利环路是通过立管I的最底层散热器I1（1800w）的环路，这个环路从散热器I1顺序经过○1、○2、○3、○4、5、○6、进入锅炉，再经管段○7、○8、○9、○10、○11、○12进入散热器I1。○

查表可得，【简明供热设计手册 李岱森主编 中国建筑工业出版社 1998_P88页表4—3】△Pf=350Pa，

g961.92kg/m3，h977.81kg/m3

（2）计算通过最不利环路的作用压力

PI'1gHhgPf=9.81×（0.5+3）（977.81－961.92）+350＝896Pa

（3）确定最不利环路各管段的管径d

精选

1）求平均比摩阻。Rpj最不利环路长度

PI'1li10.58963.65Pa/m

122.8lGI1=(2.8+3)+13.5+10+10+10+8+(8.9+3+8)+10+10+10+12.8+2.8=122.8m

2)根据各管段热负荷,计算各管段的流量，

3600Q0.86Qkg/h 34.18710（tg-th）tg-th比如:管段○2的流量计算：G2=（0.86*1800）/（95-70）=61.92≈62 kg/h 同理以此类推可算出全部的流量G写入下表。

在通过【简明供热设计手册 李岱森主编 中国建筑工业出版社 1998_P115页表5—2】选择最接近Rjp管径。 R Pd 管段热负荷Q 流量G管长L管径D （m/s）Py=RL ∑ Pj= P =Py+Pj 备 号 （W） （kg/h） （m） （mm） DN 1 1800 62 5.8 20 0.05 3.12 18.096 28 1.20 33.6 （Pa/m） (Pa) ∑ Pd 注 散热器 1×2.0， 截51.696 止阀2×10，90º弯头 1×1.5， 合流三通 1.5×1 2 5300 182 13.5 32 0.05 1.65 22.005 2.5 1.23 3.075 闸阀 1×0.5， 直流25.08 28.15 57.98 27.34 42.3 三通 1×1.0，90º弯头 1×1.0 3 4 5 6 9900 14500 19100 23700 341 499 657 815 10 10 10 8 40 40 50 50 0.06 0.13 0.08 0.13 2.58 5.21 2.42 3.60 25.9 52 24.2 28.8 1 1 1 1.5 2.25 5.98 3.14 9.0 2.25 5.98 3.14 13.5 直流三通 1×1.0 直流三通 1×1.0 直流三通 1×1.0 闸阀 1×0.5，90º弯 头 2×0.5 闸阀 1×0.5，90º弯 7 23700 815 19.9 50 0.13 3.60 71.64 2.5 15.0 37.5 109.14 27.14 58.08 28.15 28.998 9.836 头 2×0.5，直流三通 1×1.0 8 9 19100 14500 657 499 341 182 10 10 10 12.8 50 40 40 32 0.08 0.13 0.06 0.05 2.42 5.21 2.58 1.65 24 52.1 25.9 1 1 1 2.5 3.14 5.98 2.25 3.1 3.14 5.98 2.25 直流三通 1×1.0 直流三通 1×1.0 直流三通 1×1.0 闸阀 1×0.5， 直流10 9900 11 5300 21.248 7.75 三通 1×1.0，90º弯 1×1.0 12 3300 114 2.8 25 0.06 2.88 8.036 1 1.8 1.8 直流三通 1×1.0

精选

（4）立管Ⅰ计算富裕度：

通过底层散热器总阻力即系统作用压力富裕度的值如下： △℅=

PI'1PyPj1~12PI'1100℅=

896493.8944.9℅>10℅

896富裕度满足要求，到此I1环路计算完毕。开始计算I2环路：

通过第二层环路作用压力及散热器资用压力如下：

PI'2gHhgPf=9.81×（0.5+6）（977.81－961.92）+350＝1332Pa

'P13，14133289652.4489Pa

通过第二层散热器的资用压力：Ppj管热负荷流量G管长L管径D 段Q 号 （W） 13 1500 52 14 3500 120 15 2000 68.8 16 2000 68.8 3 2.8 3 2.8 DN 15 15 15 15 0.07 0.18 0.1 0.1 9.95 65.98 15.23 15.20 R 0.548942.2Pa 5.8Py=RL ∑ Pd (Pa) Pj= P 备 （kg/h） （m） （mm） （m/s） （Pa/m） ∑ Pd =Py+Pj 注 29.85 37 3.14 116.18 146.03 184.744 1.0 14.22 14.22 198.964 45.69 42.56 35 4.9 1.0 4.9 171.5 217.19 4.9 47.46 压降不平衡率xI2'P13，14PyPj13，14'P13，14100℅=

