多能源站协同运行管网水力与热力模型及计算

该文改进传统管网水力模型,给出以节点压力表示的回路压力守恒方程,使水力模型只存在节点压力与节点位置信息,减少了模型求解的计算量。同时,结合管道热力传输方程以及两种类型节点温度平衡方程建立了管网热力模型。根据建立的水力模型和热力模型,设计了一款管网仿真计算软件,对一个规则的管网算例进行水力和热力参数计算,并搭建相应的实验装置对计算结果进行实验验证。结果表明,对比实验结果与仿真结果,水力参数的误差均不超过5%,从而验证了模型的正确性。最后在此基础上,对上海某区域实际的供能管网进行了设计工况下水力与热力的计算分析。     

EPANET模型在人工湿地配水管网设计中的应用

在天津市空港经济区污水处理厂尾水处理人工湿地输水管网设计中,建立规划管网的EPANET水力模型,采用湿地污染物去除一级动力学方程确定管网中节点的用水量,根据水力模型的管网平差计算结果—节点压力、管段流速以及水头损失进行分析,调整初始设计不合理的管段管径,解决了不同地块的人工湿地如何合理地配水以及管网压力过高的问题,提高了人工湿地管网设计的合理性,降低了管网的投资和运行成本,对湿地的配水管网设计提出了探讨性建议.     

节点流量和水损系数的不确定性对供水管网水力特性的影响

供水管网的节点用水量和水损系数具有明显的不确定性,为研究节点用水量和水损系数的不确定性对供水管网水力特性的影响,提出了在假定他们的随机变化服从正态分布的条件下,采用蒙特卡罗随机抽样法,对所获的每组节点用水量和水损系数的抽样值,应用稳态的水力模型计算相应的节点测压管水头和管段流量,得出节点测压管水头和管段流量的统计值的计算方法。文中给出了该算法在两管网中的应用。     

辽西农村饮水安全工程枝状管网水力计算方法

辽西丘陵区饮水安全工程供水村屯比较偏远,住户少而零散,供水管网多采用枝状管网布设。以前设计部门通常采用比流量法进行管网水力计算,忽略了管段沿线用水量的差别,计算出的管段流量和管径不太符合实际。采用节点流量法,并利用Excel表格,插入公式进行试算调整。该方法管段流量是根据实际用水户数确定的,管路流量更接近实际流量。并通过试算确定合理的管径,保证管道总水头损失和自由水头值趋于最小值,既保证了用户正常用水又避免了浪费。     

基于量纲分析的内镶圆柱式毛管局部水头损失研究

为了研究内镶圆柱式毛管局部水头损失规律,本文对常见4种滴灌管进行了灌水试验,同时采用CFD数值分析对4种滴灌管进行了模拟与分析验证,在此基础上,对12种滴灌管进行了模拟研究,通过量纲分析研究了毛管局部水头损失影响因素。结果表明:毛管总水头损失模拟值与实测值吻合度较好;毛管局部水头损失与毛管内径、滴头内径、滴头长度、水流流速、水流运动黏滞系数有关;毛管局部水头损失占沿程水头损失的比值与滴头间距密切相关,以Φ16毛管为例,毛管局部水头损失是沿程水头损失的0.23~1.89倍,毛管层流段水头损失很小,在不需精确计算时可忽略不计。研究结果可为管网水力计算提供参考。     

基于EPANET的自动喷水灭火系统环状格栅管网水力计算研究

分析了管网水力计算软件EPANET在自动喷水灭火系统环状格栅管网中的应用,提出了EPANET对环状格栅管网的水力计算方法,并通过实例进行具体说明.为对EPANET的计算结果进行评判,通过实例,分别用天正软件与EPANET对枝状管网进行了水力计算,由于在水头损失计算时采用了精度较高的海澄-威廉公式,EPANET比现有的天正软件更适合自动喷水灭火系统的水力计算.     

