Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Гомес Чирино, Серхио

Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды
<
Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Гомес Чирино, Серхио. Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды : Дис. ... канд. технические науки : 05.23.04.-

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Развитие методов гидравлического и технико-экономического расчета систем подачи и распределения воды 9

1.1.Основные зависимости, определяющие взаимодействие элементов систем подачи и распределения воды 9

1.2. Этапы развития методов гидравлического расчета кольцевых сетей 14

1.3.Современные методы гидравлического расчета СПРВ при использовании ЭВМ. Основные направления их совершенствования 22

1.4.Методы технико-экономического расчета СПРВ при использовании ЭВМ и основные направления их развития 26

Глава 2. Гидравлический расчет систем подачи и распределения воды увязкой сети по узлам 33

2.1.Постановка задачи 33

2.2.Структурная и расчетная схемы СПРВ

2.3. Алгоритм формирования уравнений совместной работы сети, регулирующих емкостей, насосных станций и станций регулирования 37

2.4.Алгоритм решения системы линейных уравнений 61

2.5.Уравнение итерационным процессом решения системы исходных уравнений 67

Глава 3. Технико-экономический расчет систем подачи и распределения воды методом фиктивных расходов с увязкой сети по узлам 75

3.1. Постановка задачи 75

3.2. Расчетная схема СЇЇРВ при определении фиктивных расходов увязкой по узлам 81

3.3. Элементы схемы СПРВ и их расчетные модели 82

3.4. Алгоритм формирования и решения системы уравнений при определении фиктивных расходов увязкой сети по узлам 89

3.5. Управление итерационным процессом решения системы исходных уравнений, определяющих величины фиктивных расходов 90

3.6. Переход от оптимальных диаметров труб к стандартным и использование имеющихся линий 91

3.7. Учет многорежимности работы СПРВ Ю4

Глава 4. Использование результатов гидравлического и технико-экономического расчета СПРВ при их вариантном проектировании 106

4.1. Постановка задачи... 106

4.2. Структурная и расчетная схемы СПРВ IQQ

4.3. Стадии проведения расчетов и критерии оптимальности сопоставляемых вариантов 109

Выводы 112

Список литературы 114

Введение к работе

В решениях ХХУІ съезда ІШСС и последующих пленумов Центрального Комитета большое внимание уделено задачам ускорения научно-технического прогресса, повышения эффективности работы и рационального использования материальных и энергетических ресурсов. Эти задачи находятся также в центре внимания Центрального Комитета Коммунистической партии и Правительства Кубы.

Применительно к системам водного хозяйства проблема повышения эффективности работы и рационального использования ресурсов в первую очередь должна решаться при проектировании, строительстве и эксплуатации систем подачи и распределения воды.

Строительство этих систем требует больших капитальных вложений и сопряжено со значительньми затратагли материальных ресурсов, в первую очередь труб. Затраты на строительство водоводов и водопроводных сетей, а также насосных станций и регулирующих емкостей составляют основную часть затрат на строительство систем водоснабжения в целом.

При эксплуатации систем водоснабжения основную часть затрат составляют, в большинстве случаев, затраты по оплате электроэнергии, расходуемой на подачу воды. Поэтому при проектировании систем водоснаб?кения необходимо не только свести к возможному минимуму затраты на строительство водоводов и магистралей, но и обеспечить их последующую эффективную эксплуатацию при возможно меньших затратах электроэнергии.

_ 5 -

Для выбора оптимальных вариантов строительства новых и реконструкции существующих систем подачи и распределения воды, при которых обеспечивается их надежная работа при минимальных приведенных затратах, необходимо проведение сложных и весьма трудоемких гидравлических расчетов. Выполнение этих расчетов в том объеме, который необходим для объективной оценки сопоставляемых вариантов и выбора на этой основе оптимального решения, без применения современной вычислительной техники практически невозможно. Однако успехи в развитии современной вычислительной техники не могут сшли по себе решить задачи, связанные с выбором оптимальных проектных решений в любой отрасли строительства, в частности, и при строительстве систем подачи и распределения воды. Необходимо совершенствование и самих методов гидравлического и технико-экономического расчета с тем,чтобы оказалось возможным эффективно использовать современную вычислительную технику. Поэтому дальнейшее совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета систем подачи и распределения воды является необходимым условием снижения стоимости их строительства, экономии металла, расходуемого на прокладку водоводов и водопроводных сетей, и снижения затрат электроэнергии на подачу воды.

