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第八章 室外排水工程简介,排除城镇生活污水,工业废水,大气降雨,以保证城镇的正常生活,生产活动。 第一节 室外排水系统 一.排水体制 1.直泄式完全合流制系统:生活污水,工业废水,雨水全部用一套排水管排除,此为完全合流制。 直泄,直接排放到天然水体。 特点:①.基建小,投资省, ②.污染大 ③.过去,老城市使用。,2.截流式合流制:对直泄式进行改造而成。在各排水口上设截流井,将污水截断,并送入污水处理厂处理,要求:建造汗水处理厂。 3.完全分流制:将雨水单独排放。 城市污水用另一套管道排放,并送到汗水处理厂处理。 投资高。 4.不完全分流制:雨水利用道路两边的边沟地面坡高,直接将雨水泄入河道(无管网)城市污水敷设排水管网排放。,二.室外排水系统组成 1.污水系:庭院管——街道管——横过马路(倒虹吸及跌水井)——中途提升泵站——污水处理厂——排出口。 2.雨水系:雨水口——雨水管(及防洪渠或排洪沟)——出水口,第二节 室外排水管道的布置与敷设,一.街道排水支管的布置:简便,尽可能地在埋深小的前提下,使庭院与街坊排水管都能靠自流接入。 二.排水干管:布置利用地形,地势,用最简便的方法,使污水送入污水处理厂或河道(水体)。包括:正交、截流式、平行式 三.敷设注意事项:1.避免敷设在交通干线下,2.与其它管线要有一定的距离,3.要有坡度,第九章 水泵与水泵站,泵,提升和输送水或其它液体的机械 型式:叶轮式为主,又可按工作原理分为: 离心泵(轴进,侧出),轴流泵(前进后出),混流泵三种。,第一节 离心泵的构造与基本参数,一.构造:泵壳,泵轴,叶轮,吸水管,压水管,泵座。 靠高速旋转的叶轮带动叶轮中的水作圆周运动,产生离心力,水流在离心力的作用下获得压能而输送出去。,1.叶轮:材料,铸铁(钢),青 铜,不锈钢。讲述fig9-7 2.泵轴:电机向叶轮传递旋转的 构件。 3.泵壳:呈蜗壳状,上布置吸水 口,放气孔。 作用: ①.布设吸水口,使水送入叶轮 ②.截面逐渐增大,流速减小,水压力增大,动能——压力能转化。 ③.进水管与压水管的连接基体,使叶轮轴吸水,压水管形成一个整体。,4.泵座:泵向机座上固定的构件。 5.密封装置:在蜗壳的轴孔,与泵轴间的间隙位置以及叶轮与蜗壳的间隙之间设置。目的,避免水或气的泄漏。(倒流) ①.填料函:轴—壳间(在泵壳与轴相交的地方做成一个筒状空腔,称为填料函),在其中装有轴封套,水封环,并加上填料) 装有轴封,水封环,并加入填料,填料外后盖固定填料,油浸的石棉绳,或石墨(润滑性能很好)。稠黄油浸透的棉织盘根。,②.减漏环:叶轮——壳间,防止回流。通过延长路径,减小间隙,使阻力大大增加。以减小回流量。 ③.水封管:在水封环的部位,泵壳上的一小孔被称为。从泵壳顶部引压力水进入水封环,进入水封环的水充满轴与环之间的缝隙,起了水封的作用,阻止缝隙漏气。这部分水是流动的。其中一部分被压入泵壳内,另一部分顺着轴与填料的间隙向外渗漏。,6.泵轴的支承——轴承座 二.基本参数: 1.流量Q:m3 /s 2.扬程H :将水提升的高度 3.扬高:水泄最低水位至水塔最高水位的高度。Hb = Hg + Hx + Hy +H 4.轴功率N: 5.有效功率Nu(use) 6.效率η: η = Nu / N 7.转速n:(r/min) 8.允许吸上真空度Hs:1个大气压,20℃状态参数,水泵工作时,允许的最大抽水高度。,气蚀余量:水泵叶轮的进水口(——此处是水压最低的地方),此处水体所具有的压力比在20℃时水的饱和蒸汽压高出的数值。 