课程编号：08121025
课程类别：学科基础课程
授课对象：建筑环境与设备工程专业
开课学期：第五学期
学 分：2学分
主讲教师：蒋华蓉
指定教材：付祥钊，《流体输配管网》，中国建筑工业出版社，2001年
教学目的：
《流体输配管网》是建筑环境于设备工程专业的一门主干课程。它集中阐述通风空调、采暖供热、城市燃气、建筑给排水、消防工程、工厂动力等工程中各种流体管网的基本原理和计算分析方法.通过各种教学环节，使学生掌握本专业及相关专业的暖通空调工程、城市燃气工程、供热工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、工厂动力工程等各类工程中的流体输配管网原理。通过实践教学环节的配合，掌握进行管网系统设计分析、调试和调节的基本理论和方法，并形成初步的工程实践能力。能够正确应用设计手册和参考资料进行上述管网系统的设计、调试和调节，并为从事其它大型、复杂管网工程的设计和运行管理打下初步基础。
第一章 流体输配管网型式与装置
课时：3周，共8课时
教学内容
第一节 气体输配管网型式与装置
一、通风空调工程风管型式与装置
熟悉通风空调工程的空气输配管网型式；装置及管件。
二、燃气输配管网型式与设施
熟悉燃气输配管网型式与燃气输配管网设施。
三、其他气体输配管网型式型式
了解压缩空气管网系统；氧气管网系统；乙炔管网系统；氢气管网系统
第二节 液体输配管网型式与装置
一、 供暖空调冷热水管网型式与装置
掌握同程式系统、异程式系统、开式系统与闭式系统、膨胀水箱的作用，安装位置和容积的计算、分水器与集水器的作用与计算。了解排气装置、散热器温控、阀门、过滤器。
二、 热水集中供热管网型式与装置
掌握热水集中供热管网用户连接方式与装置。了解集中供热管网的附件。
三、 建筑给水管网型式与装置
掌握建筑给水管网的型式。熟悉室内消火栓给水管网。了解建筑给水管网装置。
四、 高层建筑液体输配管网的特点
掌握高层建筑给水管网的基本型式、高层建筑供暖空调冷热水管网的分区型式。了解高层建筑热水供应管网特点、高层建筑消防给水管网特点和分区型式。
第三节 相变流或多相变流管网型式与装置
熟悉蒸汽管网基本型式、连接方式、疏水器及其他附属设备。了解凝结水管网型式 、 建筑排水管网型式与装置。
思考题：
1、什么是一次回风系统和二次回风系统？
2、哪些风阀具有控制和调节功能？哪些风阀只有控制功能？
3、城市燃气输配管网根据压力级制的不同如何划分？
4、储配站、调压站有哪些功能？
5、膨胀水箱容积如何计算？
6、什么是同程系统和异程系统；开式系统和闭式系统？定流量系统和变流量系统？单式泵系统和复式泵系统？
7、建筑给水管网有哪些基本型式？高层建筑给水管网竖向分区的基本型式有哪几种？
8、高层建筑供暖空调冷热水管网常采用的的分区形式有哪些？
第二章 气体输配管网水利特征与水利计算
课时：3周，共8课时
教学内容
第一节 气体输配管网型式与装置
一、 气体管流水利特征
掌握气体重力管流水利特征。
二、 气体压力管流水利特征。
熟悉压力流管网的基本水利特征。
三、 压力和重力综合作用下的气体管流水利特征。
利用压力和重力综合作用能分析实际问题。
第二节 流体输配管网水利计算的基本原理和方法
一、 摩檫阻力计算
掌握摩檫阻力计算方法。
二、 局部阻力计算
掌握局部阻力计算方法。
三、 常用的水利计算方法
掌握假定流速法的计算步骤。
第三节 气体输配管网水利计算
一、 开式枝状气体输配管网水利计算
掌握风管摩檫阻力计算、风管局部阻力计算。掌握当量直径的计算。掌握管网特性曲线方程。计算系统的总阻力。
二、 均匀送风管道设计
掌握均匀送风管道的设计原理，实现均匀送风的基本条件，均匀送风管道的计算方法。
三、 中、低压燃气管网水利计算
了解中底压燃气管网的水利计算方法。
思考题：
1、无机械动力的闭式管道中，流动动力取决与哪些因素？
2、当量直径是如何定义的？流速当量直径与流量当量直径如何计算？二者相等吗？用流量当量直径与流速当量直径求得的矩形风管单位长度摩擦阻力相等吗？
3、实现均匀送风的基本条件有哪些？
4、要实现均匀送风，须要采取哪些措施？
第三章 液体输配管网水利特征与水利计算
课时：2周，共6课时
教学内容
第一节 液体管网水利特征与水利计算
一、 闭式液体管网水利特征
熟悉重力循环液体管网的工作原理及其作用压力、水力特征；机械循环液体管网的工作原理。
