阻抗（mH2O/(t/h)2） 0.0709 阻力(mH2O) 2.6 0.1701 1.6 0.3968 3.7 0.1701 1.6 0.7370 6.8 0.0850 3.2 以水泵轴线为压力0-0基准高度线。膨胀水箱与管网的联结点6为定压点，水头值为7mH2O，根据各管段的阻力和水泵的工作扬程，可计算出各节点的水头，见下表：
节点 1 1 19.6 2 17.0 3 15.4 4 11.7 5 10.2 6 7.0 水压图如图习题7-14解答图2所示。
（3）3-4管段上的阀门关闭，此时系统的总阻抗为0.8929 mH2O/(t/h)2，管网特性曲线见7-14解答图1曲线III。水泵工况点为b，输出流量为3.86 t/h，水泵扬程13.3 mH2O。各管段阻力与节点压力计算结果见下表。水压图如图习题7-14解答图3所示。
管段编号 1-2 2-5 5-6 6-1 管段阻力（mH2O） 1.1 11.0 1.3 0.0 节点编号 1 2 5 6 节点压力（mH2O） 20.3 19.3 8.3 7.0
习题7-14解答图1
习题7-14解答图2 习题7-14解答图3
（4）3-4管段上的阀门关闭后，2-5之间的用户流量为3.86 t/h。欲使该用户保持设计流量3 t/h，可以关小2-5管段上的阀门，将管网阻抗增加至1.4950 mH2O/(t/h)2，此时水泵扬程位13.5 mH2O；或调节水泵的转速，此时应使水泵工作在
t/h的竖直线与管网特性曲线
III的交点c。c与b为相似工况点，因此可根据相似关系式计算得出水泵的转速：
r/min
此时水泵扬程为8.0 mH2O。
7-15 如习题图7-4，在设计流量QI=QII=QIII=100 m3/h时，阻力△PAA1=△PA1A2=△PA2A3=20kPa；△PB3B2=△PB2B1=△PB1B=20kPa；△PA3B3=80kPa。 （1）画出此管网的压力分布图；
（2）用户II开大阀2，将流量QII增加到150 m3/h。此时△PA2B2 =100kPa，这时管网的压力分布图将怎样变化？并请计算I、III的水力失调度； （3）计算用户III的水力稳定性，提出增大用户水力稳定性的措施。
习题图7-4
习题7-15解答图
解：（1）压力分布图如习题7-15解答图（a）所示。 （2）根据各管段压降和流量，用
计算各管段阻抗，见下表。A2-B2管段的阀门开度发生
了变化，其阻抗相应发生变化，采用调节阀门后的压降和流量计算；其余各管段阻抗不发生变化，可采用原来的流量与压降计算。结果见下表。
管段 A-A1 A1-A2 A2-A3 A1-B1 A2-B2 A3-B3 B3-B2 B2-B1 B1-B 压降Pa 20000 20000 20000 160000 100000 80000 20000 20000 20000 流量m3/h 300 200 100 100 150 100 100 200 300 阻抗Pa·(m3/h) -1 0.222 0.5 2 16 4.444 8 2 0.5 0.222 管网水力工况计算见下表：
用户III流量m3/h 用户II流量m3/h A1-A2和B2-B1压降Pa A1-B1压降Pa 用户I流量m3/h 总流量m3/h A-A1和B1-B压降Pa 已知 91.29 150 58219.46 158219.46 99.44 340.73 51598.37 总压降Pa 209817.83 压力分布图如习题7-15解答图（b）所示。 用户I的水力失调度用户III的水力失调度
。提高用户水力稳定性的主要方法是相对地增大网路干管的
（3）用户III的水力稳定性
管径，以减小网路干管的压降；或相对地增大用户系统的压降。适当地增大靠近动力装置的网路干管的直径，对提高网路的水力稳定性效果更为显著；为了增大用户系统的压降，可采用安装高阻力小管径阀门等措施。在运行时，应尽可能将网路干管上的阀门开大，而把剩余作用压差消耗在用户系统上。
7-16 如习题图7-5所示的管网，在设计流量QI=QII=QIII=240 m3/h时，各管段的流动阻力为：△HAA1=△HA1A2=△HA2A3=5 mH2O；△HB3B2=△HB2B1=△HB1B=5 mH2O，△HAB＝10 mH2O，△HA3B3＝10 mH2O。水泵转速为1450r/min，性能参数见表a：
习题图7-5
表a 参数序号 流量（m3/h） 扬程（mH2O） 效率（％） 1 500 54.5 72 2 720 50 80 3 900 42 80 （1）由于负荷减小，三个用户均关小自己的阀门，将流量降低到167 m3/h， 求此时水泵的工况点，计算其消耗的功率。这时，各个用户支路的阻抗分别增加了多少？计算阀门上的功率损耗。
（2）若用户阀门开度不变，依靠水泵变频调小转速来满足用户的流量需求（三个用户均为167 m3/h），求此时水泵的转速和消耗的功率。
（3）如果控制水泵进出口的压差恒定（P2-P1=50mH2O）来控制水泵的转速以满足用户的流量需求（三个用户均为167 m3/h），此时各个用户仍需调小阀门。试求水泵此时的转速和消耗的功率，并计算因各个用户关小阀门增加的功率损耗。 （4）根据（1）～（3）的计算结果，你能得到什么样的启示？
