1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。
答:相同点:各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置以及保证管网正常工作的其它附属设备。 不同点:①各类管网的流动介质不同; ②管网具体型式、布置方式等不同;
③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。 [说明]随着课程的进一步深入,还可以总结其它异同点,如: 相同点:各类管网中工质的流动都遵循流动能量方程; 各类管网水力计算思路基本相同;
各类管网特性曲线都可以表示成ΔP=SQ2+Pst;
各类管网中流动阻力之和都等于动力之和,等等。 不同点:不同管网中介质的流速不同;
不同管网中水力计算的具体要求和方法可能不同;
不同管网系统用计算机分析时其基础数据输入不同,等等。 1-5 比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。
答:开式管网:管网内流动的流体介质直接与大气相接触,开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头,耗能较多。开式液体管网内因与大气直接接触,氧化腐蚀性比闭式管网严重。
闭式管网:管网内流动的流体介质不直接与大气相通,闭式液体管网水泵一般不需要考虑高度引起的静水压头,比同规模的开式管网耗能少。闭式液体管网内因与大气隔离,腐蚀性主要是结垢,氧化腐蚀比开式管网轻微。
枝状管网:管网内任意管段内流体介质的流向都是唯一确定的;管网结构比较简单,初投资比较节省;但管网某处发生故障而停运检修时,该点以后所有用户都将停运而受影响。 环状管网:管网某管段内流体介质的流向不确定,可能根据实际工况发生改变;管网结构比较复杂,初投资较节枝状管网大;但当管网某处发生故障停运检修时,该点以后用户可通过令一方向供应流体,因而事故影响范围小,管网可靠性比枝状管网高。
1-6 按以下方面对建筑环境与设备工程领域的流体输配管网进行分类。对每种类型的管网,给出一个在工程中应用的实例。 (1)管内流动的介质; (2)动力的性质;
(3)管内流体与管外环境的关系; (4)管道中流体流动方向的确定性; (5)上下级管网之间的水力相关性。 答:流体输配管网分类如下表: 问题编号 类型及工程应用例子 (1)按流体介质 气体输配管网:如燃气输配管网
液体输配管网:如空调冷热水输配管网 汽-液两相流管网:如蒸汽采暖管网 液-气两相流管网:如建筑排水管网 气-固两相流管网:如气力输送管网
(2)按动力性质 重力循环管网:自然通风系统
机械循环管网:机械通风系统
(3)按管内流体与管外环开式管网:建筑排水管网 境的关系 闭式管网:热水采暖管网
(4)按管内流体流向的确定性
(5)按上下级管网的水力相关性
枝状管网:空调送风管网
环状管网:城市中压燃气环状管网
直接连接管网:直接采用城市区域锅炉房的热水采暖管网,如图1-3-4,a,b,d,e,f
间接连接管网:采用换热器加热热水的采暖管网,如图1-3-4,c,g,h.
2-2如图 2-1-1是某地下工程中设备的放置情况,热表示设备为发热物体,冷表示设备为常温物体。为什么热设备的热量和地下室内污浊气体不能较好地散出地下室如何改进以利于地下室的散热和污浊气体的消除
图2-1-1 图2-1-2
图2-1-3 图2-1-4
答:该图可视为一 U型管模型。因为两侧竖井内空气温度都受热源影响,密度差很小,不能很好地依靠位压形成流动,热设备的热量和污浊气体也不易排出地下室。改进的方法有多种:(1)将冷、热设备分别放置于两端竖井旁,使竖井内空气形成较明显的密度差,如图 2-1-2;(2)在原冷物体间再另掘一通风竖井,如图 2-1-3;(3)在不改变原设备位置和另增竖井的前提下,采用机械通风方式,强制竖井内空气流动,带走地下室内余热和污浊气体,如图 2-1-4。
2-3 如图 2-2,图中居室内为什么冬季白天感觉较舒适而夜间感觉不舒适
答:白天太阳辐射使阳台区空气温度上升,致使阳台区空气密度比居室内空气密度小,因此空气从上通风口流入居室内,从下通风口流出居室,形成循环。提高了居室内温度,床处于
回风区附近,风速不明显,感觉舒适;夜晚阳台区温度低于居室内温度,空气流动方向反向,冷空气从下通风口流入,床位于送风区,床上的人有比较明显的吹冷风感,因此感觉不舒适。 2-4 如图 2-3是某高层建筑卫生间通风示意图。试分析冬夏季机械动力和热压之间的作用关系。
答:冬季室外空气温度低于通风井内空气温度,热压使通风井内空气向上运动,有利于气体的排除,此时热压增加了机械动力的通风能力;夏季室外空气温度比通风竖井内空气温度高,热压使用通风井内空气向下流动,削弱了机械动力的通风能力,不利于卫生间排气。 2-5简述实现均匀送风的条件。怎样实现这些条件 答:根据教材推导式(2-3-21)——送风口计算送风量 ,m3/h;
式中
——送风口流量系数;
——送风口孔口面积,m2;
——送风管内静压,Pa; ——送风密度,kg/m3。从该表达式可以看出,要实现均匀送风,可以有以下多种方式:
(1) 保持送风管断面积F和各送风口面积适应
的变化,维持
不变;
和各送风口流量系数
不变,调整送风管的面积F,使管内不变,调整各送风口流量系数
使之
(2)保持送风各送风口面积静压
基本不变,维持
不变;
不变,根据管内静压
的变化,调整各
(3)保持送风管的面积F和各送风口流量系数送风口孔口面积
,维持
不变;
(4)增大送风管面积F,使管内静压效果是维持
不变。
增大,同时减小送风口孔口面积, 二者的综合
实际应用中,要实现均匀送风,通常采用以上第(2)中种方式,即保持了各送风口的同一规格和形式(有利于美观和调节),又可以节省送风管的耗材。此时实现均匀送风的条件就是保证各送风口面积
、送风口流量系数
、送风口处管内静压
均相等。要实现这些条
件,除了满足采用同种规格的送风口以外,在送风管的设计上还需要满足一定的数量关系,即任意两送风口之间动压的减少等于该两送风口之间的流动阻力,此时两送风口出管内静压