Целью настоящей работы является совершенствоание методов гидравлического и технико-экономического расчета систем подачи и распределения воды, основанных на увязке сетей по узлам.

В настоящее время как в СССР и на Кубе, так и в других странах нет метода гидравлического расчета систем подачи и распределения воды увязкой сети по узлам, позволяющего эффективно учитывать действие станций регулирования.

- б -

Метод фиктивных расходов, обеспечивающий возможность выбора оптимальных диаметров водоводов и линий водопроводных сетей, применительно к увязке сети по узлам, не разрабатывался, хотя при выполнении расчетов по этому методу увязка сети имеет ряд преимуществ по сравнению с увязкой по контурам.

При разработке метода фиктивных расходов увязкой сети по узлам была поставлена задача отработки методики "округления" оптимальных диаметров до стандартных и учета при проектировании существующих водоводов и магистралей.

Научная новизна диссертационной работы определяется тем,что впервые разработан метод гидравлического расчета систем подачи и распределения воды увязкой сети по узлам решением системы уравнений, включающих уравнения, учитывающие действие станций регулирования, используемых для обеспечения заданных условий работы систем подачп и распределения воды.

Этот метод развит и распространен на решение системы уравнений, определяющих оптимальные диаметры водоводов и линий водопроводных сетей. Показано,что при расчете сетей на пропуск фиктивных расходов метод увязки сети по узлам имеет существенные преимущества по сравнению с методом увязки по контурам.

Метод гидравлического и технико-экономического расчета с увязкой сети по узлам использован для "округления" оптимальных диаметров труб до стандартных и для обеспечения рационального использования существующих линий реконструируемых систем подачи и распределения воды.

Практическая ценность.Метод гидравлического и технико-экономического расчета увязкой сети по узлам использован при разработке комплекса пробных программ. Опыт проведения расчетов по этим программам на ЭВМ серии ЕС показал эффективность разработанного метода.

Внедрение результатов диссертационных исследований.Комплекс пробных программ выполнения гидравлических и технико-экономических расчетов систем подачи и распределения воды принят в опытную эксплуатацию институтом ВНИПИ НЕФТЬ и с использованием этого комплекса ведется проектирование систем водоснабжения объектов нефтеперерабатывающей промышленности.

Основное содержание диссертации изложено в четырех опубликованных статьях и в одной статье, принятой для депонирования журналом "Водоснабжение и санитарная техника".

На защиту выносится:

новый метод гидравлического расчета систем подачи и распределения воды увязкой сети по узлам, предусматривающий решение системы уравнений, включающей уравнения, учитывающие действие станций регулирования, обеспечивающих заданный режим работы систем подачи и распределения воды;

новый метод технико-экономического расчета разветвленных и кольцевых сетей, предусматривающий увязку по узлам распределения по линиям сети фиктивных расходов, учитывающих роль каждой линии в работе системы в целом.

ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИН

\^1 - пьезометрический напор в узле і сети. Qi - отбор (подача) воды в узле і .

йік - расход воды по линии і К сети. [цк - потеря напора на линии "ІК " С^к - гидравлическое сопротивление линии " і к " g'J-j- - напор, развиваемый или гасимый станцией регулирования.

р*] - количество узлов сети. дНі - поправочный напор узла " і ". д5Нік - поправочный напор станции регулирования.

СЦі - коэффициент матрицы линейной системы уравнений. /\Ql - невязка расходов в узле " I ". Нт- - требуемый напор в диктующей точке. | - длительность работы системы при рассматриваемом режиме.

