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1、精選自考02446建筑設(shè)備資料【目 錄】第一章 流體力學(xué)基本知識(shí)；第二章 室外給水排水工程概述；第三章 管道材料、器材及衛(wèi)生器具；第四章 建筑給水；第五章 建筑排水、中水及特殊建筑給水排水；第六章 傳熱及氣體射流基本知識(shí)；第七章 熱水及燃?xì)夤?yīng)；第八章 采暖；第九章 通風(fēng)；第十章 空氣調(diào)節(jié)；第十一章 建筑電氣系統(tǒng)概述；第十二章 電力供配電系統(tǒng)；第十三章 建筑電氣照明；第十四章 幾種建筑弱電系統(tǒng)簡介；第十五章 建筑電氣安全。第一章 流體力學(xué)基本知識(shí)第一節(jié) 流體的主要物理性質(zhì)一、密度和容重密度：對(duì)于均質(zhì)流體，單位體積的質(zhì)量稱為流體的密度。容重：對(duì)于均質(zhì)流體，單位體積的 重量稱為流體的容重。二、流體

2、的黏滯性 粘滯性：相鄰流層An、An+1之間u不同，必然存在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致摩擦力的產(chǎn)生，流體內(nèi)部之間的摩擦力稱內(nèi)摩擦力，稱粘滯力。流體在粘滯力作用下，具有抵抗流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能力，稱粘滯性。影響流體黏滯性的因素壓力的變化對(duì)流體的動(dòng)力粘度的影響很小，溫度對(duì)的影響很顯著：1溫度升高，液體的粘度減小（因?yàn)門上升，液體的內(nèi)聚力變小，分子間吸引力減?。唬?溫度升高，氣體的粘度增大(氣體的內(nèi)聚力很小，它的粘滯性主要是分子間動(dòng)量交換的結(jié)果。當(dāng)T上升，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相鄰流層間的分子的動(dòng)量交換加劇，使得氣體的粘度增大。)三、流體的壓縮性和熱脹性壓縮性：流體壓強(qiáng)增大體積縮小的性質(zhì)。不可壓縮流體：壓縮性可以忽略不計(jì)

3、的流體?？蓧嚎s流體：壓縮性不可以不計(jì)的流體。熱脹性：流體溫度升高體積膨脹的性質(zhì)。液體的熱脹性很小，在計(jì)算中可不考慮（熱水循環(huán)系統(tǒng)除外）；氣體的熱脹性不能忽略。建筑設(shè)備工程中的水、氣流體，可以認(rèn)為是易于流動(dòng)、具有粘滯性、不可壓縮的流體。第二節(jié) 流體靜壓強(qiáng)及其分布規(guī)律流體靜止是運(yùn)動(dòng)中的一種特殊狀態(tài)。由于流體靜止時(shí)不顯示其黏滯性，不存在切向應(yīng)力，同時(shí)認(rèn)為流體也不能承受拉力，不存在由于粘滯性所產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力學(xué)性質(zhì)。因此，流體靜力學(xué)的中心問題是研究流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律。一、流體靜壓強(qiáng)及其特性表面壓強(qiáng)為： p=p/ (1-6) 點(diǎn)壓強(qiáng)為：lim p=dp/d ( Pa) 點(diǎn)壓強(qiáng)就是靜壓強(qiáng) 流體靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特

4、征：（1）流體靜壓強(qiáng)的方向必定沿著作用面的內(nèi)法線方向（2）任意點(diǎn)的流體靜壓強(qiáng)只有一個(gè)值，它不因作用面方位的改變而改變。二、流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律在靜止液體中任取一點(diǎn)A點(diǎn)在自由表面下的水深h，自由表面壓強(qiáng)為p0。設(shè)A點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)為p,通過A點(diǎn)取底面積為，高為h，上表面與自由面相重合的鉛直小圓柱體，研究其軸向力的平衡：上表面壓力，方向鉛直向下（圖中未繪出）；柱體側(cè)面積的靜水壓力，方向與軸向垂直（圖中未繪出），在軸向投影為零。此鉛直圓柱體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故其軸向力平衡為： 化簡后得： p=p0 +h (1-8) 式中 p靜止液體中任意點(diǎn)的壓強(qiáng)，kN/m2或kPa； p0表面壓強(qiáng)，kN/m2或kPa； 液

