大型复杂给水管网中阀门状态变化

应用瞬变流分析方法对大型给水管网中阀门状态变化影响分析是从理论上系统的建立在线管理与控制模型分析结构的重要组成部分。基于流体瞬变流动理论模型,对管网节点、水泵、阀门等边界条件的水力特性及模型方程的特征线解法进行了论述和分析。应用瞬变流分析方法分析实例管网的阀门状态变化对管网状态的影响,分析管网的实时响应。阀门状态变化分析有助于对管网状态的实时变化了解,是建立管网在线控制模型分析结构的基础。     

大型复杂给水管网中阀门状态变化影响分析

应用瞬变流分析方法对大型给水管网中阀门状态变化影响分析是从理论上系统地建立在线管理与控制模型分析结构的重要组成部分.基于流体瞬变流动理论模型,对管网节点、水泵、阀门等边界条件的水力特性及模型方程的特征线解法进行了论述和分析.应用瞬变流分析方法分析实例管网的阀门状态变化对管网状态的影响,分析管网的实时响应.阀门状态变化分析有助于对管网状态的实时变化了解,是建立管网在线控制模型分析结构的基础.     

给水管网优化设计的多目标遗传算法

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。     

信赖域法用于给水管网水力计算的研究

给水管网水力计算是进行管网优化设计和进行管网运行工况模拟的一个不可缺少的重要环节,该过程的计算结果和求解速度决定了管网优化设计和运行模拟的可靠性和实时性.为快速、准确实现管网水力计算,建立了给水管网水力计算模型,针对该模型的为求解非线性方程组实质,以及常规求解方法存在的缺陷,提出了管网水力计算的信赖域法,并着重对信赖域法数学模型和求解过程进行剖析,用MATLAB编程语言编写了管网水力计算的计算程序.最后以河南省清丰县一个复杂的给水管网实例进行验证,结果说明了信赖域法能有效地应用于给水管网水力计算.同时也为信赖域法在给水领域和其他工程领域的应用提供了借鉴.     

基于线性规划的给水管网系统动态有限元优化设计

给水管网系统优化设计是解决城市供水管道故障有效方法之一,通过将给水管网年折算费目标函数对管径的非线性函数作线性处理,从而建立了每一段管网的造价折算模型,并以表征给水管网特征的坐标参数作为约束条件,计算出线性规划最优解,且对管段能量方程作线性处理,在水力学动态平衡原理和有限元理论基础上,建立有限元分析模型.该计算模型实用简便,可为工程应用提供参考.     

关于给水管网可靠性分析方法的综述

由于给水管网本身比较复杂,而且受多种因素影响,给水管网可靠性分析方法发展较缓慢,目前还没有一种方法得到普遍的认可,并应用于实际工程设计中。从方法总体分类、考虑管网输水能力及考虑阀门配置等方面对已有的各种方法进行了归纳、总结,可供可靠性分析及设计、维修等参考。     

给水管网管段摩阻系数求解的反分析方法研究

给水管网仿真是城市供水系统管理的一个重点内容,给水管网管段摩阻系数的正确确定直接关系到给水管网仿真的准确性。将给水管网的水力模型与反问题分析方法相结合,建立管段摩阻系数反分析模型,给出其变尺度求解方法和计算步骤。结合室内给水管网实验平台在多种工况下的实测数据,按照反分析模型及其求解方法计算管段摩阻系数,再以求得的管段摩阻系数为基础,利用EPANET软件计算管网的节点水头与管段流量,与实测值进行对比分析。并利用实际城市给水管网对模型的准确性进行验证。     

应用蒙特卡罗地分析供水管网

首次将蒙特卡罗法应用于供水管网分析，建立了相应的随机游动模型，并对管网中常见元件－－－水塔（池）、供水泵、普通阀门、减压阀、逆止阀、增压泵给出了具体的计算处理方法。实例计算表明，采用蒙特卡罗法计算简便、灵活，所需计算机内存少，鱼对多少源的复杂管网进行了水力计算。     

供水管网气液两相流关阀水锤

为对管道内气液两相流时关阀水锤工况进行模拟研究,对给水管网内部气液两相同流的流态进行简化后采用自编C++语言水锤分析软件,以安徽省某县经开区给水工程树状管网为例,先建立末端关阀水锤的水锤计算模型,再对不同组合的末端关阀水锤进行模拟和分析计算.计算结果表明,气液两相流时,若给水管道产生末端关阀水锤,则水锤波会向临近的主干管及其他连接的支干管扩散.管网末端阀门全关的极端不利工况时,相较于不含气,含气率为10%的工况导致的末端关阀水锤振幅更大;含气率为10%的极端不利工况时,相较于部分关阀,管网末端阀门同时全关所产生的关阀水锤振幅更大,其关阀水锤的升压超过4.5倍的稳态压力,因此末端关阀水锤对给水工程危害极大.“无频动消锤控流控位阀+箱式双向调压塔+普通排气阀+恒速缓冲排气阀”的水锤防护措施对末端关阀水锤预防效果良好.     

