流体输配管网流体输配管网类型与装置课件.ppt
课程简介,本书共8章内容，40课时：1、流体输配管网类型与装置 4课时2、气体管网水力特征与水力计算 8课时3、液体管网水力特征与水力计算 5课时4、多相流管网水力特征与水力计算 2课时5、泵与风机理论基础 5课时6、泵、风机与管网系统的匹配 6课时7、枝状管网水力工况分析与调节 7课时8、环状管网水力计算与水力工况分析 3课时,2022/11/26,1,教学目标,学会学习，学会运用。培育工程精神：工程责任意识，法规意识，服务意识，团队意识。,2022/11/26,2,教学理念与方法,问题教学法：由整体到局部，由局部引出需要解决的问题。关联教学法：由问题引出知识点，由知识点串联专业基础课、专业课。设想：流体输配管网、暖通空调和相关规范结合，讲授顺序适当调整。目标：“注册设备工程师”考试考核要求。,2022/11/26,3,1、最理想的流体输配管网,一、人体血液循环系统功能：以血液为载体，吸收从食物中的营养物质和新鲜氧气，通过动脉血输送到人体各个器官、组织和细胞；经组织或细胞利用后，产生的废物及呼出的CO2进入血液，由静脉血带到肺、肝、肾、皮肤等器官，排出体外。,2022/11/26,4,体循环：左心室-主动脉-身体各处的毛细管网-上下腔静脉-右心房。,肺循环：右心室-肺动脉-肺中的毛细管网-肺静脉-左心房。,循环动力,氧通道,营养通道,过滤杂质,末端利用,2022/11/26,5,1、最理想的流体输配管网,功能：按各种组织器官对血液量的需要，进行血液（流体）的输送和分配。组成：流动通道：血管；流动动力（装置）：心脏；末端：使用血液的部位，各器官组织；调控装置：如心房与心室之间有瓣膜（防倒流）；其他功能装置：对流体的质进行处理，如肺、肾等。,2022/11/26,6,1、最理想的流体输配管网,“人体流体输配”管网 发生故障就会生病：心脏病：管网动力设备故障。血脂，动脉硬化：管网阻力增大肺病：新鲜空气不足，空气品质恶化；肾：过滤效果差；思考题：请分析植物的水分、氧气输送流程。,2022/11/26,7,2、流体输配管网的基本功能与组成,基本功能：向若干个末端装置供应指定量的某种流体，或从若干个末端装置收集指定量的某种流体，将其输送到指定的地点进行处理或排放。即按需分配！,2022/11/26,8,2、流体输配管网的基本功能与组成,组成：末端装置：有特定流量要求的装置。从管道中取得一定量的流体，或将一定量的流体送入管道。如：排风罩、散热器、送风口、燃气灶；卫生器具、配水龙头等。管道：给流体流动以通道和路径，引导流体流动。,2022/11/26,9,2、流体输配管网的基本功能与组成,组成：动力装置：为流体在管网中形成所需的流动提供动力。 调控设备：调节阀、关断阀安全、计量装置： 安全阀、报警器、流量计、温度计、压力表等其他装置与设备：膨胀水箱、排气装置、疏水器、过滤器等,2022/11/26,10,2、流体输配管网的基本功能与组成,动力源：来源于“源” 如锅炉；储气罐的压力；上级管网的压力；来源于水泵或风机 机械通风、城市供热、城市给水等，应用广泛。来源于重力 如自然循环热水采暖；建筑排水；压力驱动；重力驱动。,2022/11/26,11,3、工程中的流体输配管网,远距离资源调配的管网： 西气东输、南水北调服务城市的市政管网： 集中供热、市政给水排水、燃气管网服务建筑物的管网： 热水、蒸汽采暖，上、下水，卫生热水，燃气，通风，空调水系统，空调风系统，压缩空气、O2、CO2系统。,2022/11/26,12,4、流体输配管网分类,按流体相类：单相流与多相流管网按动力形式：重力驱动与压力驱动管网按与环境流体的关系：开式与闭式管网按流动路径的确定性：枝状与环状管网按流程距离：异程式管网与同程式管网按服务范围：区域、城市、小区、建筑、房间,2022/11/26,13,5、典型工程管网解剖,一、建筑空调系统构成1、风系统2、冷冻水、热水系统3、冷却水系统4、制冷系统,2022/11/26,14,空调送风、回风、排风管网,空调新风管网,冷（热）水管网,冷却水管网,制冷循环管网,2022/11/26,15,5、典型工程管网解剖：高层空调水系统,需要解决的问题： 核心在于分区、气流组织管网系统设计，水力计算，设备选型：流体输配管网 ，供热工程均匀送风问题。全压、静压、动压的转化关系。前期准备：负荷计算：暖通空调，供热工程，冷热源等设备性能及标准要求：空气调节用制冷技术，公共建筑节能标准等规范。