Модели и алгоритмы режимов работы сложных гидравлических сетей

• Автор: Логинов, Константин Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 137 с.

Введение

Глава I. Постановка задачи.

1.1. Основные закономерности установившегося течения жидкости

1.2. Математическая модель потокораспределсния.

1.3. Внешнее и внутреннее представление модели гидравлической сети. Глава 2. Расчет стационарного потокорасиределения в миогокольцевых гидравлических сетях.

2.1. Метод последовательных приближений

2.2. Решение системы уравнений 2.1 на каждом шаге итерации.

2.3. Алгоритм основного цикла решения задачи потокораспределсния.

2.4. Процедуры для учета регуляторов расхода, давления и обратных клапанов.

2.4.1. Вычисление сопротивлений обратных клапанов

2.4.2. Вычисление сопротивлений регуляторов расходов.

2.4.3. Вычисление сопротивлений регуляторов давления.
2.5. Формирование расчетной схемы на основе принципиальной схемы.
2.6. Методика расчета гидравлических сопротивлений участков расчетной схемы
2.6. 1. Расчет сопротивлений труб и арматуры.
2.6. 2. Расчет сопротивлений источников напора.
2.6. 3. Расчет гидравлическою сопротивлений потребителей.
Глава 3. Автоматическое эквивалентирование схем
3.1. Эквивалентирование при отключении отдельных участков
3.2. Эквивалентирование последовательно соединенных участков.
3.3. Эквивалентирование сетей, связанных с магистральным трубопроводом одной врезкой
3.4. Эквивалентирование при решении задачи наладки тепловых сетй. .
3.5. Эквивалентирование при совместной работе источников на общую теплосеть с несколькими точками подпитки.
Г лава 4. Расчет тепловых потерь и темперагуры теплоносителя.
4.1. Расчет темперагуры теплоносителя
4.2. Расчет тепловых потерь
4.2.1. Условные обозначения
4.2.2. Расчет тепловых потерь для участков трубопровода надземной прокладки
4.2.3. Расчет для участков трубопровода с прокладкой в помещениях и тоннелях.
4.2.4. Расчет для участков трубопровода подземной канальной прокладки
4.2.5. Расчет для участков трубопровода подземной бссканальной прокладки
4.2.6. Реализация в системе выбора поправочных коэффициентов и констант расчета.
4.3. Расчет тепловыделения в системах отопления.
4.4. Расчет тепловыделения в водоподо рева гелях ГВС.
Глава 5. Внутренняя модель принципиальной гидравлической схемы теплосети.
5.1. Структура объектов БД ПГСТ.
5.1.1. Абстрактный базовый класс
5.1.2. Виртуальные методы абстрактного базового класса
5.1.3. Классы и структуры данных, используемые методами абстрактного
базового класса.
5.1.4. Основные геометрические классы.
5.1.5. Классы гидравлических элементов.
5.2. Структу ра базы данных потребителей.
Глава 6. Моделирование и расчет гидравлических режимов нефтепроводов.
6.1. Математическая модель потокораспределения нефтепровода
6.2. Укрупненная расчетная схема нефтепровода.
6.3. Принципиальная технологическая схема нефтепровода
6.4. Внутренняя модель гидравлической схемы нефтепровода
6.5. Автоматическое эквивалентирование принципиальной
технологической схемы нефтепровода.
6.6. Поиск оптимальных режимов нефтепроводов.
Заключение
Литература


Расчет прерывается, когда невязки напоров в любом из контуров перестают превышать заданное значение. Для вычисления увязочного расхода ЛАс по данным о невязке напора У 5ДГ в контуре с М. М. Андрияшевым и В. Г.Лобачевым была предложена известная формула
Аналогичная формула, широко цитируемая в зарубежной литерату ре, была дана и Харди Кроссом . В этой же работе наряду с рассматриваемой здесь поконтурной увязкой напоров им был предложен и метод поузловой увязки расходов. Увязочные методы, получившие широкое распространение еще в условиях ручного счета, стали использоваться как основной метод первых расчетов потокораспределен и я на ЭВМ К 6, , , и др В числе первых были работы лаборатории теплофикации ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского по применению ЭВМ для анализа гидравлических режимов в сложных тепловых сетях , , . С появлением в гг. ЭВМ в ВТИ была начата работа по их применению для гидравлических расчетов тепловых сетей. В году были разработаны алгоритм и программа расчета многокольцевых гидравлических сетей. Программа была составлена для наиболее распространенных в го время ЭВМ Урал . Наряду с указанной программой, предусматривающей независимость расхода воды у абонентов от располагаемого напора в сети, в году была составлена также программа, учитывающая эту зависимость, имеющую место в реальных тепловых сетях. Начиная с года, применение ЭВМ для исследования гидравлических режимов тепловых сетей и решения, связанных с этим практических задач для тепловых сетей различных городов получило широкое развитие в ВТИ. Разработка теорий гидравлических цепей и ее применение для расчета гидравлических режимов тепловых сетей с номошыо современных ЭВМ развивается в Сибирском энергетическом институте СО АН СССР . Большая работа по разработке и совершенствованию программ расчета гидравлических расчетов тепловых сетей проводится в последние годы в институте ВНИПИэнергопром и Карагандинском политехническом институте . Программа расчета на ЭВМ должна быть универсальной, то есть одна и та же программа должна допускать возможность расчета закрытой или открытой тепловой сети любой конфигурации, в одно или двухлинейном изображении, регуляторами расхода у абонентов или без них. Программа должна допускать расчет сети с большим числом колец, участков, насосов, абонентов, соответствующим реальным сетям. Система подготовки исходных данных должна быть достаточно простой. В программе должен производиться контроль за правильной подготовкой и записью исходных данных. Расчет должен производиться с заданной степенью точности. Время счета должно быть невелико и должно измеряться минутами. Результаты расчета должны печататься в форме, удобной для их обработки и анализа, в частности, в виде пьезометрического графика. Как отмечалось выше, система нелинейных уравнений, определяющая потокораспределения в сети, решается методом итераций путем определения поправочных расходов ДАс для всех независимых контуров сети. Выяснилось, ч то определение поправочного расхода дХс по формуле 1, т. Лобачева Кросса, во многих случаях не обеспечивает сходимости процесса, особенно при неплоских схемах, когда один участок входит в 3 кольца и более, а так же когда процессе счета сопротивления некоторых участков, на которых установлены регуляторы расхода или давления, изменяются для поддержания заданных параметров, и появляется второй цикл итерации. Начали разрабатываться математические методы расчета и приемы их использования, которые с максимальной вероятностью обеспечивают в утих условиях сходимость итерационного процесса. Вначале предлагалось снижать коэффициент К в формуле 1 для уменьшения Хс , затем была предложена формула для определения поправочного контура расхода, использующая модификацию Л. Выханду метода ыотона Рафсона
лГ 1 Г,, 3
где ЛЛЛ невязка напора в очередном контуре С, номер итерации, Б гидравлическое сопротивление го участка, Х расход на том участке. С, Не действующий напор на контуре С. Но и применение модификации Л. Выханду метода Ньютона Рафсона не всегда обеспечивает сходимость вычислительного процесса.