内容发布更新时间 : 2024/12/22 19:35:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

答：料气比是单位时间内通过管道的物料量与空气量的比值，也称料气流浓度，料气比的大小关系到系统工作的经济性、可靠性的输料量较大小。料气比大，所需送风量小，因而管道设备小动力消耗少，在相同的输送风量下输料量大，所以在保证正常运行的前提下，力求达到较高的料气比。料气比的确定，受到输送经济性、可靠性（管道堵塞）和气源压力的限制，一般根据经验确定。低压吸送式系统，料气比μ=1~10，循环式系统μ=1左右，高真空吸送式系统μ=20~70。物料性能好，管道平直，喉管阻力小时，可采用较高的料气比，反之取用较低值。

4-16 分析式（2-2-1）和式（4-3-11）这两个管道摩阻计算公式的区别和联系，它们各用于计算什么样的管网？

答：公式（2-2-1）ΔP=Rml用于单相流体的沿程摩擦阻力，计算公式（4-3-11）ΔP=（1+k1μ1）Rml用于气固两相流管道的摩擦阻力计算。因为公式（4-3-11）包括了气流阻力和物料预料引起的附加阻力两部分，其中k1是与物料有关的系数，μ1为料气比。

4-17 什么是虚拟管路？如何进行开式管网的虚拟闭合？

答：虚拟管路是连接开式管网出口和进口的虚设管路，虚拟管路中流体为开式管路中出口和进口高度之间的环境流体，其水力和热力参数都与环境流体相同；流向从实际开式管网出口流向进口；虚拟管路的管径无限大，流速无限小，流动阻力为零。

虚拟管路通过“突然扩大”与开式管网的出口相连，通过“突然缩小”与开式管路的进口相连，使虚拟管路与实际开式管路连接在一起，组成一个虚拟的闭式管网，这称为管路的虚拟闭合。虚拟闭合时，通过虚拟管路把开式管网的各出口和进口连接起来就构成虚拟闭合环路。对于多极连接的某一级管网，可在其上下级管网的分解处虚拟断开，形成虚拟进出口，虚拟进出口的水力和热力参数与原分界处开式管网内流体相同，再用虚拟管路将各虚拟进出口逐一连接，形成多个独立的虚拟环路。

4-18枝状管网的环路动力如何计算？环路中的全压有那些来源？如何确定枝状管网需由动力机械（水泵、风机等）提供的全压？ 答：（1）枝状管网的环路动力

包括作用在环路上的全压

和重力作用所产生的动力

，即

；

（2）环路中的全压来源包括：由风机、水泵等动力机械提供。提供的全压大小取决于风机，水泵性能与管网水力特性的耦合状态；由上级管网提供，其全压大小取决于上级管网的水力工况；由压力容器提供，其全压大小取决于压力容器内的压力特性；由环境流体的动压提供，只能提供在管网的真实开口上，大小取决于环境流体动压的大小和开口的流体动力特性。（3）确定环路所需的全压，可根据要求的流量，合理的管内流速，确定环路的管道尺寸，先计算出环路流动阻力

；再根据环路内流体密度与环路空间走向

，计算出重力作用形

成的环路流动动力 ；环路由风机、水泵等压力源提供的全压为：

4-19什么是最不利环路？确定最不利环路应考虑那些因素？

答：最不利环路是流体流动阻力最大的环路，或理解成实现设计流量分配要求最困难的环路。确定最不利环路应考虑多方面因素，如重力作用、局部阻力情况、流量分配要求等。在重力作用力相当的情况下，最不利环路通常是最远的环路。但不能一概视之，如在重力作用

可忽略、各并联支路局部阻

的情况下，不应只根

据管路的长短和局部阻力部件的多少选定最不利环路，而应综合考虑流动阻力和重力作用，选管路长、部件多，重力推动作用小（甚至是阻碍流动）的环路为最不利环路。

4-20如何确定环路的资用动力？最不利环路资用动力的计算方法与其他环路有何差异？

答：任意环路i的资用动力 等于环路中外部压力作用 大小和重力作用大小 之和，即

。最不利环路资用动力的计算方法于其它并联的环路有差异。最不利环路资用动力受流动阻力和外部

压力影响，其资用动力可按

计算。而其它并联支路资用动力受最不利环路资用动力分配的约束，

以此来实现管网总体的压损平衡（流量分配要求）。任一环路与最不利环路共用管段的资用动力，是由最不利环路的资用动力分配确定的。任一环路只在其独用管路上有分配资用动力的自由。

4-21 如何计算独用管路的资用压力？独用管路的压损平衡和并联管路的阻力平衡有何区别？

答：(1)可按以下步骤计算独用管路的资用压力：（a）根据最不利环路的资用动力分配，确定共用管路的资用动力，它等于共用管路的流动阻力按确定的方案将

。（b）计算独用管路的资用动力

，

（c）

分配给独用管路的每一管段。（d）重复以上步骤确定其它并联环路独用管段的资用动力。

(2) 独用管路压损平衡指在设计中通过对管路几何参数（主要是管道断面尺寸）的调整，改变管内流速，使独用管路在要求的流量下，流动阻力等于资用动力，从而保证管网运行时，独用管路的流量达到要求值；并联管路阻力平衡指并联管路的动力相等前提下，通过调整管路尺寸，使各并联管路在各自要求的流量下，计算阻力相等。这样可保证管网运行中，各并联管路的流量分配满足要求。各环路的独用管路是并联管路，当各环路中重力作用不相同时，这些并联管路的动力不相等。因而，它们的流动阻力也不相等。“阻力平衡”只适用于各环路重力作用相等的情况，而“压损平衡”是普遍适用的。

