空调系统管网调节的灵敏度研究

从空调系统管网流量调节与控制目的出发,研究了流量对调节作用的灵敏度数学模型,简化了灵敏度计算方法,分析了灵敏度矩阵在空调系统管网定量研究中的作用和意义。     

采用关联模型的离心压缩机喘振工况数值研究

为了研究管网系统特性对离心式压缩机喘振的影响,建立了包含温度项的关联模型,将管网效应耦合到压缩机出口的边界条件中,实现了压缩机系统从稳定工况到喘振工况的数值模拟。对一离心压缩机流道和无叶扩压器流场进行了非定常数值模拟,结合关联模型得到喘振时压缩机出口处压力及质量流量脉动随时间的变化情况,分析了管网容量、管网出口流量等管网参数对压缩机系统喘振的影响。模拟结果显示:所建模型能捕捉到喘振工况下压缩机出口的参数变化特征;随着管网容量的增大或管网出口质量流量的减小,压缩机出口流量、总压波动幅值增大,工况向喘振振荡特性转变;管网容量对失速频率影响较大,而管网出口流量的变化对压缩机的失速频率影响较小。该研究对进一步分析压缩机管网系统相互影响和喘振预测具有参考价值。     

城市燃气管网模拟实验系统开发

自主设计和开发了燃气管网模拟实验系统,可准确模拟燃气管网水利工况,模拟用户负荷变化对管网水力工况的影响,模拟燃气分配管道测定计算流量,理解计算流量与途泄流量、输转流量之间的关系。模拟最不利点的事故工况分析燃气管网水力可靠性,并采取措施提高燃气管网的水力可靠性。该实验系统可进行燃气输配课程的实验教学以及相关科研实验。     

城市供水管抗震功能可靠性分析

考虑节点流量随节点水压的动态变化,构建地震导致渗漏的供水管网水力模型,基于EPANET计算管网节点实际流量和水压,在此基础上结合一次二阶矩方法,得到震后低压供水时管网系统的功能可靠性指标.结合实例分析预测震后管网供水能力,并进行了震后低压供水时管网功能可靠性分析,研究结果可为城市供水管网抗震防灾管理提供借鉴.     

稳态流体管网的灵敏度

引入微分灵敏度和大变化灵敏度的数学原理,导出了它们在稳态流体网络中的计算公式和求解方法,从而在流体网络中当某些分支参数产生微小变化或任意变化时,能分别利用微分灵敏度和大变化灵敏度来反映这些参数变化对网络响应的影响．通过对加热管网算例的比较分析,证明了流体网络中某些参数任意改变后,采用大变化灵敏度分析方法,可以获得网络响应的准确解,网络中m个分支参数的较大变化会引起n个分支流量的变化,将它们对整个网络的影响分开考虑,易于区分开网络系统的故障区域和流量的正常波动区域,有利于评估流体管网的实际特性,实现在线模拟和故障诊断等。     

供水管网远程监测系统研究

以供水管网监测系统为研究对象,设计了一套基于数传电台的管网参数远程无线测控系统。系统应用先进的PLC控制技术来实现对供水系统的流量、压力参数可实时采集、显示、存储、报警,保障了供水系统的安全、可靠运行。     

供热空调管网大变化灵敏度计算模型及应用

在稳态流体管网灵敏度基础上,通过构造一个实值函数获得一种形式的管网节点压力方程,在该方程的系数矩阵中引入动力源的压头性能曲线,最后推导出包含动力源压头变化时管网大变化灵敏度的计算公式和求解方法.通过算例对比分析,验证了所导出的大变化灵敏度计算模型的正确性和算法的有效性.当系统组件的阻抗产生波动之后,系统输出的压头将随着动力源特性曲线上工况点的移动而发生变化.表明考虑动力源压头特性曲线之后使得管网大变化灵敏度的计算更符合实际.该模型在管网系统故障诊断、管网在线模拟以及管网的实际运行特性评估等方面具有较大的应用潜力.     

太原市城南供暖系统超负荷运行水力分析

以太原市城南供热系统为研究对象,对其供热管网进行了水力计算,计算得出供热管网在初、末寒期运行时的最佳流量为5000t/h,在严寒期运行时的最佳流量为6200t/h,并针对目前的超负荷运行提出了相应的改进措施。     

基于动态水力平衡的集中供热系统二次管网节能优化调节方法研究

针对二次管网各支路之间相互耦合、流量难以精确控制、输配系统各设备的动态调节容易造成水力失衡的情况,利用电网图论原理建立二次管网多元非线性水力工况模型,并利用实测数据建立二次管网输配系统能耗模型,以输配系统能耗最小为目标,以各支路动态水力平衡为主要约束条件,建立基于遗传算法的二次管网输配系统节能优化调节模型,用于在线优化二次管网输配系统各设备的运行参数。利用某高校集中供热系统二次管网进行建模和仿真。研究结果表明:动态调节方法相对变压差变流量调节方式可使输配系统运行能耗进一步降低约12.27%,为多执行机构二次管网水力平衡的动态优化调节提供参考。     

震后给水管网服务性能的模糊评价方法

基于震后城市给水管网水力分析模型和给水管网系统服务性能准则,引入模糊数学的理论与方法,以管网节点水压和流量为评判指标,建立了震后给水管网系统服务性能的二级模糊综合评判模型.根据水压和流量的服务性能等级划分构造了单因素指标的梯形隶属函数,通过加权平均型评判模型和最大隶属度原则对管网进行综合评定,实现了地震对给水管网服务性能影响的量化评价.对一给水管网的综合评价分析结果表明,该方法可较为全面、客观地评价震后管网服务性能的优劣水平,具有一定的实用价值.     