р - площадь зеркала воды в резервуаре, t - количество станций регулирования. X - фиктивный расход. ~) -экономический фактор. 2,і і - длина линии " ij ". 71к - срок окупаемости, в годах. Р - сумма аммортизационных отчислений и отчислений на текущий ремонт.

6" - стоимость I кВт.ч электроэнергии. У - коэффициент неравномерности затрат энергии, п - коэффициент полезного действия насосного агрегата. Л - оптимальный диаметр труб. Д.- стандартный (сортаментний) диаметр труб.

Этапы развития методов гидравлического расчета кольцевых сетей

До двадцатых-тридцатых годов системы подачи и распределения воды были сравнительно просты и проведение их гидравлического расчета вручную в том объеме, который необходим для выбора проектных решений, не вызывал существенных затруднений [1,2

Проблема гидравлического расчета СПЕВ возникла при переходе от простейших разветвленных сетей к кольцевым.

Первоначально гидравлический расчет кольцевых водопроводных сетей производился в табличной форме методом "проб и ошибок" - внесением пробных контурных поправочных расходов, величины которых,необходимые для уравнивания потерь напора по полуконтурам, назначались интуитивно. При проведении гидравлического расчета не учитывались условия совместной работы насосных станций, водоводов, водопроводной сети и регулирующих емкостей.

Такой метод расчета не отвечал требованиям обоснованного выбора проектных решений при проектировании строительства новых и коренной реконструкции существующих систем водоснабжения крупных городов и промышленных предприятий. Поэтому в тридцатых годах были разработаны итеративные методы гидравлического расчета кольцевых сетей, позволявшие проводить хотя бы в ограниченном объеме необходимые гидравлические расчеты. Наибольшее практическое использование получили методы гидравлического расчета СПРВ,разработанные В.Г.Лобачевым в СССР [3]и Г.Кроссом в США [4] . Расчёты сетей по методу В.Г.Лобачева и по методу Г.Кросса производились в табличной форме, использовалась стандартная процедура корректировки расходов по всем контурам. При расчете сети этими методами необходимо решить систему нелинейных уравнений, соответствующих I и П законам Кирхгофа. При линеаризации нелинейной системы получаются системы линейных уравнений вида: (1.8) К-{,2,...,ІГ где: ДП.К- алгебраическая сумма потерь напора на участках контура к ; АКІ -элемент матрицы коэффициентов линейной системы; AQK - поправки к заданным начальным расходам по линиям О» ; W - число независимых контуров сети. где: Sp_ - гидравлическое сопротивление участка I ,входящего в контур К ; Qp - расход воды на участке . где К, і - номера независимых контуров. При приближенном методе Лобачева-Кросса система уравнений (1.8) заменяется уравнениями вида: составляемых для каждого контура К отдельно.

Поправка расхода в каждом контуре производилась независимо от поправок по другим контурам, т.е. решалась не система уравнений, а каждое из уравнений в отдельности - учитывались только диагональные коэффициенты уравнений системы (1.8).Величина поправочного расхода на каждом шаге итеративного процесса в этом случае определяется формулой:

Вычислительный процесс заканчивался при уменьшении величины "невязок" во всех кольцах сети до допускаемой величины.

В связи с трудоемкостью гидравлических расчетов колндешх сетей в этот период были начаты работы по их моделированию15,6 7,8,19] . Использовались как гидравлические, так и электродинамические модели, воспроизводящие зависимости, определяющие потокораспределение в кольцевых сетях. Элементы моделей соединялись в системы,воспроизводящие конфигурацию и взаимодействие элементов водопроводных систем. Гидравлические сопротивления линий водопроводной сети воспроизводились на гидромодели местными гидравлическими сопротивлениями, например, диафрагмами с отверстиями малого диаметра в тонкой стенке. Величины потерь напора определялись по измерениям напоров в узлах модели.

