流体输配管网全册配套最完整精品课件1.ppt
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1、流体输配管网全册配套最完整流体输配管网全册配套最完整 精品课件精品课件1 流体输配管网流体输配管网 第一章第一章 流体输配管网型式与装置流体输配管网型式与装置 主要内容主要内容 管网系统的作用和任务管网系统的作用和任务 管网的管网的型式型式与装置与装置 气体管网型式气体管网型式 液体管网型式液体管网型式 变相流管网型式变相流管网型式 管网系统的作用 n在建筑环境与设备工程系统中各种在建筑环境与设备工程系统中各种流体流体的的 输配输配,都是由管网系统来完成的,都是由管网系统来完成的. . n管网系统是连接各种热源、冷源、水源、管网系统是连接各种热源、冷源、水源、 气源到用户的气源到用户的纽带纽带
2、和和桥梁桥梁. . n建筑设备工程中必不可少的建筑设备工程中必不可少的重要组成部分重要组成部分 管网系统的组成管网系统的组成 管道(管道、管件)管道(管道、管件) 动力装置(泵、风机)动力装置(泵、风机) 调节装置(阀门、调节器)调节装置(阀门、调节器) 末端装置(用户)末端装置(用户) 其他附属装置其他附属装置 流体输配管网装置流体输配管网装置阀门、管件、水龙头阀门、管件、水龙头 流体输配管网装置流体输配管网装置阀门、水龙头阀门、水龙头 管网装置管网装置 流体输配管网装置流体输配管网装置止回阀 管网装置管网装置 弹簧 密封圈 阀瓣 流体输配管网装置流体输配管网装置排气阀排气阀 管网装置管网装
3、置 流体输配管网装置流体输配管网装置疏水器疏水器 管网装置管网装置 流体输配管网装置流体输配管网装置减压阀减压阀 管网装置管网装置 流体输配管网装置流体输配管网装置安全阀安全阀 管网装置管网装置 流体输配管网装置流体输配管网装置调压器调压器 管网装置管网装置 流体输配管网装置流体输配管网装置调节阀调节阀 管网装置管网装置 流体输配管网装置流体输配管网装置泵与风机泵与风机 管网装置管网装置 管网系统的类型管网系统的类型 通风除尘风管系统通风除尘风管系统 返回返回 空气调节风管系统空气调节风管系统 返回返回 空气调节风管系统空气调节风管系统 空气调节风管系统空气调节风管系统 空气调节风管系统空气调
4、节风管系统 空气调节风管系统空气调节风管系统 空气调节风管系统空气调节风管系统 返回返回 空气调节风管系统空气调节风管系统 返回返回 燃燃 气气 输输 配配 管管 网网 返回返回 室内燃气管道系统室内燃气管道系统 n大量的纯天然气 通常经输气管线 送至城镇和工业 区,再经城市燃 气管道输送和分 配到工业企业用 户、公共建筑用 户和居民用户 返回返回 锅锅 炉炉 引引 风风 送送 风风 系系 统统 n锅炉在运行时,必须连续地向锅炉供应燃烧所需要的空气,并将生成的锅炉在运行时,必须连续地向锅炉供应燃烧所需要的空气,并将生成的 烟气不断引出烟气不断引出. .锅炉的通风过程是由通风管道及通风设备系统完
5、成的锅炉的通风过程是由通风管道及通风设备系统完成的. 空调水系统空调水系统 空调水系统空调水系统 空调冷却水系统空调冷却水系统 供热工程中热力管网系统供热工程中热力管网系统 集中供热系统的供热管网是将热媒从热源输送集中供热系统的供热管网是将热媒从热源输送 和分配到各热用户的管线系统和分配到各热用户的管线系统 热力管网系统热力管网系统 热力管网系统热力管网系统 热力管网系统热力管网系统 热水供暖系统图热水供暖系统图 返回返回 热水供暖系统图热水供暖系统图 返回返回 热力管网系统热力管网系统 建筑消防给水系统建筑消防给水系统 消火栓消防给水系统消火栓消防给水系统 建筑消防给水系统建筑消防给水系统
6、建筑热水供应系统建筑热水供应系统 热水供应系统:热水供应系统:全循环热水供应系统全循环热水供应系统 建筑热水供应系统建筑热水供应系统 热水供应系统:热水供应系统:半全循环热水供应系统半全循环热水供应系统 蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统 返回返回 蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统 (a)上供式;()上供式;(b)下供式)下供式 凝结水管网型式凝结水管网型式 凝结水管网型式凝结水管网型式 凝结水管网型式凝结水管网型式 凝结水管网型式凝结水管网型式 返回返回 凝结水管网型式凝结水管网型式 建筑排水系统建筑排水系统 建筑排水系统建筑排水系统 低压吸送式气力输送系统低压吸送式气力输送系统 授课教师授课教师: 郭健翔郭