489344.929.5℅>15℅

489因 ○13、○14 管均选用最小管径，剩余压力只能通过第二层散热器支管上的阀门消除。

立管Ⅰ，第三层

PI'3 =9.81×9.1×(977.81-961.92)+350=1768Pa

'资用压力：P14，15，16=1768-896+48.8+9.9=931Pa

'P14，15，16PyPj14，15，16'P14，15，16压降不平衡率 xI3100℅=

931463.650.2℅>15℅

931因管段 ○15、○16、○14 已选用最小管径，剩余压力通过散热器支管的阀门消除。

精选

立管Ⅱ，

ΔPⅡ1=9.81×3.5×(977.81-961.92)+350=896Pa

管段○1○7、○18、○23、○24 与管段 ○11、○12、○1、○2 并联 Ⅱ立管第一层散热器使用压力ΔP’Ⅱ,1=24.3+9.9+48.8+25.4=108.4Pa

管热负荷流量Q （W） 17 1800 18 4600 19 1800 20 3100 21 4600 22 1800 23 1800 62 158.24 341 106.64 158.24 61.92 61.92 5.8 3 3 2.8 3 2.8 2.8 R G管长L管径D （m/s）Py=RL ∑ Pd (Pa) Pj= P 备 （kg/h） （m） （mm） DN 20 32 40 40 50 50 32 0.05 0.05 0.06 0.13 0.08 0.08 0.05 （Pa/m） ∑ Pd =Py+Pj 注 3.12 1.65 2.58 5.21 2.42 2.42 1.65 28 18.096 1.20 1.23 2.25 5.98 3.14 3.14 1.23 33.6 51.696 3.075 8.025 2.25 9.99 5.98 20.568 3.14 10.4 3.14 9.916 3.075 7.695 4.95 7.74 2.5 1 1 1 1 2.5 14.588 7.26 6.776 4.62

3-3 机械循环室内采暖管网的水力特征和水力计算方法与重力循环管网有哪些

一致的地方？有哪些不同之处？

答:相同点：计算方法基本相同，都是第一步确定最不利环路，第二步定管径，第三步阻力平衡、校核。 不同点：作用压力不同 即机械循环管网作用压力： 总的作用压力为PlPhPfP

式子中P——水泵动力。实际情况是

PlP循环动力主要由水泵提供，同时有管道内

水冷却产生的重力循环作用动力。对机械循环双管系统重力循环作用动力不可忽略，但是在单管系统中就可以忽略掉。 重力循环管网作用压力： 总的作用压力Pzh双管系统

PhPf

PgHHg

精选

单管系统：

PhgHiii1ghig

i1i1NN

3-4 室外热水供水管网的水力计算与室内热水采暖管网相比有哪些相同之处和

不同之处？

答: 相同之处：A，室外热水供热管网水力计算的主要任务与室内管网的相同；

B，室内管网水力计算的基本原理，对室外热水供热管网是完全适用的；都 符合公式Rm6.25102G2td5

不同之处：A，水力计算图表不同，因为室内管网流动大多于紊流过渡区，而室外管网

流动状况大多处于阻力平方区

B，沿程阻力在总阻力中所占比例不同，室内可取50%，室外可取60~80%。

C，在局部阻力的处理上不同，室内管网局部阻力和沿程阻力分开计算，而

室外管网将局部阻力折算成沿程阻力的当量长度计算

D，最不利环路平均比摩阻范围不同，室内Rpj=60~120Pa/m，室外

Rpj=40~80Pa/m。

3-5 开式液体管网与闭式液体管网相比，水利特征和水力计算有哪些相同之处

和不同之处？

答: 相同之处： A，在水力计算方法上，开式液体管网的基本原理和方法与闭式管网没有

本质区别

不同之处：A，开式管网有进出口与大气相通，而闭式液体管网没有和大气相通。 B，开式液体管网中流体可能为多相流，其流态比闭式管网要复杂； C, 开式液体管网中流体的流量一般不稳定，而闭式液体管网中流量比较稳

定。

D，闭式液体管风中流量一般比较稳定。

E, 管网流量计算方法不同，闭式管网同时使用系数一般取1，而开式管网

同时使用系数小于1；

精选