В электрических устройствах использовалась аналогия между зависимостью падения напряжения от силы тока и потерь напора от расхода воды.

Простейшая электромодель для гидравлического расчета кольцевых сетей при нелинейной зависимости потерь напора от расхо да была предложена Кемпом и Хазеном в 1934 г. [5].

В этой модели омическое сопротивление электромодели изменялось вручную в соответствии с изменением силы тока,чем достигалась квадратичная зависимость между падением напряжения и силой тока.

Проверка эффективности использования такой модели для расчёта кольцевых сетей была проведена сотрудниками ВШИ ВОДГЕО /Б.Н.Зимин, Н.И.Семенов и Т.В.Ивановский / в 1936 г. [9] Проверка показала,что затраты времени на измерение силы тока и регулировку сопротивления в соответствии с ее изменением не меньше затрат времени на выполнение расчета по методу В.Г.Лобачева или М.М.Андрияшева.В связи с этим Б.Н.Зимин, Н.И.Семенов и Т.В.Ивановский предложили применить автоматически регулируемые сопротивления.

В качестве работающей модели такого сопротивления они применили магнито-электрический амперметр, в котором токосъемником являлся чашечный ртутный контакт,что исключало возможность ее непосредственного практического использования.

В 1948-50 г.г. во ВНИИ ВОДГЕО для электромодели многокольцевой водопроводной сети была применена конструкция автоматического сопротивления [9] .В этот же период в США была разработана автоматическая электромодель с использованием электроламп с вольфрамовой нитью накаливания, в которой падение напряжения было пропорционально силе тока в степени 1,85,что соответствует формуле Вильмса-Хазена для определения потерь напора в трубах, применявшейся для гидравлического расчета водопроводных сетей.

Алгоритм формирования уравнений совместной работы сети, регулирующих емкостей, насосных станций и станций регулирования

В общем случае любая система подачи и распределения воды может быть представлена как конечный связный граф, который состоит из конечного числа вершин ( узлов), связанных между собой ребрами ( участками).

При проведении на ЭВМ гидравлических расчетов, учитывающих совместную работу сети, водоводов, регулирующих емкостей, насосных станций, дросселей, фиксированных и нефиксированных отборов воды и станций регулирования, в структурную схему системы включаются дополнительные линии, используемые для "внешней увязки" системы, т.е. для учета взаимодействия сети, насосных станций, регулирующих емкостей, нефиксированных отборов воды, а также станций регулирования, обеспечивающих поддержание в диктующих расчетных точках ( узлах) системы требуемых напоров.

Эти линии соединяют с базисным узлом, лежащим в плоскости сравнения ( на отметке "О"), узлы сети, в которые вода поступает от насосных станций, резервуаров и башен или через которые производятся нефиксированные отборы воды.

Так как базисный узел имеет заданную отметку пьезометра (ноль), то напор в этом узле в число неизвестных напоров не входит и никаких поправок к нему в процессе расчета не вносится.

При определении поступлений воды в сеть и нефиксированных отборов из сети напор в этом узле принимается равным нулю.

В общем случае система нумерации узлов и линий, определяющая взаимосвязь между элементами СПРВ, может быть произвольной.

При разработке ВНИИ ВОДГЕО алгоритмов и программ гидравлического и технико-экономического расчета СПРВ принята упорядоченная нумерация узлов и линий структурной схемы сети: узлам сети, начиная с базисного ( узел I) придаются номера в порядке натурального ряда чисел, линиям дерева сети придаются меньшие номера ограничивающих их узлов, независимые линии нумеруются отдельно и для них указываются номера граничных узлов. В местах разветвлений указываются нарушения в нумерации узлов.

Использование упорядоченной нумерации узлов и линий сети позволяет представлять в компактном виде как исходные данные, так и результаты расчетов и облегчает контроль правильности подготовки исходных данных.