多水源给水管网现状评价与节能优化研究

随着城市化进程的加快,城市供水管网的运行工况发生变化。对给水管网平面图数字化处理,建立管网拓扑模型。借助营业抄表用水量计算节点流量,对多水源给水管网进行水力分析,评价管网运行工况。提出有效的低投资的节能降耗措施,可提高给水管网的运行指标,改善低水压用水区域的供水状况。     

球型调节阀关阀水锤效应的试验研究与数值计算

针对工业生产中球型调节阀快速关闭时产生水锤的现象,采用试验方法和数值计算分析关阀速度对水锤冲击波形的影响.研究结果表明,随着阀门关闭,阀前压力先增加后降低,阀后压力先降低后增加,二者几乎同时达到峰值和谷值,并都伴有一定强度的随时间推移快速衰减的压力波动.关阀水锤效应对阀前管路的冲击更强,并且阀前正压力与阀后负压力会产生合力,对阀体结构造成更大的水锤冲击力.关阀时间从3 s增加到5 s,可降低水锤冲击力,同时会改变水锤冲击波形.基于经典水锤方程和特征线法,建立一套快速分析关阀瞬态性能和水锤冲击效应的数值计算方法.自主开发计算软件,数值结果与试验数据基本吻合,能够较好地预测关阀动态过程和管道水锤现象,为相关工程应用提供技术支撑.     

关于浑水管道阻力损失规律的试验研究

通过管道输水试验系统,对浑水管道输水系统水沙运动规律进行了深入细致的实验研究,并以实验为基础,运用泥沙运动力学和管道水力学原理,对浑水管道阻力损失规律进行了探讨,得出了浑水管道阻力损失计算经验公式,为今后管道输水灌溉技术在渠灌区的推广应用和有关水力计算提供了科学依据。     

轻小型喷灌机组能耗计算与评价方法

为客观评价轻小型喷灌机组的能量消耗,应用水力机械能效计算基本方法,根据喷灌机组构成特点与运行特性,推导出喷灌机组与水泵的能耗计算公式,确定喷灌机组能耗评价指标与方法.借鉴多孔出流管道水力计算方法,采用退步法进行输水管道水力计算,应用迭代法求解喷头的流量和压力,提出喷灌机组水力计算步骤与方法.实例分析表明计算与评价方法简单实用、计算方便,进行喷灌机组能耗分析与评价具有可比性、可操作性和可靠性强的特点,计算与评价结果符合喷灌机组工程实际.研究结果能够为水泵的合理选型、管路装置优化配置与设计及喷灌机组产品的开发提供理论依据,对于提高喷灌机组装置效率、降低运行能耗,具有重要的理论意义和实用价值.     

山丘区管道灌溉系统水泵高效区工况点设计计算研究

本文介绍了山丘区管道灌溉系统水泵高效区工况点的计算方法,经在75处管道灌溉工程中应用,证明该方法技术可靠,精度高,计算方便,易于掌握,可供计算山丘区管道灌溉工程水泵高效区工况点时参考.     

结合可靠度的自压树状管网管径优化研究

在自压输水系统中,管道投资占系统的比例较大,管径既是管道系统的一个基本技术参数,也是影响管道经济性的一个重要因素。【目的】合理地选取管径,节约工程投资、降低能耗、保证系统供水安全。【方法】以管网投资和运行管理费用最小为目标函数,管网节点水量可靠度指标、水压、流速等为约束条件,建立了自压树状管网管径优化模型,以新疆苏巴什河自压输水灌区为例进行分析,采用PSO算法与SAPSO算法优化求解模型。【结果】对比相同节点水量可靠度下的目标函数费用,SAPSO算法均低于PSO算法,其优化结果更好;对节点水量可靠度Ri=0.7下SAPSO算法的计算结果与最优解的相对偏差统计分析可知,小于10%的概率达到97%,其所建模型稳定,计算精度较高。【结论】考虑管网可靠性,所建模型能够较为系统地反映自压输水管网在全寿命周期的运行情况,运行结果的可靠性高;利用SAPSO算法优化求解模型,优化结果更为精确可靠,该方法能为类似工程的管网管径优化问题提供借鉴。     

地震载荷作用下泵房可靠度分析

由于水工结构的条件、工程的复杂性，尤其是对泵房、水闸等水工建筑物在地震载荷的作用下可靠性分析研究甚少。针对这一特点，按照结构可靠性理论，将求得的地震力，引入泵房的可靠性指标的计算中。通过实例对泵房的可靠性进行了分析验证。     

基于流固耦合计算的PCCP管爆管原因分析

以某供水工程发生的PCCP管爆管事故为例,在水锤计算和PCCP管结构动力学计算的基础上,对爆管原因进行了分析.提出该系统安装的单向调压塔可将最大停泵水锤压力限制在管道设计承压能力以下,水锤压力引起的PCCP管结构动力响应也在管道能够承受的范围内,而环境因素造成的管道腐蚀进而导致管道实际承压能力下降才是造成管道破裂的真正原因.因此,对于采用PCCP管的长距离供水系统来说,除了应采取合理的水锤防护措施外,还应根据管道的运行环境,设置合理的管道防腐措施.     

大型泵站机组选型的模糊决断

采用模糊数学中多目标模糊优化原理中的多因素综合模型决断的方法对大型泵站机组的选型者了优选,大型泵站机组的选型及泵的型式、结构、汽蚀性能、效率、价格、电机功率及进出水流道型式、断流方式等诸多因素,该文对多元因素进行了定量计算,用多因素综合模糊决断的方法救是最优选型方案。与传统的技术经济经较法相比,具有速度快,考虑全面且所选方案具有技术性能良好,经济指标合理的优点。     

特征线法分析考虑局部水头损失的三通管道的水击过程

基于特征线法建立了求解三通管道水击过程的数学模型,模型考虑了局部水头损失的影响,编制了三通管道水击过程的计算程序。在数值处理上,Darcy-Weisbach摩擦力项用二阶精度格式来近似,保证了流体在流动水击过程分析时的计算稳定性和精确度。应用该程序,分析模拟了各种阀门组合情况下的管网水击实例,对比了考虑局部水头损失和不...