,2022/11/26,16,5、典型工程管网解剖：全空气系统,末端装置风口,2022/11/26,17,5、典型工程管网解剖：全空气系统,管道送风管、回风管、排风管,2022/11/26,18,5、典型工程管网解剖：全空气系统,空气处理设备组合式空调机,2022/11/26,19,5、典型工程管网解剖：全空气系统,动力装置送风机、排风机,2022/11/26,20,5、典型工程管网解剖：全空气系统,调节装置风阀,2022/11/26,21,5、管网解剖：全空气系统功能及特点,功能：从室外引入新鲜空气，并通过回风口从房间收集空气至空调机组；将空调机组处理好的空气按各送风口所需的量输送分配至各送风口。特点：（1）管内流体与环境相通，可进出环境空间。开式管网（2）至每一个末端的输配路径是唯一的，即所有管段的流动方向性是明确的。枝状管网（3）由机械装置提供动力。,2022/11/26,22,5、管网解剖：全空气系统功能及特点,需要解决的问题：管网设计，设备选择： 流体输配管网 气流组织，空气处理设备选择依据： 暖通空调。,2022/11/26,23,5、管网解剖：管网布置的影响,环状管网,枝状管网,区别？,2022/11/26,24,5、管网解剖：管网布置的影响,枝状管网：流动方向唯一；至末端的流动路径唯一。环状管网：管网中有的管段的流动方向具有两种可能性。管网的条件（管道尺寸、阀门开关等）决定实际的流动方向。至末端用户的流动路径不止一条，流量供应保障性好。,2022/11/26,25,5、管网解剖：空调冷冻水管网,枝状管网（注意：“闭合”不一定是“环状”）,开式？闭式？枝状？环状？,2022/11/26,26,5、管网解剖：管网布置的影响,管道（流动通道）：材料、断面形状与尺寸。动力：动力的形式、规格、设置的位置、调节性。调节装置：位置、形式及调节性能。,2022/11/26,27,5、管网解剖：管网布置的影响,需解决的问题：管网布置原则，评价：耗电输冷（热）比（GB507362012）。水力平衡分析：流体输配管网或 GB507362012。,2022/11/26,28,5、管网解剖：空调冷冻水系统,组成：末端（对流量有要求的用户部件）：风机盘管；组合式空调机；制冷主机；动力：循环水泵；阀门：开、关；流量调节；膨胀水箱：贮存膨胀水量、定压、排气等。,2022/11/26,29,5、管网解剖：空调冷冻水系统,膨胀水箱要点：重力循环系统中，膨胀管接于供水总立管顶端；机械循环系统中，膨胀管接于水泵吸入口，循环管接于定压点前的水平回水干管上，间距1.53米。一般而言，膨胀管、循环管上禁止设阀门。,2022/11/26,30,5、管网解剖：同程、异程管网,同程式管网,异程式管网,2022/11/26,31,5、管网解剖：同程、异程管网,供水同程,回水同程,对水力失调不利，可供水管径大，回水管径小。,对水力平衡不利，不利承压。,2022/11/26,32,2022/11/26,33,5、管网解剖：同程、异程管网,相同管径，不做调节时，中间用户不利。,对水力失调不利，可供水管径大，回水管径小。,2022/11/26,34,5、管网解剖：同程、异程管网,需要解决的问题：管网特性曲线水力工况分析环路平衡问题。实质是环路独用管段的平衡。,2022/11/26,35,5、管网解剖：空调冷冻水管网,闭式管网：管内流体不进入环境空间，环境流体对管网流动无影响。,2022/11/26,36,5、管网解剖：空调冷冻水管网,开式管网：开式管网，管内流体进、出环境空间（存在两个或两个以上与大气接触面）。,2022/11/26,37,5、管网解剖：空调冷冻水管网,单式泵：冷热源侧和负荷侧用同一组水泵，不能按负荷调节流量，不节能；复式泵：冷热源侧与负荷侧分别设置水泵，负荷侧变流量运行，节能，满足供水分区不同压降需要。定流量：用户盘管通过三通调节水量适应负荷变化，不改变系统总流量。变流量：用户盘管通过二通阀调节水量，改变系统负荷侧流量，但机组流量基本恒定。在分水流和集水器间设置流量开关和流量计。,2022/11/26,38,5、管网解剖：空调冷冻水管网,一级、二级泵系统,2022/11/26,39,5、管网解剖：空调冷冻水管网,一级泵定流量、变流量系统,2022/11/26,40,5、管网解剖：空调冷冻水管网,水泵与机组连接形式及设备联合运行,2022/11/26,41,5、管网解剖：空调冷冻水管网,运行调节：台数控制,2022/11/26,42,5、管网解剖：空调冷冻水管网,运行调节：入口调节与出口调节的区别。,2022/11/26,43,5、管网解剖：空调冷冻水管网,运行调节：定速泵+变速泵的联合运行,2022/11/26,44,5、典型工程管网解剖：高层空调水系统,核心：竖向分区,2022/11/26,45,5、典型工程管网解剖：高层空调水系统,核心：竖向分区,2022/11/26,46,5、管网解剖：重力循环热水管网,重力循环热水管网构成：1热源2膨胀水箱3散热器4管道重力作用形成流体流动的动力。