Следует отметить, что эта система нумерации, удобная для подготовки исходных данных и представления результатов расчетов, неудобна при выполнении расчетов ЭВМ. Поэтому при переходе к выполнению ЭВМ расчетов указанная выше "внешняя" система заменяется на "внутреннюю", выгодную при выполнении расчётов ЭВМ.

Система программирования для выполнения гидравлического и технико-экономического расчетов СПРВ, разработанная автором диссертации, допускает произвольную нумерацию узлов сети числами от I до 6000. Линии сети инденгифицируются номерами граничных узлов. Поэтому если при упорядоченной по системе ВНИИ ВОДГЕО нумерации номера узлов не превосходят 6000, то она может непосредственно использоваться как "внешняя". При подготовке к выполнению расчетов на ЭВМ она автоматически заменяется на "внутреннюю", при которой сокращается как объем хранимой ЭВМ информации, так и количество вычислительных операций ( см. раздел 2.6).

При проведении гидравлического расчета СПРВ ( так же как и технико-экономического расчета методом фиктивных расходов) методом увязки по узлам определяются величины напоров в узлах, при которых обеспечивается баланс расходов в узлах- местах соединений линий сети.

Если задаться некоторыми предполагаемыми величинами Н ні поров в узлах ( индекс 0 - "нулевое приближение") и при заданных гидравлических характеристиках линий, соединяющих узлы, определить расходы воды q ( или фиктивные расходы Х ) в линиях, то в общем случае баланса расходов воды в узлах не будет: в узлах, напоры в которых заданы с превышением, отток будет превышать приток; в узлах, напоры в которых заданы с недостатком, приток превысит отток. Напоры в процессе решения системы уравнений должны быть изменены так,чтобы в каждом узле приток оказался равным оттоку или, если в этом узле производится отбор воды ( или фиктивного расхода), отличался от него на величину заданного отбора.

Рассмотрим структуру уравнений, определяющих изменения пьезометрических напоров в узлах ( сокращенно:"напоров"), требуемые для выполнения первого закона Кирхгофа. Выделим из сети узел і (см.рис. I) и примыкающие к нему линии, ограниченные узлами j =1,2....К. Напор в узле I обозначим Н( , в узле К - Нк » потери напора в линии, соединяющей узел і с узлом К - h K и перепад давлений на ус тановленном на этой линии регулирующем дросселе -6" Н к При этих обозначениях потеря напора в линии і к оказывается равной:

Как указано в разделе І.І, при использовании ЭВМ для выполнения гидравлических расчетов СПРВ, зависимость потерь напора от расхода следует аппроксимировать формулами вида:

При степенной зависимости потерь напора h. от расхода воды Q (А =0 и B-S,T.e. K = S C I расход CLK по этой линии составит:

Условие баланса расходов воды в узле і в общем виде может быть записано следующим образом: (Ні, Нк, 6 НІК) зависимость между расходом воды на участке і К , напорами в граничных узлах і и К и изменением напора 5 Нік »вызываемого действием станции регулирования, установленной на этом участке

Расчетная схема СЇЇРВ при определении фиктивных расходов увязкой по узлам

При технико-экономическом расчете СПРВ методом фиктивных расходов используется та же расчетная схема, по которой выполнен ( или будет выполняться) гидравлический расчет рассматриваемой системы на данной стадии ее развития.

На схеме указываются как существующие линии, диаметры труб которых рассматриваются как заданные, так и вновь прокладываемые линии, диаметры которых должны быть приняты в соответствии с результатами технико-экономического расчета.

Подача фиктивных расходов производится в те узлы расчетной схемы, в которые вода поступала от водоисточников, в качестве мест отбора фиктивных расходов указываются узлы - концевые точки схода воды в кольцах и концевые узлы тупиковых линий.

Нефиксированные отборы воды, а также найденные в результате гидравлического расчета поступления воды из сети в регулирующие емкости ( резервуары или башни ), на схеме могут не указываться, но должны учитываться как фиксированные отборы для определения расходов воды по линиям сети.

Расчет сети на пропуск фиктивных расходов имеет ряд особенностей, отличающих его от гидравлического расчета сети.