7、健翔 青岛理工大学青岛理工大学 一一、气体气体水力特征水力特征 p当当60m/s60m/s,l不太长不太长,p p变化不太大的条件下变化不太大的条件下,把气体当成把气体当成 不可压缩流体看待,其恒定总流能量方程:不可压缩流体看待,其恒定总流能量方程: 式中:式中: 为为1、2断面的静压断面的静压 为为1、2断面的全压断面的全压 称为位压称为位压: : p如果管内气体如果管内气体与大气与大气a a相差很小,两断面间的高程相相差很小,两断面间的高程相 差不大,气体的能量方程可简化为差不大,气体的能量方程可简化为: 21 2 2 22 2 1 11 22 pprZprZ )()( 1 22 21 2
8、 2 212 2 1 1 ppZZgp jaj 21jj pp 、 22 2 2 2 2 1 1 jj pp、 )( 12 ZZg a 21 2 2 2 2 1 1 22 ppp jj 一一、气体气体水力特征水力特征 p讨论分析(讨论分析(1 1)式:)式: n若若1、2断面分别在管道的进出口处,断面分别在管道的进出口处, 即:出口动压即:出口动压 和断面之间的流动损失和断面之间的流动损失 , 来源于进出口之间的位压来源于进出口之间的位压. . n位压的大小取决于位压的大小取决于: n流动方向取决于流动方向取决于: 000 121 ;: jj pp有 )()( 2 2 21 2 2 12 pZ
9、Zg a 则: 2 2 2 21 p )管内气流向下( )管内气流向上( a a 一一、气体气体水力特征水力特征:举例举例 p当位压为零时当位压为零时: : 全压全压 用用 表示表示 或或 两断面的静压之间的关系两断面的静压之间的关系 22 2 2 2 2 1 1 jj pp、 )( 3 22 21 2 2 2 2 1 1 ppp jj 21qq pp 、 )(4 2121 ppp qq )(5 22 2 2 1 2 2 211jj ppp )( 12 2 1 2 2 21 0 22 jj ppp上游断面,下游断面 )( 21 2 1 2 2 21 0 22 jj ppp,上下游断面静压相等
10、)( 12 2 1 2 2 21 0 22 jj ppp上游断面,下游断面 )( p压力和重力综合作用下的能量方程压力和重力综合作用下的能量方程 n 是断面之间的是断面之间的,反映,反映的作用的作用 n 是是,反映,反映的作用的作用 n全压差和位压共同作用全压差和位压共同作用,克服流动阻力克服流动阻力, 维持管内流体流动维持管内流体流动. . 211221 )()(pHHgpp aqq )( 21qq pp )( 12 HHg a n根据要求的根据要求的,确定管网各管段确定管网各管段和和,求求 得得,为匹配管网为匹配管网准备条件准备条件, ,进而确进而确 定动力设备的型号和动力消耗定动力设备的
11、型号和动力消耗. n根据已确定的根据已确定的,确定保证流量分配的确定保证流量分配的. n流体力学一元流动流体力学一元流动和和,串串、并并 联管路的联管路的. n动力设备提供的压力动力设备提供的压力管网总阻力管网总阻力 n若干管段串联后的阻力若干管段串联后的阻力各管段阻力之和各管段阻力之和 n各并联管段的阻力各并联管段的阻力 n各管段阻力是构成管网阻力的各管段阻力是构成管网阻力的 n管道总阻力管道总阻力沿程阻力与局部阻力之和沿程阻力与局部阻力之和 一、 p计算式:计算式: p管道材料不变,断面尺寸不变,流体密度与流量不随沿管道材料不变,断面尺寸不变,流体密度与流量不随沿 程流量变化时:程流量变化
12、时: p对于气体管流中气体密度的变化不能忽略时,应根据对于气体管流中气体密度的变化不能忽略时,应根据 与气体与气体和和联立,解得联立,解得 方程组为:方程组为: dl R p s ml 24 2 1 l ZT TZ p R L pp s00 00 5 2 02 2 2 1 4 621 )( . lRl R p m s ml 24 2 1 p下式的具体应用下式的具体应用: n圆形管道内气体接近于圆形管道内气体接近于的常温,压力的常温,压力 近似取近似取 得到:得到: 的管道,因为的管道,因为 有有 所以:所以: 正确选择适合管流特征的摩阻计算式正确选择适合管流特征的摩阻计算式 l ZT TZ p
13、 R L pp s00 00 5 2 02 2 2 1 )4( 62.1 11 00 Z Z T T lp d L pp 00 5 2 02 2 2 1 62.1 021 2 ppp 0212121 2 2 2 1 2pppppppp )( l T T d L p 0 0 5 2 0 21 81.0 p确定计算公式后,需计算摩擦阻力系数确定计算公式后,需计算摩擦阻力系数 n依依 据:据: n层流区:层流区:Re2000 n n紊流到层流过渡区:紊流到层流过渡区: 2000Re4000,钢管或光滑管道,钢管或光滑管道 2260 21 250 . Re . KK 250 68 110 . Re .