20℃时的饱和蒸汽压2336Pa。,水泵的选择: 1.水泵的流量Q大于给水系统的最大小时的设计流量q。 2.泵扬程H大于最大小时设计流量所需的压力。 3.通常取:Q = ( 1 + 10% ~ 15% ) · qH = ( 1 + 10% ~ 15% ) · Hs,u,泵房:应有采光措施,光线和通风良好,管路要防冻,布置时注意间距 0.7m,维修空间,设置减振基础,出水管组的连接,(如图)基座的相对位置 房高 靠近配电箱处不得开可打开的窗户。,第十章 供热系统,第一节 供热工程概论利用热媒(水,汽或其它介质),将热源输送到各热用户的工程技术——供热工程。供热工程起源于19世纪,它是于1877年首先出现区域供暖,区域(集中)供暖的组成: 1.热源:热电厂,区域锅炉房,将水加热到高温热水或汽。 2.热网:区域供热热水管网或蒸汽管网组成的输配系统。 3.热用户:生产,生活用热系统与设备组成的热用户。,区域热水锅炉房供热系统,区域蒸汽锅炉房供热系统,背压式供热:1.直接汽轮机出来高压汽2.中间抽出,未完全膨胀,第二节 供暖系统分类,冬季向建筑系统提供热量的工程设备被称为供暖系统。 一.局部:热源与散热设备合并为一个整体,分散设置于各个房间里,称为局部供暖特点:简易,脏或耗能大。 1.火炉供暖 2.煤气(天然气)供暖(壁挂炉) 3.电热供暖 二.集中供热系统,热源远离供暖房间,供热由热源,输热管道,散热设备构成。,,三.根据热媒不同,有热水供暖,蒸汽供暖,热空气供暖三类。 集中供暖的特点:供热量大,节约燃料,污染小,费用低。,第三节 热水供暖系统,以热水为媒介,又可分为: 按温度:1.低温热水供暖系统(小于100度)2.高温热水供暖系统 按立管数:1.单管 2.双管 按循环动力:1.自然循环(重力)2.机械循环 按管道敷设方式: 1. 垂直式 2. 水平式,一.自然循环热水供暖系统 1.组成: 锅炉,管道,散热器,高位水箱 2.工作原理:热膨胀,冷收缩, 密度(比容)不同。造成压差, 因此自流动 3.注意事项: ①.上水平干管要有向下的坡度(≥0.003),以便水中产生的气泡从水箱排走。(重力流动速度很慢,故气泡可逆行。) ②.回水管向下坡度 ③.锅炉与散热器要有一定的高差(0.5 ~ 1.0),炉低,散热器高。,4.使用:家庭或较小的独立建筑(4层以下。) 二.机械循环热水供暖系统 1.组成:锅炉,管道,水泵,散热器,膨胀水箱。如图。,1-泵 2-供水立管 3-供水干管 4-供水 支管5-散热器 6-回水立管 7-回水干管8-循环泵 9-膨胀水箱 10-集气罐,2.工作过程及布置 其中:①.水泵置于回水干管上②.膨胀水箱通过膨胀管连在水泵吸入端,膨胀水箱置于最高处。(水泵吸水管处的压力为全系统的最小压力。) 作用:①.吸水膨胀的水。②.维持水泵吸入口的压力恒定。供水仰头走,回水低头走,双管:散热器的供、回水管是两根管道 单管:供回为一根,前散热器的回水为下一散热器供水。 三.机械循环供暖系统举例: 1.Fig11-2双管制上供下回(不宜用在四层以上建筑物 )上页图,2.fig11-3双管制下供下回,宜在有地下室,或顶层不宜布置,干管的房间布置。(从下向上供水),3.Fig11-4单管上供下回,管道简单,安装方便,无垂直失衡,经单管立管流入各层散热器的水温是递减的,而下层散热片数多,占地面积大。,4.同程系统:以上系统异程会因为立管离总立管的距离远近造成水平失衡。故提出同程系统,特点:各立管的循环路的总长度近似相等,因而环路的压力损失容易平衡。缺点:长度长,管径大,因而耗材多 5.