基于GIS的给水管网动态水力计算模型的建立与应用

基于GIS和给水管网水力计算方法,采用一种新的更符合实际的节点流量分配方法,建立了给水管网动态水力计算模型,实现了模拟结果和GIS图形信息的良好结合,解决了工况结果难以在GIS中显示和输出的问题。将模型应用于天津市津南区咸水沽镇供水管网,并将计算结果与MIKENET模拟值、EPANET2.0计算值进行比较,验证了模型的实用性。     

EPANET 模型在再生水管网规划设计中的应用

在北京市再生水管网规划设计中,通过GIS建立规划管网的EPANET水力模型,消除了管网多水源供水、回用范围大、环状支状管网混合、结构复杂对水力计算的不利影响.并且针对水力计算结果--节点压力、管段流速和水力坡降(水头损失)进行分析,通过调整初始设计管径不合理的管段管径以及根据北京市地形分布将再生水管网划分为4个弱连接的供水分区,解决了再生水厂多数集中在地形较低的东部地区和大范围回用高程变化所带来的管网压力过高的问题,提高了管网设计的合理性,降低了管网的投资和运行成本.研究中应用的方法和过程具有通用性,可以用于有压给水、再生水管网系统的模拟.     

基于遗传算法的给水管网多目标优化设计

为兼顾给水管网优化设计中的经济性和可靠性问题,以管网年费用和管网系统可靠性为目标函数建立给水管网优化设计的多目标遗传算法数学模型;并将系统可靠性定义为"节点富余水头加权平均值"和"管网恢复力",进而对多目标遗传算法模型求解过程进行分析.最后以一个典型的工程案例加以验证.结果表明,多目标遗传算法所得到的目标函数值和管网水力性能明显优于传统设计方法,充分说明了多目标遗传算法用于管网优化设计的实用性和有效性.     

玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

文章以某大型输水工程为例,利用伯努利方程原理和工程观测段多年实际监测数据资料,对该输水工程局部水头损失系数进行了初步确定;然后通过对比分析水库上下游水位实测值和倒虹吸全段水头损失水力计算结果,进一步验证了局部水头损失系数的准确性与可靠性。结合该输水工程玻璃钢管承插式接头实际情况和已有文献资料,最终确定0.0032-0.0045为该水利工程局部水头损失系数的最佳取值范围。     

基于图论的多定压节点管网水力计算方法的研究

多定压节点管网具有复杂的拓扑关系,可充分发挥图论的优势对其进行水力计算.通过引入虚节最和虚环的概念将多定压节点问题转化为单定压节点问题,对相关矩阵按照定压和非定压节点、虚管段和实际管段、树支和链支管段进行分块表示.推导出了采用链支流量矩阵进行管网水力计算的解析表达式,在此基础上得到了适于计算机求解的离散模型,同时将此方法应用于实际算例并与Hardy Cross法的计算结果进行了对比.     

某采油厂注水管网水力仿真模拟

油田注水管网的水力计算分析对管网改造、扩建,校核管网各节点压力数值、管段流量分配情况、管道摩阻系数,进行能耗分析,确保管网系统正常运行具有重要的意义。根据某采油厂环枝状注水管网的特点,采用节点法原理,建立了环枝状管网水力计算模型,并提出了改进的边界条件处理方法,此模型具有较强适应性,能满足环状、枝状以及环枝状管网不同边界条件下的水力计算需求,且计算速度快。根据此模型编制水力计算仿真软件并应用于某采油厂注水管网,与现场实际数据对比后得出配水间压力计算平均误差为2.98%,注水站流量计算平均误差为3.32%,计算结果表明该模型能满足工程需要。     

内加强月牙肋三岔管水力特性数值模拟

本文对西龙池抽水蓄能电站的三岔管双向水流水力特性进行研究。选用定常不可压缩流动的N S方程和RNGk ε湍流模型,计算了3种分岔角的流动,得到了分岔角、肋宽比和分流比对岔管水头损失的影响。分析了不同工况下水头损失的形成机理。研究结果认为分岔角增大将使水头损失加大,内加强月牙肋使水头损失减小,水头损失与两岔管的分流比密切相关。所得结果与物理模型试验结果相互验证。     