14、 d K :).( 5 1042 2260 6 2260 21 1091 230 . . . . d KK :).( 5 1042 2260 21 01210 . . d KK p摩擦阻力系数计算的专用公式摩擦阻力系数计算的专用公式 2840 6 2840 1 10550 750 . . . . d K :).( 6 1072 :).( 6 1072 2840 1 01340 . . d K :).( 6 101760 2840 1 770 . Re . K p计算公式: n局部阻力由实验方法确定,其大小取决于管件部件 或设备流动通道的几何参数,不考虑Re和绝对粗糙 度的影响. n根据不同流通
15、断面的几何参数,可以通过相关的计 算图表计算局部阻力. 2 2 p p计算公式: n局部阻力由实验方法 确定 n根据不同流通断面的 几何参数,通过相关 的计算图表计算局部 阻力. 2 2 p : 1., , 2. 3. 4. 5. 6. 7. . ; ; . . link n吸入式通风除尘管网吸入式通风除尘管网 n压送式通风空调管网压送式通风空调管网 n室内燃气管网室内燃气管网 n空气输配管网的布置,包括系统划分空气输配管网的布置,包括系统划分 n管道布置、设备和各送风点位置的确定管道布置、设备和各送风点位置的确定 n确定各送排风点的风量和各管段的输送风量确定各送排风点的风量和各管段的输送风量
16、 n绘制风管系统轴测图绘制风管系统轴测图 p划分管段、管段编号、标注长度、标注流量划分管段、管段编号、标注长度、标注流量 n确定管内流速确定管内流速 p速度与经济性的关系速度与经济性的关系 p速度与技术性的关系速度与技术性的关系 n确定各管段的断面尺寸,计算摩擦阻力和局部阻力确定各管段的断面尺寸,计算摩擦阻力和局部阻力 n阻力计算应从最不利环路开始阻力计算应从最不利环路开始 n通风空调管段:通风空调管段: p先求:先求: p再求:再求: n根据上两式绘制出的的线算图进行计算(图根据上两式绘制出的的线算图进行计算(图2-3-1) p如对于参数如对于参数L、d、Rm,主要知道其中任意两个,主要知道
17、其中任意两个, 即可利用线算图求出其它参数即可利用线算图求出其它参数. Re . . lg 512 713 2 1 d K 2 2 d R m 一、开式枝状气体输配管网水力计算一、开式枝状气体输配管网水力计算 1.按紊流过渡区的按紊流过渡区的 值绘制值绘制. 2.压力:压力: 3.温度:温度: 4.空气密度:空气密度: 5.运动粘度:运动粘度: 6.管壁粗糙度:管壁粗糙度: 7.圆形风管、气流与圆形风管、气流与 管壁间无热量交换管壁间无热量交换. kPa3101 o .B sm100615 6 o /. Ct 20 o 3 o mkg2041/. mm150.K n(1)密度和粘度的修正)密度
18、和粘度的修正 p(2)空气温度、大气压力和热交换的修正空气温度、大气压力和热交换的修正 p(3)管壁粗糙度的修正)管壁粗糙度的修正 p(4)矩形风管的流速当量直径和流量当量直径)矩形风管的流速当量直径和流量当量直径 ; ba ab D 2 250 6250 31 . . )( )( . ba ab DL n3 p公式:公式: n确定局部阻力系数及其对应的特征速度确定局部阻力系数及其对应的特征速度 n代入代入 式计算局部阻力式计算局部阻力 n各管件的局部阻力系数查设计手册各管件的局部阻力系数查设计手册 2 2 p 2 2 p n4 n目的:保证各管路都达到预期的风量目的:保证各管路都达到预期的风
19、量 n 使各并联支路的计算阻力相等使各并联支路的计算阻力相等 n要求:要求: p一般通风系统:一般通风系统: p含尘风管:含尘风管: p超过上述规定应进行超过上述规定应进行,方法如下:,方法如下: 调整支管管径调整支管管径 阀门调节阀门调节 通过改变阀门的开度调节管道阻力通过改变阀门的开度调节管道阻力 2250. p p DD n5 p管网特性曲线方程管网特性曲线方程 np p:最不利环路所有串联管段阻力之和:最不利环路所有串联管段阻力之和 n根据计算的管网总阻力根据计算的管网总阻力p p和要求的总风量和要求的总风量Q,计算,计算 管网阻抗管网阻抗S,获得管网特征曲线,获得管网特征曲线. p管