4-22简述枝状管网水力计算通用方法。 答：枝状管网都可以按以下步骤进行水力计算：

（1）绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标明其空间位置（如起点和终点的空间坐标）和长度，确定设计流量。

（2）若是开式管网，进行虚拟闭合。

（3）逐一计算各环路中重力作用形成的作用动力。

（4）根据各环路中的重力作用大小和管路长度及复杂程度，确定最不利环路，通常是重力作用小，管路长而复杂的环路。

（5）若压力已定，已定压力与最不利环路的重力作用之和即是最不利环路的资用动力，按合理的分配方案，将资用动力分配给最不利环路的每一管段，根据每一管段的设计流量和分配到的资用动力，确定该管段的断面尺寸。

若压力未定，按照设计流量和合理的管内流速确定每一个管段的断面尺寸，计算流动阻力，得到最不利环路的总阻力，扣除重力作用动力后，得到所需的压力。 （6）计算其它环路独用管路的资用动力。

（7）按合理的方案，将资用动力分配给独用管路的每一管段。

（8）按所分资用动力和设计流量，根据“压损平衡”，确定各独用管段的断面尺寸。

应注意不同流体的枝状管网水力计算的主要区别在于比摩阻的计算公式及其计算图表不同，不可乱用。

4-23 如习题图 4-1所示管网，输送含轻矿物粉尘的空气。按照枝状管网的通用水力计算方法对该管网进行水力计算，环境空气温度20℃，大气压力101325Pa。

习题图4-1

答：主要计算步骤如下：

（1）对管网进行虚拟闭合，如图4-1所示；

（2）计算环路I、II、III中重力作用形成的作用压力，如表4-1；

（3）选环路I为最不利环路，按推荐流速确定所属管段的直径并计算流动阻力。根据阻力计算结果确定需用压力(风机暂不选择)，如表4-2；

（4）按式（4-4-3）计算环路II、III的资用动力；按式（4-4-5）计算环路II的独用管路（管段2）、环路III的独用管路（管段3）的资用动力，如表4-2；

（5）按压损平衡原理，确定管段2和3的断面尺寸，并计算流动阻力和压损平衡水平。管段2和管段3的压损不平衡率分别是4.48％和12.28%，已满足工程实际要求。若此压损平衡水平达不到工程要求，需调整管径，重新进行计算，直至满足要求。

图4-1 枝状管网的虚拟闭合

表4-1 重力作成的作用压力

管段 编号 1 2 3 4 5 6 7 除尘器 1\\\\\\’ 2\\\\\\’ 3\\\\\\’ 合计 环路 I 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 环路 II 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 环路 III 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 温度 ℃ 180 20 20 100 70 40 30 70 20 20 20 密度 Kg/m3 0.779 1.204 1.204 0.946 1.028 1.127 1.164 1.028 1.204 1.204 1.204 高差 m 10 -3 -3 0 0 4 -49 0 35 48 48 管段热 压Pa 76.40 -35.43 -35.43 0 0 44.19 -559.64 0 413.38 566.92 566.92 环路I 热压Pa 76.40 0 0 0 0 44.19 -559.64 0 413.38 0 0 -25.67 16.04 环路II 热压Pa 0 -35.43 0 0 0 44.19 -559.64 0 0 566.92 0 环路III 热压Pa 0 0 -35.43 0 0 44.19 -559.64 0 0 0 566.92 16.04

表4-2 各环路水力计算表

管段 编号 流量管长密度33直径面积2流速m/s 动压 Pa Pa Rm Pa Pa/m 46.78 7.5 112.5 34.8 19.5 25.6 160 1741.52 159.28 30.33 75.51 64.76 211.64 1200 Pa m/h m kg/m mm mm 1 2500 15 0.779 250 0.049 14.15 77.96 0.6 4 3500 6 5 5500 5 6 5500 8 0.946 300 0.071 13.75 89.49 -0.05 -4.47 5.8 1.029 380 0.113 13.47 93.35 0.6 56.01 3.9 1.127 400 0.126 12.16 83.32 0.47 39.16 3.2 51.64 3.2 7 5500 50 1.165 400 0.126 12.16 86.07 0.6 除尘器 环路I总阻 力 I资用压力 支路2 138 1765.69 192.11 1000 20 1.204 170 0.023 12.24 90.19 0.6 54.11 6.9 环路II的独用管路（管段2）资用压力＝159.28+25.67＋16.06=201.01 Pa 阻力不平衡率＝支路3 2000 8 ＝4.48％ 78.4 259.75 1.204 220 0.038 14.61 128.62 1.41 181.35 9.8 环路III的独用管路（管段3）资用压力＝159.28+30.33+25.6725.67＋16.06=231.34 Pa 阻力不平衡率＝＝12.28％