基于InfoWorks ICM的南水北调输水隧洞建模研究

为了更好的服务运行管理,采用InfoWorks ICM软件构建北京市南水北调配套工程南干渠工程及东干渠工程输水隧洞水力模型。通过对隧洞数据的梳理、节点流量分配、糙率设置等,建立符合实际运行状态的隧洞水力模型。利用搭建好的模型,按照设计工况、运行工况分别进行模拟。设计工况下,模型计算水头线与设计水头线相差在1%以内;运行工况下,模型计算渗漏损失、水头线与实测渗漏损失、水头线相差3%;模型符合输水隧洞的实际运行状态,可为后续制定水量调度方案,提供科学、合理的依据。     

代数法在管网系统瞬态水力计算上的应用

管网水锤是复杂供水工程中常见的水力现象 ,具有极大危害性 ,为此必须采用合适的水锤计算方法分析和计算管网瞬态水力问题 ,以便制定相应的防护措施 ,确保系统运行安全。本文引入了一种解算管网系统瞬变问题较经济的瞬态水力计算方法———代数法 ,由于该法需事先存贮大量的控制标号以便索引数组的建立 ,而这些标号的确定又与管网稳态水力情况有关 ,介绍了与代数水锤法相适应的稳态水力计算方法———节点水头法     

供水管网试验模型的构建方法

建立供水管网的试验模型,便于研究实际供水管网中的水力、水质问题。根据管流的变态水力模拟相似理论,建立了供水管网原型和试验模型主要参数间的关系,提出了构建供水管网试验模型的具体方法和步骤,并对某一供水管网进行了变态水力模拟。模拟结果表明,模型和原型的管道流量、流速、单位水头损失及水头损失的相对误差及其平均值均小于或等于0.01,且关联度均大于0.90,属一级精确等级,方法可靠。     

用遗传算法求解给水管网系统优化改扩建模型

针对给水管网系统所面临的改扩建问题 ,建立了给水管网系统实用优化改扩建模型。采用遗传算法求解 ,一次性解决了求解管径标准化的难题 ,同时计算得到水源最优分配流量。在不影响水力模型计算精度的前提下 ,引入管网简化 ,对非改扩建区域的管网实现任意程度的简化 ,大大提高了计算速度 ,并用实例进行了验证     

供水管网水力模型不确定性解析法及应用

供水管网的水力模型被广泛应用于工程设计、管网水力水质分析、管网优化运行等领域。然而,管网模型的管道粗糙系数、节点需水量等运行参数常包含一定的误差,与管网实际运行状况不完全相符。因此,管网模型的输出结果,如节点水压、管道流量等与真实情况之间存在偏差,具有一定的不确定性。传统的管网模型不确定性分析方法计算量较大,难以满足实时模拟的需求。结合一阶二次矩法与管网雅克比矩阵的解析式,提出了管网模型不确定性的解析计算方法,并在实际管网中证实了该方法的有效性。结果表明该解析法可准确、快速地计算水力模型结果的协方差矩阵及置信区间,为决策者提供更为充分、可靠的信息。     

自动喷水灭火系统管网水力计算简化探讨

本文提出用《自动喷水灭火系统设计规范》（ＧＢＪ８４８５）规定的喷水强度和均匀度值，来控制自动喷水灭火系统管网配水干管和支管中的沿程水头损失，达到符合《规范》要求的简化管网水力计算方法。文中对两个方案的组合管径进行水力计算和对比分析，推荐配水支管“最佳组合管径”，供中危险级枝状管网自动喷水灭火系统使用。     

大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

针对大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数取值问题,以新疆小洼槽倒虹吸工程为例,结合工程实际选取合理的观测段,并依据多年实测资料,采用伯努利方程原理,初步确定倒虹吸管承插式接头局部水头损失系数。在此基础上,将倒虹吸全段水头损失（包含承插口接头局部水头损失）水力计算结果与上下游水位实测数据进行对比分析,验证该系数取值范围的准确性。最终建议大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数ζ取值范围为0．0035～0．005。