二、 闭式液体管网水利计算
掌握液体管网水利计算基本公式；主要任务和方法。熟悉重力循环系统管路水利计算方法，掌握机械循环室内水系统管路的水利计算方法。了解室外热水供热管网的水利计算。
第二节 开式液体管网水利特征与水利计算
一、开式液体管网水利特征与水利计算
熟悉建筑给水管网水力计算方法，流量、管径、水头损失、算例。
1、 双管系统的系统垂直失调是如何产生的？
2、 单管热水供暖系统的作用压力与哪些因素有关？通过立管的流量如何计算？
3、 开式系统水泵扬程是如何计算？
4、 闭式系统水泵扬程如何计算？
5、 利用不等温降法如何进行水利计算？
6、 同程系统是如何进行水利计算的？
第四章 多相流管网水利特征与水利计算
课时：2周，共5课时
教学内容
第一节 液气两相流管网水利特征与水利计算
一、 液气两相流管网水利特征
掌握水封的作用；水封水量损失的原因。熟悉横管、主管内水流状态与计算。影响立管内压力波动的因素及防止措施。
二、 建筑排水管网的水利计算
掌握横管的水利计算；立管的水利计算；通气管道计算。
三、 空调凝结水管路系统的设计
掌握凝结水管路设计的要点。
第二节 汽液两相流管网水利特征与水利计算
一、 汽液两相流管网水利特征
熟悉汽液两相流管网水利特征。
二、 室内低压、高压蒸汽供暖系统的水利计算方法。
熟悉低压蒸汽供暖系统水利计算方法。掌握室内高压的压损平均法和假定流速法。
第三节 气-固两相流管网水利特征与水利计算
一、 气固两相流水利特征
了解物料的沉降速度和悬浮速度、物料的运动状态、两相流的阻力特征、气-固两相流管网中的主要参数。
二、 气-固两相流管网水利计算
了解气-固两相流水利计算特点、算例。
思考题：
1、 水封的定义？水封的作用是什么？水封水量损失的原因有哪些？
2、 为什么立管内的水流状态应设计成水膜流状态？
3、 影响立管内压力波动的因素有哪些？
4、 稳定立管压力增大通水能力可以采取哪些措施？
5、 在横管和横支管的设计中必须满足哪些规定？
6、 汇合通气管的管径是如何计算的？
7、 空调凝结水管在设计中应该注意哪些问题？
8、 水击现象是如何产生的？
第五章 泵与风机的理论基础
课时：3周，共9课时
教学内容
第一节 离心式泵与风机的基本结构
一、 离心式风机的基本结构
熟悉风机的结构，各部分的作用。掌握叶片出口角的分类。
二、 离心式泵的基本结构
熟悉离心式泵的基本结构。
第二节 离心式泵与风机的工作原理及性能参数
一、 离心式泵与风机的工作原理
掌握离心式泵与风机的工作原理。
二、离心式泵与风机的性能参数
掌握泵的扬程与风机的全压、效率、有效功率与轴功率。熟悉流量与转速的意义。
第三节 离心式泵与风机的基本方程——欧拉方程
一、 流体在叶轮中的运动与速度三角形
了解绝对速度与相对速度的定义。掌握圆周速度的计算，能绘制速度三角形。
二、离心式泵与风机的基本方程——欧拉方程
掌握欧拉方程的推导过程。欧拉方程的修正及欧拉方程的物理意义。
第四节 泵与风机的损失与效率
一、 泵与风机的损失与效率
熟悉流动损失、泄露损失、轮阻损失产生原因。掌握流动效率、泄露效率与轮阻效率的计算。
二、泵与风机的功率与效率
掌握有效功率、内功率、轴功率的区别。内效率的意义及其与流动效率、泄露效率、轮阻效率的关系。全压效率的定义及和内效率、机械效率的关系。泵与风机功率的计算、静压效率的计算。
第五节 性能曲线及叶型对性能的影响
一、泵与风机的理论曲线
掌握三种叶型的QT—HT曲线、三种叶型的QT—NT曲线。
二、叶型对性能的影响
离心式泵全部采用后向叶轮原因。微型风机采用前向叶型原因。几种叶片形式的比较。
三、 泵与风机的实际性能曲线
熟悉泵与风机的实际性能曲线的绘制。
四、 泵与风机的性能试验标准
熟悉实验目的、实验设备及仪表和步鄹。
第六节 相似律与比转数
一、 泵与风机的相似原理
掌握泵与风机相似的条件。
二、泵与风机的相似律及其应用
掌握扬程公式、流量公式、功率公式。
三、比转数及比转数的应用
掌握比转数的推导、比转数大小与叶轮形状的关系。泵与风机无因次性能曲线的绘制。
第七节 其他常用泵与风机
一、常用的泵与风机
了解轴流式风机、贯流式风机、混流式风机、真空泵与空压机、往复泵、深井泵与潜水泵、旋涡泵的构造特点、性能曲线。
思考题：
1、 前向叶片、后向叶片、径向叶片是如何划分的？
2、 欧拉方程是如何推导的？
3、 简述欧拉方程各项的几何意义？