I. При гидравлическом расчете подача воды от каждого из источников определяется с учетом параметров устройств, используемых для подачи воды. При подаче воды непосредственно из резервуара она определяется в зависимости от уровня воды в резервуаре ( с учетом его изменения в результате срабатывания или пополнения). Если вода подается насосом, то при определении поступающего расхода учитывается характеристика насоса. В результате взаимодействия сети, насосов и регулирующих емкостей в общем случае поступление воды от каждого источника оказывается отличающимся от предполагаемого.

При технико-экономическом расчете подача каждого из источников являетя заданной, однако, если вода поступает от резервуара, отметка воды в котором задана, узел в который поступает фиктивный расход, должен рассматриваться как диктующая точка, из которого должен производиться такой сброс фиктивного расхода ( или такое добавочное поступление фиктивного расхода), при котором расчетный напор в этом узле соответствует отметке уровня воды в резервуаре. Если подача воды производится насосом,, то этого сброса не производится и расчетом определяется напор насоса, соответствующий оптимальным диаметрам труб при заданном потокораспределении расходов воды по линиям сети.

Оптимальные диаметры находятся с учетом величин фиктивных расходов, определяемых при этом расчете.

Для выбора таких диаметров труб, при которых обеспечи вается поддержание требуемого напора во всех узлах - местах водоотбора, а не только в узлах - концевых точках схода, в тех промежуточных узлах, которые являются диктующими, должен производиться сброс фиктивных расходов. В результате этих сбросов величины фиктивных расходов в линиях, соединяющих узлы- диктующие точки с узлами - концевыми точками схода, оказываются меньшими. Это приводит к возрастанию потерь напора в них, поскольку они находятся в обратном зависимости от фиктивных расходов.

В процессе гидравлического расчета направление движения воды в линиях сети может изменяться. Направление же фиктивных расходов должно оставаться неизменным и соответствовать направлению движения воды при том потокораспределении, для которого определяются оптимальные диаметры труб.

Потери напора h находятся в обратной зависимости от _т фиктивного расхода X ( показатель степени в формуле h = S pX всегда отрицателен). Поэтому при внесении в процессе расчета поправок к значениям X в результате которых они оказываются близкими к нулю, патери напора резко возрастают.

Для снижения затрат энергии на подачу воды в узлах -концевых точках схода должны поддерживаться оптимальные величины напоров при соблюдении условия, что ни в одном из них свободный напор не может быть ниже требуемого.

При расчете сети с учетом только одного заданного режима ее работы минимальным затратам энергии на подачу воды соответствует условие: расчетный напор в каждом узле- концевой точке схода должен быть равен требуемому. Поэтому узлы - концевые точки схода должны рассматриваться как резервуары с постоянным уровнем, отметка которого соответствует требуемому в данном узле. Поскольку к узлам-концевым точкам схода по всем линиям вода подтекает и направление фиктивных расходов должно совпадать с направлением подачи воды, то резервуар в этих случаях всегда работает как сброс - поступления воды из него в сеть происходить не может.

К промежуточным узлам - диктующим точкам вода по некоторым линиям подтекает, а по некоторым оттекает. В соответствии с этим фиктивные расходы по одной части линий будут подтекать к этому узлу, а по другой - оттекать. В этих условиях при включении в расчетную схему резервуаров с постоянным уровнем, обеспечивающих поддержание в этих узлах заданного напора, может происходить не только сброс фиктивных расходов в резервуары, но и поступление воды из них в сеть,что противоречит исходным предпосылкам метода фиктивных расходов. Поэтому в процессе расчета должно контролироваться направление сбросных- расходов в узлах-диктующих точках.

Следует отметить, что до проведения расчета можно лишь предполагать,является или нет тот или иной узел сети промежуточной диктующей точкой.

Стадии проведения расчетов и критерии оптимальности сопоставляемых вариантов

При проведении гидравлических и технико-экономических расчётов увязкой сети по узлам следует, в основном, сохранить порядок проведения расчетов, рекомендованный "Пособием по проектированию систем подачи и распределения воды".