平面面积很大的顺流供暖系统:用材少,便于快速施工,公共建筑,系统较大时,管道需Ω补偿器。 6.平面面积很大的跨越式系统:它的放空气的措施与水平顺流式系统相同,允许在散热器上进行局部温度调节,适用于需要局部调温的建筑.,第四节 蒸汽供暖系统,以水蒸汽为热媒,在换热器中靠放出凝结水放出汽化潜热,的热量。因此: ①.需要蒸汽量小(热值高), ②.且流速可以提的很高而不会较大阻力损失。 ③.用于高层建筑,不会产生很大的静压力。 ④.温度大,故传热系数K大,换热面积小, ⑤.管道可以较细,总之,初投资小, 缺点: ①.热惰性小,热得快,凉的快,适宜于礼堂,会堂,而不适于办公室,起居室 ②.管道内蒸汽,空气转换快,内壁氧化腐蚀要厉害。 ③.使用年限短,特别是凝结水管,更易损坏(8年)。,一.低压蒸汽供暖系统 低压蒸汽供暖系统的凝结水回流,入锅炉有两种方式 1.重力回水,蒸汽在散热器中放热后,变成凝结水,靠重力凝水管流回锅炉。 2.机械回水:凝结水沿凝水管 靠重力流入凝水箱,然后用凝结水管汲送凝水压入锅炉,这种系统作用半径大,工程中得到广泛应用。注意:图中①.送汽低头走(以便凝结水流动),②.疏水器:只允许凝水通过,而阻止蒸汽通过。以控制温度,流量。 工作原理:散热器放热不彻底,有蒸汽流入疏水器,波形囊伸长,使出水口(孔)减小,以至于被堵,气流受阻,在散热器进一步散发热量。当出口为水时,囊缩短,出口畅通,凝结水下流,工作顺畅,(同时也放出空气。),3.可能出现问题:饱和蒸汽在干管流动时,易形成一点“途凝结水”,若不及时排除,则高速流动的蒸汽与凝结水在遇到阀门等改变流向的构件时,可能会产生“水击”现象(发出哐、哐的噪音,严重时,会破坏管件的接口的严密性,管路支架的稳定性)。 4.汽蚀现象解释:压力突然降低,水也会发生沸腾(水变为汽)现象,水泵吸水口有发生气蚀的可能,所以要设计好汲水高度。 5.凝结水箱通大气的原因: ①.保证泵吸水压头 ②.用于空气的排放与回来。,二.高压蒸汽供暖系统:(0.7~3)100,000Pa,被称为高压蒸汽。家庭不使用。高压蒸汽供暖系统常与生产工艺用汽系统合为一个汽源。但生产用汽压力往往高于供暖压力。故常要减压处理。相对于低压,高压系统作用半径大管径小,流速大,为避免高压蒸汽和凝结水在立管中反向流动,发生噪音,产生水击现象,一般高压蒸汽供暖均采用双管上供下回式系统。,第五节 供暖系统的管路布置注意事项,一.在布置供暖管道之前,1.要根据建筑物的使用特点及要求,确定供暖系统 的热媒种类、系统形式。2.要确定合理的引入口位置。系统的引入口可设置 在建筑物热负荷对称分配的位置,一般在建筑物长度 方向的中点,并且要服从热力网的总体布局。二.在布置供暖管道时 1.应力求管道最短,便于维护管理,不影响房间美观。2.在上供下回式系统中,对于美观要求较高的民用 建筑,或大梁底面标高过低妨碍供水或蒸汽干管敷设时, 才将干管布置在顶棚内,一般将它们设在顶层顶棚以下。,3.供暖系统的回水干管一般敷设在首层地面下的地下室或地沟中,也可敷设在地面上。 4.下供下回式系统的供水(蒸汽)干管、回水干管敷设在管沟内或地下室的顶板下。 5.立管应布置在窗间墙处,有利于向两侧连接散热器。 6.管道穿过楼板或隔墙时,应在楼板或隔墙内预埋套管,套管的内径应稍大于管道的外径。在套管与管道之间,应用石棉绳塞紧。 7.在供暖系统中,金属管道会热胀冷缩(每m钢管温度每升高1℃便会伸长0.012m) ,对于一个系统的管道,要合理地设置固定点和在两个固定点之间设置自然补偿或方形补偿器。,三.膨胀水箱:1.上供下回式热水供暖系统的膨胀水箱常放置在顶棚内,在平顶房屋中则将膨胀水箱放置在专设的屋顶小室内,膨胀水箱由承重墙、楼板梁等支承。