5、體的容重，kN/m3； h所研究點(diǎn)在自由表面下的深度，m。上式是靜水壓強(qiáng)基本方程式，又稱為靜水力學(xué)基本方程式。式中和p0都是常數(shù)。方程表示靜水壓強(qiáng)與水深成正比的直線分布規(guī)律。方程式還表明，作用于液面上的表面壓強(qiáng)p0是等值地傳遞到靜止液體中每一點(diǎn)上。方程也適用于靜止氣體壓強(qiáng)的計(jì)算，只是式中的氣體容重很小，因此，在高差h不大的情況下，可忽略項(xiàng)，則p=p0。例如研究氣體作用在鍋爐壁上的靜壓強(qiáng)時(shí)，可以認(rèn)為氣體空間各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等。等壓面：流體中壓強(qiáng)相等的各點(diǎn)所組成的面為等壓面。壓強(qiáng)的度量基準(zhǔn)：（1）絕對(duì)壓強(qiáng)：是以完全真空為零點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，用PA表示。（2）相對(duì)壓強(qiáng)：是以大氣壓強(qiáng)為零點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，用P表

6、示。相對(duì)壓強(qiáng)與絕對(duì)壓強(qiáng)的關(guān)系為：P=PA-Pa (1-9)第三節(jié) 流體運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)一、流體運(yùn)動(dòng)的基本概念（一）壓力流與無壓流1.壓力流：流體在壓差作用下流動(dòng)時(shí)，流體整個(gè)周圍都和固體壁相接觸，沒有自由表面。2.無壓流：液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)，液體的部分周界與固體壁相接觸，部分周界與氣體接觸，形成自由表面。（三）流線與跡線1.流線：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流速場中畫出某時(shí)刻的這樣的一條空間曲線，它上面所有流體質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的流速矢量都與這條曲線相切，這條曲線就稱為該時(shí)刻的一條流線。2.跡線：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體中某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為跡線。流線與跡線是兩個(gè)完全不同的概念。非恒定流時(shí)流線與跡線不相重

7、合，在恒定流時(shí)流線與跡線相重合。（二）恒定流與非恒定流1.恒定流：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體中任一位置的壓強(qiáng)，流速等運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流動(dòng)稱為恒定流動(dòng)。2.非恒定流：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體中任一位置的運(yùn)動(dòng)要素如壓強(qiáng)、流速等隨時(shí)間變化而變動(dòng)的流動(dòng)稱為非恒定流。自然界中都是非恒定流，工程中可以取為恒定流。 （四）均勻流與非均勻流1.均勻流：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流線是平行直線的流動(dòng)稱為均勻流。如等截面長直管中的流動(dòng)。2.非均勻流：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流線不是平行直線的流動(dòng)稱為非均勻流。如流體在收縮管、擴(kuò)大管或彎管中流動(dòng)等。它又可分為：（1）漸變流：流體運(yùn)動(dòng)中流線接近于平行線的流動(dòng)稱為漸變流。（2）急變流：流體運(yùn)動(dòng)中流線不能視為

8、平行直線的流動(dòng)稱為急變流。（五）元流、總流、過流斷面、流量與斷面平均流速；1.元流：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流體中取一微小面積d，并在d面積上各點(diǎn)引出流線并形成了一股流束稱為元流。在元流內(nèi)的流體不會(huì)流到元流外面；在元流外面的流體亦不會(huì)流進(jìn)元流中去。由于d很小，可以認(rèn)為d上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素（壓強(qiáng)與流速）相等。2.總流：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，無數(shù)元流的總和稱為總流。3.過流斷面：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，與元流或總流全部流線正交的橫斷面稱為過流斷面。用d或表示，單位為m2或cm2。均勻流的過流斷面為平面，漸變流的過流斷面可視為平面；非均勻流的過流斷面為曲面。4.流量：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過過流斷面流體體積稱為體積流量，用符號(hào)Q表