Как предусмотрено этим "Пособием", на этапе I проведения расчетов подачу воды от каждого источника следует рассматривать как заданную.

Применительно к этим заданным поступлениям воды от источников следует наметить распределение расходов воды по линиям сети ( в соответствии с заданными отборами воды в узлах).

После этого следует или наметить ( с использованием таблицы предельных расходов ) диаметры линий сети и при этих диаметрах провести гидравлический расчет, или для намеченного потокораспределения провести расчет сети на пропуск фиктивных расходов и определить первоначально оптимальные, а затем округленные ( стандартные ) диаметры труб.

Если предварительно были намечены диаметры труб и произведен гидравлический расчет сети, то в соответствии с его результатами следует принять предварительное потокораспре-деление по линиям сети и также провести расчет сети на пропус фиктивных расходов, и определить диаметры труб.

В обоих случаях после округления до стандартных диаметров труб всех линий сети производится гидравлический расчет сети, определяется распределение расходов воды по линиям сети и напоры в узлах - местах поступлений воды, при которых обеспечиваются требуемые напоры в сети.

На этапе П. в соответствии с рекомендациями Пособия, проводятся гидравлические расчеты системы подачи и распределения воды при выбранных диаметрах труб, принятых характеристиках насосного оборудования и параметрах регулирующих емкостей ( высотаое расположение, площадь зеркала воды) для каждого расчетного режима водопотребления.

На этом этапе уточняются параметры станций регулирования. Для уточнения параметров станций регулирования при проведении расчетов указываются;, предполагаемые диктующие (контро лируемые) точки - узлы сети, в которых должны обеспечиваться заданные величины свободных напоров. В задании на проведение расчета первой указывается та контролируемая точка, которая рассматривается как наиболее вероятная диктующая. Если расчетом будет определено,что при обеспечении требуемого напора в этой точке напоры в других контролируемых точках оказываются недопустимыми, то из них выбирается новая контролируемая точка, и расчет повторяется.

Этап Ш. Как указано в Пособии, расчеты, выполняемые на этом этапе, являются поверочньми и проводятся для выявления режима работы системы при различных отклонениях от обычных условий ( пропуск пожарных расходов, аварийные повреждения тех или иных элементов системы и т.п.):

Если при проведении расчетов П и Ш серии будет установлено,что диаметры труб, выбранные при проведении расчетов серии I, по тем или иньм условиям должны быть скорректированы, то после их корректировки расчеты П и Ш серий должны быть повторены.

Для сравнительной оценки различных вариантов должны быть определены приведенные стоимости по каждому из них. При проведении сравнительной оценки,кроме стоимостных показателей, должны учитываться показатели надежности работы системы, а также возможности завершения в требуемые сроки строительства тех или иных элементов, необходимых для обеспечения требуемых расходов воды. «Включение уравнений, учитывающих действие станций регулирования общую систему уравнений, определяющих условия совместной работы всех элементов систем подачи и распределения воды, исключает необходимость использования двух (внешнего и внутреннего) циклов итеративного процесса при расчете сети методом увязки по узлам. Это приводит к существенному снижению затрат машинного времени при проведении расчетов на ЭВМ.

2.Для обеспечения быстрой сходимости итерационного процесса обычную процедуру увязки сети по узлам необходимо дополнить процедурой, предусматривающей одновременную корректировку параметров станций регулирования и расходов воды в узлах, ограничивающих линии, на которых расположены станции регулирования.

З.Для решения системы линейных уравнений, определяющих в первом приближении условия совместной работы сети, насосных станций, регулирующих емкостей и станций регулирования, следует использовать новый алгоритм, предусматривающий выделение в отдельную группу уравнений, определяющих изменение напоров в узлах.

Похожие диссертации на Совершенствование методов гидравлического и технико-экономического расчета системы подачи и распределения воды