20、网阻抗:管网阻抗: n串联管路阻抗:串联管路阻抗: n并联管路阻抗:并联管路阻抗: 2 SQp 2 Q p S i SS 2 1 2 1 i SS p均匀送风管道计算原理均匀送风管道计算原理 p实现均匀送风的基本条件实现均匀送风的基本条件 p侧送风时的通路局部阻力系数和侧孔局部阻力系数侧送风时的通路局部阻力系数和侧孔局部阻力系数 p均匀送风管道的计算方法均匀送风管道的计算方法 p低压燃气管道摩擦阻力计算公低压燃气管道摩擦阻力计算公 式及计算表式及计算表 p中压燃气管道摩擦阻力计算公中压燃气管道摩擦阻力计算公 式及计算表式及计算表 计算题:计算题: 如图所示的通风如图所示的通风 除尘管网,风管除
21、尘管网,风管 用用3mm厚钢板制厚钢板制 作,输送含有重作,输送含有重 矿物粉尘的空气矿物粉尘的空气, 气体温度为常数气体温度为常数。 除尘器阻力为除尘器阻力为 1300pa。对管网。对管网 进行水力计算,进行水力计算, 获得管网特性曲获得管网特性曲 线。线。 青岛理工大学青岛理工大学 授课教师授课教师: 郭健翔郭健翔 )( 12 ZZg a )( 21 ZZg Pa)( 21gh ghPPP Pa)( 10ggh hhhgP 左左 Pa)( 10ghh hhhgP 右右 Pa)()( 221gghh ghghP Pa)( 1 N i giih ghP Pa 21212 )()( ghgh g
22、hPhhgP Pa)( 11gh ghP )( hg N i i gi tt Q Q tt Pa fhzh PPP N i giih ghP 1 )( l PP lfh PPPP 25. 0 Re 68 11. 0 d k m/Pa1025.6 5 2 8 d G R m Re 51. 2 7 . 3 lg2 1 d k 2 2 p Pa)( 1 n jml PlRp Pa)( fghfhzh PgHPPp Pa)( fghI PgHp PalRp my Pa jy PpP m/Pa1025. 6 5 2 2 d G R t m 2 lg214. 1 k d 25. 0 11. 0 k d m
23、/Pa1088. 6 25. 5 2 25. 03 d G KR t m ; )( . . . m3870 190 381004760 m t R GK d ht K dR G m t / )( 06.12 125. 0 625. 25 . 0 22 22 l d P dj m d ld zhmdm lRllRP)( kPa)( 12 HHghH l 直接给水方式直接给水方式 设水泵的给水方式设水泵的给水方式 设水箱给水方式设水箱给水方式 iiig bnqq ggg kNNq 2 .0 4 2 d q g g q d 4 Rlhy sm/2 . 1 3 . 0 3 . 1 2 867. 0 1
24、00912. 0 j d R sm/2 . 1 3 . 1 2 0107. 0 j d R 774. 4 774. 1 000915. 0 j d Q R Rlhy sm/2 . 1 3 . 0 3 . 1 2 867. 0 100912. 0 j d R sm/2 . 1 3 . 1 2 0107. 0 j d R 774. 4 774. 1 000915. 0 j d Q R b g d k q h 2 计算公式:计算公式: H 建筑内给水系统所需的压力,建筑内给水系统所需的压力,kPa; H1引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压,引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压,
25、 kPa; H2 引入管起点至配水最不利点的给水管路引入管起点至配水最不利点的给水管路 即计算管路的沿程和局部水头损失之和,即计算管路的沿程和局部水头损失之和,kPa; H3 水流通过水表时的水头损失,水流通过水表时的水头损失,kPa; H4 配水最不利点所需的流出水头,配水最不利点所需的流出水头,kPa . 若若HH0 , ,设增压设备设增压设备 设置水箱设置水箱安装高度:安装高度: 设置水泵:设置水泵: 为选择水泵及运行调节,需获得给水管网的特性曲线为选择水泵及运行调节,需获得给水管网的特性曲线 2 0g SqhH 2 0 32 g q HH S 42 HHh 4321 HHHHH 作业:
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