（思考：空调冷冻水系统能否依靠重力自然循环？）,2022/11/26,47,5、管网解剖：空调冷冻水管网,除上述问题外，还有：重力作用力在系统平衡时的问题。水泵出入口与机组连接问题。承压和气蚀问题。阀门与管网匹配问题。机组台数与容量配置问题。一次泵、二次泵系统水泵扬程问题；一次泵、二次泵系统水泵并联运行工况。,2022/11/26,48,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,1热源(蒸汽锅炉)2疏水器3散热器4管道,2022/11/26,49,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,特点：流体介质的相类：汽体、汽液混合、液体管网不同位置的流体种类以及占主导地位的流体各不相同，对流体输送和分配产生影响。,2022/11/26,50,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,1、“输配”流量耗能很多，怎样节省？怎样达到投资和运行费的综合优化？2、输配动力的设置位置有何考究？3、对城市和城区，哪些部位应布置成环状？哪些可只布置成枝状？枝状管网简单，距热源越远，管径越小，投资小，运行管理简单，但不具有后备供热能力。详见城市热力网设计规范 CJJ34-2010 ,2022/11/26,51,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,无混合的直接连接：管网设计供水温度不超过采暖系统最高热媒温度，且引入口处供、回资用压差大于采暖系统阻力损失。装水喷射器直接连接：利用喷嘴出口动静压转化，静压低于回水管压力。装混合水泵直接连接：供回水管压差小于水喷射器所需压差时。间接连接：水水换热器通风热用户直连，热水用户只能间连。,2022/11/26,52,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,1热源2循环水泵3补水泵4压力调节阀5散热器6喷射泵7混合水泵8热交换器9用户循环水泵10膨胀水箱,2022/11/26,53,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,水喷射器原理,2022/11/26,54,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,(a)直接连接：上下级管网流动相互影响(b)间接连接：上下级管网流动各自独立水力相关性的概念“水”泛指流体；“水力”指流体流动时的一些力学性质，主要是压力、速度等。“相关”指上下级管网之间的压力、速度相互影响；“无关”指上下级管网之间压力、速度不相互影响。,2022/11/26,55,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,直接连接的上下级管网是水力相关的，间接连接则水力无关。水力无关的管网可实现“热力相关”。,2022/11/26,56,5、管网解剖：燃气输配管网,2022/11/26,57,5、管网解剖：蒸汽、热水供暖管网,1 按照压力不同分级，不同的场合应用不同的压力级别。2 城区管网的一些管线构成环状。3上下级管网相互影响（“调压”）。4是一个开式管网(环境对管网流动有影响)。,2022/11/26,58,6、流体输配管网的基本功能,设计：确定管网的组成要素（流动路径、管道、动力、调控装置），满足各用户末端对流量的输送、分配需求。调节：调整管网的动力或调控装置，满足各用户末端对流量的需求的变化。,2022/11/26,59,6、流体输配管网的基本功能,技术经济性问题：满足流量输配需求的前提下，造价低、运行能耗省；安全可靠性问题：不易破坏、不引起灾害或不扩大灾害；故障应急保障性好。工程整体协调性问题工程整体协调性好。,2022/11/26,60,7、参考资料,2022/11/26,61,7、参考资料,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50736-2012公共建筑节能设计标准 GB50189-2005城市热力网设计规范 CJJ34-2010城市燃气设计规范 GB50028-2006建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（09版）暖通空调杂志煤气与热力杂志给水排水杂志,2022/11/26,62,本章结束，请完成相关作业！,谢谢大家！,2022/11/26,63,2022/11/26,64,