9、示，單位是m3/s或L/s。5.斷面平均流速：流體流動(dòng)時(shí)，斷面各點(diǎn)流速一般不易確定，當(dāng)工程中又無必要確定時(shí)，可采用斷面平均流速（v）簡化流動(dòng)。斷面平均流速為斷面上各點(diǎn)流速的平均值。二、恒定流的連續(xù)性方程壓縮流體容重不變，即體積流量相等。流進(jìn)A1斷面的流量等于流出A2斷面的流量；三、恒定總流能量方程（一）恒定總流實(shí)際液體的能量方程 (1-13)Z1、Z2 斷面中心對(duì)基準(zhǔn)面的位置高程，位置水頭；即：單位重量液體具有的位能；p1/r、 p2/r測(cè)壓管高度，壓強(qiáng)水頭；即：單位重量液體具有的壓能；、流速水頭；即：單位重量液體具有的動(dòng)能；hw1-2是流體流動(dòng)過程中從斷面1-1到2-2之間阻力所作的負(fù)功；單

10、位重量液體產(chǎn)生的能量損失，稱為水頭損失；三者之和為斷面的單位重量液體具有的機(jī)械能。（二）實(shí)際氣體恒定總流的能量方程對(duì)于不可壓縮氣體，液體能量方程同樣適用，由于氣體密度很小，式中重力做功可忽略不計(jì)。對(duì)一般通風(fēng)管道中，過流斷面上的流速分布比較均勻，動(dòng)能修正系數(shù)可采用a=1，這樣，實(shí)際氣體總流的能量方程式為或者寫為實(shí)際氣體總流的能量方程與液體總流的能量方程比較，除各項(xiàng)單位以壓強(qiáng)來表達(dá)氣體單位體積平均能量外，對(duì)應(yīng)項(xiàng)意義基本相近第四節(jié) 流動(dòng)阻力和水頭損失一、流動(dòng)阻力和水頭損失的兩種形式（一）沿程阻力和沿程水頭損失流體在長直管（或明渠）中流動(dòng)，所受的摩擦阻力稱為沿程阻力。為了克服沿程阻力而消耗的單位重量流

11、體的機(jī)械能量，稱為沿程水頭損失hf。（二）局部阻力和局部水頭損失流體的邊界在局部地區(qū)發(fā)生急劇變化時(shí)，迫使主流脫離邊壁而形成漩渦，流體質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生劇烈地碰撞，所形成的阻力稱局部阻力。為了克服局部阻力而消耗的重力密度流體的機(jī)械能量稱為局部水頭損失hj。二、流動(dòng)的兩種形態(tài)層流和紊流 流體在流動(dòng)過程中，呈現(xiàn)出兩種不同的流動(dòng)形態(tài)。當(dāng)液體流速較低時(shí)，呈現(xiàn)為成層成束的流動(dòng)，各流層見并無質(zhì)點(diǎn)的摻混現(xiàn)象，這種流態(tài)就是層流。加大流速到一定程度，質(zhì)點(diǎn)或液團(tuán)相互混摻，流速愈大，混摻程度愈烈，這種流態(tài)就成為紊流。 判斷流動(dòng)形態(tài)，雷諾氏用無因次量綱雷諾數(shù)Re來判別。(1-17)式中 Re雷諾數(shù)；v圓管中流體的平均流速，m/

