下列关于分区给水系统的能量分析,哪几项正确?
[解析] 《给水工程》
因为泵站扬程是根据控制点所需最小服务水头和管网中的水头损失确定的,所以除了控制点附近外,绝大部分的给水区中管网水压高于实际所需水压,出现了不可避免的能量浪费,多余的水压消耗在给水龙头的局部水头损失上。对于集中供水系统,水泵流量按全部流量设计,A正确。
需要注意的是:当一条输水管的管径不变、流量相同,即沿线无流量分出时,分区后非但不能降低能量费用,甚至基建和设备等项费用反而增加,管理也趋于复杂。这时,只有在输水距离远、管内的水压过高时,才考虑分区。
长距离原水输水沿线无流量分出,因此分区并不节能。但是当管内压力过高时,分区有利于系统的安全。C错误。
可见无论串联分区或并联分区,分区后可节省的供水能量相同(沿线流量均匀分配的管网,平均分区后的供水能量均为
n为分区个数)。D正确。
泵站供水能量E由三部分组成:(1)保证最小服务水头所需要的能量E1,(2)克服水管摩阻所需的能量E2,(3)未利用的能量E3,它是因各用水点水压过剩而浪费的能量。
集中(未分区)给水系统中供水能量利用的程度,可用必须消耗的能量占总能量的比例来表示,称为能量利用率(其实本公式对分区给水系统也适用):
下图是不同管径时的供水能量图,其中下标D表示管径较大时的能量,下标X表示管径较小时的能量。为了满足B点的最小服务水头,A点存在未利用的能量。从图中可以看出,当管径增大时,克服管道摩阻所需的能量E2D<E2X,总能量ED
根据均匀分区的理论能量分析可知,当分区数n趋于无穷大时,系统未利用的能量E3为0,此时总供水能量
即为系统必须消耗的能量。则系统平均分为n个区后的能量利用率为:
故能量利用率只与分区数有关,而与E2无关,也即与管径无关,例如当系统不分区时,能量利用率为0.5。
B选项前半部分正确,后半部分错误。
从上式看出,为了提高输水能量利用率,只有设法降低E3值,这就是从经济上考虑管网分区的原因。分区前后,系统必须消耗的能量不变,E3值减小,则能量利用率增加。虽然通过增大管径也能使E3值减小,但同时E2值也被减小,使得Φ=