枝状管网水力瞬变工况的试验与数值模拟

采用试验并结合特征线法(MOC)对带有一个分支管管网阀门关闭时产生的水锤压力及波动规律进行了研究,试验采用压力传感器监测水锤压力波动、角位移传感器测定阀门的关闭时间及关闭规律,结果表明:MOC方法能较好地预测管网阀门关闭产生的最大水锤压力值,管网监测点计算与试验值相对误差小于13%,但MOC方法计算所得压力波的衰减比较缓慢,而试验得到的压力波衰减很快,是由于在计算中使用的恒定流摩阻所致;在此基础上对5种阀门关闭方案产生的瞬变流动进行了数值计算,表明管路末端2个阀门同时关闭时管网中产生的水锤压力最大,在实际工程中应避免阀门同时关闭的操作;管网最大水锤压力随关阀时间的延长而减小,当阀门关闭时间一定时,采用曲线关闭规律产生的最大水锤压力比直线关闭规律产生的要小,而采用两阶段直线关闭规律产生的最大水锤压力压力小于线性关闭的,对于实际工况中的两阶段关闭应通过延长第一阶段关闭时间以减小最大水锤压力.

地形起伏条件下的枝状管网布局优化

针对过去在二维平面条件下研究树状管网优化布局难以贴近真实环境的情况,以管网长度最小为目标,采用最小生成树算法完成平面枝状结构布局,将管网布局结果置于模拟地形下,采用遗传算法,寻找具有连接关系的两点间的曲面最优路径,得到管网布局。为使结果进一步接近整体最优解,提出了考虑地形起伏的枝状结构布局优化模型,并给出了模拟算例分析,结果表明该方法能够有效布置管网结构,寻找管道最优路径,降低管道总长度。

天然气在复杂枝状管网系统内不稳定流动及其计算机模拟

应用系统分析方法,建立并求解了由干线模型、支线模型和联立模型组合成的复杂枝状管网系统的数学模型。干线模型和支线模型都是非线性偏微分方程组,在一定条件下可以线性化,然后用解析法求解联立模型是根据干线和支线的连接条件而建立起来的一个第一类Volterra型积分方程组。其解一般不具稳定性,为了获得稳定的解,采用了吉洪诺夫正则化求解法。以这些模型为基础编制的计算机模拟分析软件,刘四川气田局部管网进行了实际模拟分析,取得了满意的结果。

枝状管路压力与流量的调节

为了提高车辆和飞机加油以及油桶灌装量的速度,不少油库和野战机场采用了电动机泵或发动机泵与枝状管路联合工作的管路系统。针对这种枝状管路系统,特别是工作中其支管数频繁变化,分析了其压力、流量变化的规律及特点,提出了相应的调节控制方法,同时研制了具体的控制设备。

支管管径变化对枝状管网水锤压力的影响

随着节水管网技术的大力推广,管网水锤问题变得日益突出。为了探讨管网中支管管径变化对管网水锤压力的影响,采用Pipenet软件对带有一个分支管的枝状管网在支管球阀突然关闭(工况1)和直管球阀关闭(工况2)2种操作工况下的水锤压力波动进行了数值计算,支管型号分别取DN110、DN90、DN75、DN63和DN50共5种;并采用理论方法分析了2种工况下最大水锤压力的变化规律。结果表明:随着支管管径的减小,2种工况下各自阀门处产生的最大水锤压力和管网水锤压力均呈增大的趋势,相比之下支管管径减小对工况1时的影响更大。理论分析表明工况1时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是支管流速的增大;工况2时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是反射回的降压波逐渐减小。研究成果可以为管网设计提供参考。

供热枝状管网提升可靠性案例分析

提出在枝状热网干线之间增设链支的方式,将枝状热网改造为环状热网,以此提高热网可靠性水平。在对国内热网可靠性指标计算方法总结梳理的基础上,引入距离修正因子对可靠性贡献进行修正。对某枝状供热管网可靠性指标进行优化计算,通过对比分析,提出了增设链支的最优数量和位置,最终使该热网的可靠性指标提升了12.53%,达到了90%以上,极大地提高了其可靠性水平。

供热规划中环状管网和枝状管网的比较

本文介绍了国内外供热管网的发展现状以及技术经验的比较。在供热规划中,从水力计算与经济性分析等角度对枝状管网与环状管网进行了分析。为供热管网规划提供了理论依据。

枝状管的分布式单点流体网络模型与算法

针对枝状管在流体网络实时仿真中的建模与应用,建立了枝状管的分布式单点流体网络模型。将模型的运算集中于单个节点压力的迭代计算,基于枝状管的单输入特点设计了相应的节点压力迭代算法。以简单总管系统为例,验证了所述方法在流体网络实时仿真与模拟应用中的正确性和有效性。结果表明,采用该建模方法及迭代算法,节点压力的首次迭代计算结果产生的偏差小于5%,且整个迭代计算过程具有大范围的单调收敛性,具有很好的实时性并适合工程应用。