12、s，cm/s；d圓管的管徑，m，cm；v流體的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，其值可由表查得，m2/s。對(duì)于圓管的有壓管流：若Re2000時(shí)，流體為紊流型態(tài)。對(duì)于明渠流，通常以水力半徑R代替公式中的d，于是明渠中的雷諾數(shù)為：(1-18) 因?yàn)樗Π霃剑渲惺沁^流斷面積，x是濕周，為流動(dòng)的流體同固體邊壁在過流斷面上接觸的周邊長度。若Re500時(shí)，明渠流為紊流型態(tài)。在建筑設(shè)備工程中，絕大多數(shù)的流體運(yùn)動(dòng)都處于紊流型態(tài)。只有在流速很小，管徑很小或粘滯性很大的流體運(yùn)動(dòng)時(shí)（如地下水滲流，油管等）才可能發(fā)生層流運(yùn)動(dòng)。三、沿程水頭損失對(duì)于紊流，目前采用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，建立半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算沿程水頭損失，公式普遍為：（式中

13、：沿程水頭損失，m；：沿程阻力系數(shù)；：管徑，m；：管長，m；：管中平均流速，m/s）對(duì)于氣體管道，可將上式寫成壓頭損失的形式，即：（式中：壓頭損失，）對(duì)于非圓斷面渠道，d=4R，所以在實(shí)際工作中，有時(shí)是已知沿程水頭損失和水力梯度，求解流速的大小，為此，將上式整理得： 稱為均勻流流速公式或謝才公式。式中稱為流速系數(shù)或謝才系數(shù)。該公式在明渠中應(yīng)用很廣。四、沿程阻力系數(shù)和流速系數(shù)C的確定沿程阻力系數(shù) 是反映邊界粗糙情況和流態(tài)對(duì)水頭損失影響的一個(gè)系數(shù)。1933年尼古拉茲表發(fā)表了其反映圓管流運(yùn)情況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出了一些結(jié)論：1.層流區(qū)2.層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯倪^渡區(qū)3.紊流區(qū)（一）沿程阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式 1.

14、水力光滑區(qū)2.水力過渡區(qū)3.粗糙管區(qū)當(dāng)Re很大時(shí)，給排水工程的鋼管與鑄鐵管的經(jīng)驗(yàn)公式：當(dāng)時(shí)， 當(dāng)v1.2時(shí)，（二）流速系數(shù)C經(jīng)驗(yàn)公式（1）曼寧公式（2）海澄-威廉公式五、局部水頭損失在實(shí)際水力計(jì)算中，局部水頭損失可以采用流速水頭乘以局部阻力系數(shù)后得到，即 （1-35）式中局部阻力系數(shù)。值多是根據(jù)管配件、附件不同，由實(shí)驗(yàn)測(cè)出。 v過流斷面的平均流速；它應(yīng)與值相對(duì)應(yīng)。除注明外，一般用阻力后的流速； g重力加速度。第五節(jié) 孔口、管嘴出流及兩相流體簡介一、孔口出流（一）薄壁圓形小孔口的液體自由出流（二）淹沒出流二、管嘴出流三、牛頓型、非牛頓型流體和氣-液、氣-固兩相流動(dòng)第二章 室外給水排水工程概述第一節(jié) 室外給水工程概述以地面水為水源的給水系統(tǒng)一般包括：取水工程、凈水工程、輸配水工程以及泵站等；以地下水為水源的給水系統(tǒng)一般包括：取水構(gòu)筑物（如井群、滲渠等）、凈水工程（主要設(shè)施有清水池及消毒設(shè)備）、輸配水工程。一、水源及取水工程給水水源可分為兩大類：（1）地表水：江水、河水、湖水、水庫水及海水等；（2）地下水：井水、泉水、喀斯特溶洞水等地下水的物理、化學(xué)及細(xì)菌性質(zhì)等均比地表水好，地下水作水源具有經(jīng)濟(jì)、安全及便利維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)。因此，應(yīng)首先考慮符合衛(wèi)生要求的地下水作為飲用水水源