解：（1）此时管网系统的总流量为500 m3/h。水泵的性能曲线不变，因此，水泵的工况点应调整到习题7-16解答图中的b点，水泵输出扬程应为54.5 mH2O，则管网系统的总阻抗管网特性曲线为图中曲线II。水泵消耗的功率
kW
根据设计流量和压降，可计算出各管段的设计阻抗，列于表1。各干管不进行调节，阻抗不变，可按照调节后的流量计算出用户支路调节后各干管的压降，列于表1。支路A3B3的压降等于调
节后系统总压降-干管A-A3压降-干管B3-B压降-干管B-A压降。同理依次计算支路A2B2、支路A1B1的压降，列于表1。根据用户支路调节后的流量和压降，可计算出调节后的阻抗和阻抗的增量，见表1。
管段阻抗计算 表1
设计 管段 压降mH2O A-A1 A1-A2 A2-A3 A1-B1 A2-B2 A3-B3 B3-B2 B2-B1 B1-B B-A 5 5 5 30 20 10 5 5 5 10 设计 设计阻抗 流量 m3/h 720 480 240 240 240 240 240 480 720 720 mH2O/( m/h) 32调节后流调节后压量 m3/h 500 333 167 167 167 167 167 333 500 500 降mH2O 2.41 2.41 2.42 调节后阻抗 阻抗增加值 mH2O/( m/h)23 mH2O/( m3/h)2 9.64506E-06 2.17014E-05 8.68056E-05 5.20833E-04 3.47222E-04 1.73611E-04 8.68056E-05 2.17014E-05 9.64506E-06 1.92901E-05 未调节 未调节 未调节 0 0 0 44.85 0.001608331 1.08750E-03 40.04 0.001435757 1.08854E-03 35.20 0.001262146 1.08854E-03 2.42 2.41 2.41 4.82 未调节 未调节 未调节 未调节 0 0 0 0 管网在设计状况下的阻抗是
设计状况下的管网特性曲线为图中曲线I。如果用户的阀门不调节，管网工作在500 m3/h的流量时，需要的扬程是24.1 mH2O，即图中c点，该点与a点为相似工况点，效率近似相等。因此阀门上的功率损耗为：
kW
（2）若用户阀门开度不变，依靠水泵变频调小转速来满足用户的流量需求，此时管网工作在500 m3/h，需要的扬程是24.1 mH2O，即图中c点，c点与a点为相似工况点，应用相似律关系式，转速应为：
r/min 功率应为： kW
（3）如果控制水泵进出口的压差恒定（P2-P1=50mH2O）来控制水泵的转速，此时水泵工作的扬程应为50mH2O、流量为500 m3/h，即应工作在图中d点。过d点作相似工况曲线，与管网特性曲线III重合，与水泵性能曲线交点e与d为相似工况点，应用相似律关系式，水泵此时的转速：
r/min 水泵此时的功率
kW
kW
阀门上的功率损耗
（4）通过以上计算，我们发现，当不调节水泵、仅管网通过关小阀门减小流量，阀门上的功率损耗最大；保持水泵输出压差不变、调整水泵的转速以减小流量的方法，阀门上的功率损耗稍小，水泵节电效果不明显；如果能够保持阀门开度不变、减小水泵的转速以调小流量，水泵的节电效果最明显，但应注意，这种情况下，各用户的流量比例保持与设计流量下的比例一致。
习题7-16解答图
7-17 确定某蒸汽管路VP型单座直通调节阀的口径。阀前蒸汽绝对压力为压力为
Pa，回水绝对
Pa，所需最大加热量为174.16kW。VP型单座直通调节阀的主要参数见表b。
解：查水蒸气表可得绝对压力为4×105Pa下水蒸汽的饱和温度为143.62℃，汽化潜热为
。 现计算其流量
∴
，调节阀出口的绝对压力应为
，对应密度故最大流通能力
查表b可知，可选择公称直径25mm，阀座直径26mm的阀门，流通能力 。
7-18 为某空调机组表冷器的冷水管路选择VP型直通单座调节阀，并进行开度和可调比验算。支路的压差为5mH2O，最大水流量为10m3/h，最小水量为3 m3/h。
VP型单座直通调节阀主要参数表 表b
公称直径（mm） 阀座直径 （mm） 10 12 20 15 20 3.2 5 流通能力 C 1.2 1.6 2 10 等百分比 6.4 散热型： 直线、 4.0 ≥1.35 （铸铁） -20~200 最大行程 流量特性 （mm） （MPa） （MPa） （℃） 普通型： 公称压力 允许压差 工作温度 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 26 32 40 50 66 80 100 125 150 200 8 12 20 32 50 80 120 200 280 450 16 16 25 25 40 40 40 60 60 60 0.8 0.55 0.5 0.3 0.3 0.2 0.12 0.12 0.08 0.05 -40~450 （铸钢） -60~450 （铸不锈钢） 长颈型 -250~60 解：
1）采用流量特型为直线型的调节阀，SV=0.5 2）计算流通能力 阀门全开时的压差
Pa
查表，选择公称直径40mm的阀门，流通能力 。 3）开度验算，最大流量时
最小流量时
4）可调比验算
实际最大流量与最小流量之比为10/3=3.33，可调比满足要求。