逐次逼近算法对枝状管网优化设计

提出了一种逐次逼近算法,以离散的管径作为决策变量,选定年折算费用作为优化目标函数,考虑水力约束条件,对枝状管网进行优化设计。理论分析和实例结果表明了这种算法的实用性。

热水供热枝状管网负荷承载力评估指标体系

随着人们对环境舒适度的要求越来越高,供热规模不断增长,对已有的管网的输配能力提出了更高的要求,负荷承载力的概念被引用到了热网的研究中。本文主要对枝状热水管网的负荷承载力评估问题进行了深入的研究,将承载力的概念引用到热网中进行定量研究中,分析了承载力概念的使用背景,定义了负荷承载力概念;利用层次分析的思想对承载力评估体系研究目标进行层级分解,建立评估指标体系;参照国家热力网相关标准、规范及北方地区热网运行实际目标值,协调经济性、技术性、节能性的要求确立评价标准值。

枝状管网与环状管网的技术经济评价

介绍了城市配气枝状和环状管网的特点,通过对枝状管网和环状管网的技术评价和经济评价,指出枝状管网相对于环状管网较为经济。提出了枝状管网与环状管网相结合的城市配气方案,即在城市配气中将主要干管或高中压管道设计为环状管网,次要管道及楼房街区内设计为枝状管网。这种方案既能保障配气管网的水力可靠性,安全平稳供气,又能节约管材投资,提高经济效益。

枝状管网布局优化中的3类问题

总结了枝状管网布局优化研究中普遍存在的3类问题,包括无向图枝状结构布置、枝状结构中心点的确定和有向图的枝状连接结构布置,分别论述了3类问题的数学模型和求解算法。指出无向图枝状管网布局优化和枝状结构中心点的确定,其求解算法比较稳定,是集输系统枝状结构布局普遍采用的方式,SI算法加入额外点,优化结果优于其他算法。有向图的枝状结构布局,由于问题的复制性,目前无较成熟和被广泛认可的求解方法,此问题的研究更能贴近实际,能达到更好的优化效果。

自动喷水灭火系统枝状管网压力损失分析探讨

在自动喷水灭火系统设计中,同样管路可以选择不同的铺设方式。不同管网铺设方式带来的管网压力损失及整体材料成本也不尽相同,计算分析了几种枝状管网立管与配水管之间的不同管网铺设方式的压力损失、流量分布以及材料的成本。

油田注水地面枝状管网水力计算分析

本文主要介绍油田注水地面枝状管网水力计算进行简单的分析,在节点矩阵方法的基础上,根据流体管路质量和能量平衡方程,建立数学模型,利用函数对模型进行线性处理,最后求解。根据计算结果可知,节点矩阵方法的计算速度较快、且准确性高,在程序的编制时相对简单,因此是一种可靠实用的计算方法。

枝状管网水力仿真计算软件的开发

通过对现有供热管网水力仿真计算模型的分析,开发了一个图形化的枝状管网和水力仿真计算软件,建立起枝状管网数学模型,完成了图形化供热管网水力计算图形的识别工作,导出管网流量分配的矩阵方程式,确定了求解数学模型的算法,大大减少了计算的工作量,提高了计算精度。

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。

枝状管网水力计算程序的设计及应用

给出枝状管网优化计算程序中采用的主要计算公式，介绍了该程序模型建立和管网电算的主要思路，并提供了程序符号，框图及输入输出的个数、数据等。

可及性分析法在枝状管网基础流量确定中的应用

提出了基础流量的概念并将其作为判断系统正常运行的重要影响因素,同时采用可及性分析法对枝状管网基础流量进行确定并应用于实际工程,研究结果表明,可及性分析法可应用于枝状管网基础流量的确定.

FORTRAN77在低压枝状管网水力计算中的应用

按照《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)中高压、次高压、中压和低压的水力计算公式,运用FORTRAN77语言,进行了编写程序。此程序可用于城市配气管网的水力计算,运行结果快捷准确,相比手动计算减少了大量数据的处理过程。还可以了解各个节点压力及节点间的压损,通过最远节点的压力判断出是否满足燃气灶具的进气压力要求。以实际工程为背景,详细的介绍了枝状管网的水利计算。