2.下供下回式热水供暖系统中膨胀水箱常放置在楼梯间顶层的平台上。 3.膨胀水箱外应有一保温小室以免水箱中水在停运时冻结,小室的尺寸应便于对膨胀水箱进行拆卸、维修工作。,一.散热器的作用及对其要求 1.作用:向房间供给热量,以补充房间的热损失,使室内保持需要的温度。从而达到取暖的目的。 过程:散热器中渡过热水或蒸汽,器壁被加热,当外壁面温度高于室内温度时,即为形成对流及辐射,其中大部分热以对流方式传给室内空气。 2.对散热器要求 ①.热工性能好(导热好) ②.经济(不用铜而铁或铝) ③.美观卫生,表面光滑,不易积灰尘,便于清扫 ④.制造安装方便。,第六节 散热器,二.常用散热器类型: 1.铸铁 ①.柱型,有二柱式,四柱式,五柱式在顶部,底部各有一对带丝扣的穿孔,供热媒进出,并将各片组成一组暖气包优缺点:K大,易清扫,容易 组拼,制造工艺繁,劳动强度 大每组柱型散热器最好不多于 20片。片数过多不仅施工安装 困难,而且单位金属质量的散 热量低,②.圆(长)翼型,(一根,或二根气管)优缺点:制造简单,耐腐蚀,造价低承压差,易积灰,难清扫。,2.钢串片对流散热器,由钢管,钢片,联箱,放气阀,管接头组成(通常用于气暖)优缺点:承压高,体积小,重量轻,易加工片间距小,不易清扫,耐蚀性差,3.新型散热器 4.装修时的注 意事项:散热通道。,三.散热器的布置 ㈠.原则: 1.有利于室内冷热空气的对流 2.人们停留区应暖和,舒适,无冷空气直接侵扰 3.少占使用空间,和有效空间,(如不布置在室中央) ㈡.位置 1.窗户下面,热气上浮,能阻滞渗入空气沿墙及外窗直接侵入,且混合后,冷空气也已柔和。 2.进深较浅,也可置于内墙,这样会形成图示的空气循环,有利于散热器的对流。,第七节 高层建筑供暖特点,一.围护结构的传热系数除一般性质外,气象知识,室外风速从地面到上空是逐渐增大的,一般认为:式中v0,h0:为基准风速和高度vh,h:为计算风速和高度 V 增加,K增加,散热量增加。,,二.热辐射,夜晚 Q = εσT4 三.关于室外空气的进入量 ㈠.风压作用下(风压对冷风渗透耗热量的影响) 冷风由迎风面缝隙渗入,热空气由背风面渗出。冬季的温差使得室外空气不断进入,通过楼梯,电梯间,管道井上升,最后由窗、门渗出。,,㈡.热压作用规律:在室内外形成的空气流中 1.较低楼层室外气压高于室内气压(外冷内热),故向内渗入。 2.较高楼层,室内高于室外,(热气上浮量大),向外渗。 3.整个建筑的渗入,渗出量相等。故有一中和面.热压的这种引起空气流动 的压力差为: r=Cr(hz-h)(w-n) hz中和面高度,h计算高度, Cr热压系数,,r>0时,室外压力高于室内压力,冷风由室外渗入室内,这时,h<hz,即这种现象产生于建筑物的下层部分. r<0时,室外压力低于室内压力,被房屋加热的空气由室内渗出室外,这时, h>hz,(上层部分) ㈢.热压与风压的综合作用(供暖季节),,供暖季节,热压与风压总是同时作用在建筑物外围护结构上.高层建筑外门,外窗的两侧的压力差是两者同时作用的结果. 1.迎风面一侧①.中和面上移(上页图), ②.同一高度迎风面冷风渗透量较大. ③.迎风面底层房间冷风渗透量最大. 2.背风面①.中和面下移,②.同一高度背风面渗出量较大,③.背风面顶层房间渗出量最大. 室内、外,室外随建筑物高度的增加,风速增加。不同的高度,风压不同。附加:穿堂风的机理:①.风压(自然风)②.温差引起的密度差(太阳光,阴影),
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