4、 全压效率与轮阻效率、泄露效率、流动效率、机械效率有何关系？内效率与轮阻效率、泄露效率、流动效率的关系如何？
5、 分析三种流量扬程曲线、三种叶型的流量功率曲线。
6、 运用相似定律如何计算流量、功率、全压？
7、 在相似条件下两个泵与风机的比转数是否相等？
第六章 管网系统水利供况分析
课时：3周，共9课时
教学内容
第一节 管网系统水利特征
一、 相关概念与原理
掌握管网特性曲线方程
二、管网水利特性曲线
掌握广义和狭义管网水利特性曲线的绘制。
三、管网水利特性曲线的主要影响因素
熟悉影响管路阻抗的因素。
第二节 管网系统压力分布
一、管流能量方程及压头表达式
掌握管流能量方程及压头表达式。
二、管网的压力分布图
掌握绘制水压图、分析和运用，通过水压图的分析确定膨胀水箱的安装位置。
三、 吸入式管网的压力分布特性分析
熟悉吸入式管网的压力分布特性分析，掌握气蚀现象和原因、气蚀余量的计算。
四、水压图在液体管网中设计中的重要作用
掌握绘制水压图的方法。
五、管网系统的定压
掌握常用的几种定压方式。
第三节 调节阀
一、 调节阀
熟悉调节阀的节流原理、调节阀的流量特性、流通能力。
第四节 管网水利工况分析与调整
一、管网水利失调与水利稳定性
掌握水利失调原因、水利失调对管网系统的不利影响。
二、管网系统水利失调的分析方法
掌握管网水利工况分析的基本原理、水利分析基本方法。
三、提高管网水利稳定性的途径与方法
掌握提高水利稳定性的主要方法。
思考题：
1、 影响管网水利特性曲线的主要因素有哪些？
2、 膨胀水箱有何作用？膨胀水箱为什么要安装在水泵吸入侧？
3、 气穴和气蚀产生原因？气蚀余量是如何计算的？
4、 如何绘制水压图？
5、 管网系统常用的定压方式有哪几种？
6、 水利失调是如何产生的？有什么不利影响？
7、 提高水利稳定性有哪些方法？
第七章 泵、风机与管网系统的匹配
课时：3周，共9课时
教学内容
第一节 管网系统中泵、风机的运行曲线与工作状态点
一、 泵、风机与管网系统匹配的工作状态点
了解管网系统对泵、风机运行曲线的影响；工况点的确定，能分析泵、风机的稳定工作区和非稳定工作区。掌握喘振及防治方法。了解系统效应的影响。
二、管网系统中泵、风机的联合运行
掌握串联、并联的特点；串联、并联的工况分析。
第二节 泵、风机的工况调节
一、调节管网系统性能
了解液体管网系统的性能调节、气体管网系统的性能调节。
二、调节泵、风机性能
掌握泵与风机调节的主要方式，尤其是变速调节和切削叶轮调节。掌握第一、第二切削定律。
第三节 泵、风机的选用
一、 常用的泵与风机性能及使用范围
了解常用泵与风机的性能及使用范围。
二、泵、风机的选用原则
熟悉泵、风机的选用原则、掌握允许吸上真空高度的计算。
第三节 泵与风机的安装位置
一、吸入式泵的安装高度
要求熟练掌握泵的安装高度计算。
二、灌注式泵安装的最底液面高度
掌握灌注式泵安装的最底液面高度计算。
三、泵与管网的连接
熟悉吸水管路的基本要求，压出管路的连接。
四、风机的进出口合理布置与连接
熟悉风机的进出口布置与连接方式。
思考题：
1、 为什么对于具有驼峰型性能曲线的泵与风机应使其工况点保持在Q-H曲线的下降段？
2、 喘振发生的原因及其防治方法有哪些？
3、 为什么泵与风机性能曲线越平坦越适宜并联？
4、 泵与风机的串、并联有何特点？
5、 什么情况下泵与风机采用串、并联？
6、 泵与风机性能曲线调节方式有哪些？
7、 泵的允许吸上真空高度如何计算？
8、 吸入式泵的最大安装高度是如何计算的？
9、 灌注式泵安装的最底液面高度如何计算？
参考书目
1、《流体力学泵与风机》蔡增基、龙天渝主编，中国建筑工业出版社
2、《空气调节》 赵荣义等编著 中国建筑工业出版社
3、《燃气输配》 段常贵等编著 中国建筑工业出版社
4、《供热工程》 贺平等编著 中国建筑工业出版社
5、《工业通风》 孙一坚等编著 中国建筑工业出版社
6、《锅炉及锅炉房设备》奚士光 等 中国建筑工业出版社
7、《建筑给水排水工程》 王增长等编著 中国建筑工业出版社
8、《实用供热空调设计手册》陆耀庆编著 中国机械出版社
9、《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87 ，2000年
10、《燃气燃烧与应用》.中国建筑工业出版社
执笔人：蒋华蓉
2005 年 11 月 12 日