树状管网和环状管网水力计算研究

对中外学者提出的相关公式对管段流量、管道直径、管网水头损失进行详细分析,旨在为管网水力计算的方法及灌溉管网设计的研究取得更大进展。节水灌溉管网水力计算是发展节水农业的重要途径,在工程资金投入有限的情况下,进行管网系统的优化设计、寻求能满足水量和水压要求,且能使整个系统的造价最低或年费用最小、系统可靠性最高的设计方案,对节约投资、降低能耗、提高经济效益和社会效益有着重要的现实意义。以节水灌溉管网为研究对象,在总结国内外管网研究技术成果的基础上,采取理论研究和实例分析相结合的方法 ,对节水灌溉管网水力计算和水头损失计算方法进行了系统的研究。     

节水灌溉管网水力计算算法

对中外学者提出的相关公式对管段流量、管道直径、管网水头损失进行详细分析,旨在为管网水力计算的方法及灌溉管网设计的研究取得更大进展。节水灌溉管网水力计算是发展节水农业的重要途径,在工程资金投入有限的情况下,进行管网系统的优化设计、寻求能满足水量和水压要求,且能使整个系统的造价最低或年费用最小、系统可靠性最高的设计方案,对节约投资、降低能耗、提高经济效益和社会效益有着重要的现实意义。本文以节水灌溉管网为研究对象,在总结国内外管网研究技术成果的基础上,采取理论研究和实例分析相结合的方法,对节水灌溉管网水力计算和水头损失计算方法进行了系统的研究。     

载人航天器通风系统水力工况模拟及系统优化

载人航天器通风系统设计的关键是降低能耗和保证系统的可靠性.在进行系统初步设计的基础上,建立了基于回路法的管网水力计算模型,根据编制的FORTRAN语言程序,对设计方案的实际运行工况进行了模拟,结果显示部分管段的实际流量与设计流量偏差较大,因此需要进行管网优化.采用惩罚函数法建立了回路优化的数学模型,可以对管网进行优化调节.系统经过优化以后,各管段的实际流量与设计流量偏差大大减小,风机压头较设计值减小了近20%,能够达到优化要求.     

园区供热管网泄漏工况建模及分析

为提高供热系统的安全性及故障诊断系统的准确性,依据图论理论对某园区供热管网泄漏工况进行水力特性建模,并通过管网能量平衡方程求解不同工况下的用户室内温度.分析了不同泄漏工况对供热管网水力工况和热力工况的影响.研究结果表明:供热管网中任意点发生泄漏故障均会对系统水力特性产生影响,并且泄漏点距离循环水泵越近对供热系统管段流量影响越大;供热管网水力特性的变化将会对热力特性产生耦合影响.本研究可为供热管网泄漏事故预判及故障诊断等提供参考依据.     

基于GSM/GPRS的城域化管网泄漏监测与定位系统

针对城市供水管网的地下破裂和泄漏,设计了基于GSM/GPRS通信的远程泄漏监测与定位系统.由管网监测终端实时采集管网流量、流速、流向和压力,通过GPRS网络实现远程数据传输;系统基于GIS技术构建,针对供水管网突发性的爆管和地下泄漏特点,综合运用了负压波和流量检测法进行泄漏模式识别与漏点定位,可及时、准确的发现和定位泄漏点.该系统运用GPRS网络实现了低成本、高效率的城域化、网络化的管网泄漏检测,为城市供水管网的应急抢险提供了一个良好的平台,在实际使用中取得良好的效果.     

城市给水系统优化调度中的管网分区方法

分析了现状管网敷设和在改扩建中所导致的管网结构不合理性，阐述了管网分区在管网调度中的必要性，并对其概念进行了说明；提出了以营网供水分界线、节点压力、节点压力变化的灵敏度分析为基础的管网分区的方法，为管网系统的区域化管理和优化调度提供基础。     

重整炉受热集合管网的流量分配

对于催化重整装置大型化过程中造成的管内偏流问题,采用偏流因子和最大流量负偏差概念作为衡量辐射炉管流量分配均匀性的定量判据,考察了管网结构、均匀受热与非均匀受热对集合管网流量分配的影响,得到了集合管网流量分配数据。结果表明,开发的适用于不同炉管布置的受热集合管网流量分配软件,其计算结果易收敛、计算精度较高,能够反映集合管网内部流量分配情况。     

闭式管网系统平衡调节策略

对于空调系统而言,多采用闭式枝状管网,管网阻抗平衡调节是空调系统调试的关键,也是保证各支路流量均衡实现均匀送风的前提,通过测试各支路的压力和流量绘出压力沿程分布图,找到最不利环路,将其阻抗值作为各支路平衡值,其余支路根据阀门的流量特性通过调节其开度实现最终的平衡调节;对于城市燃气、供热、给水系统,大都采用环状管网,此时的管网平衡调节的任务是实现各回路的压力平衡,环状管网相对于枝状管网而言存在一定的复杂性,本文拟采用图论的思想,运用主成分分析的理论对传统的Hardy—cross法进行改进,提高了管网平差的效率。     

考虑旁通回路的空调冷冻水系统变压差控制静态稳定性分析

由于中央空调冷冻水系统末端负荷分布和管网结构是影响其控制稳定性和可靠性的关键因素,以异程布置冷冻水系统为研究对象,在充分考虑旁通回路调节特性的基础上,建立了管网水力特性精确数学模型,研究了旁通回路压差设定值对管网水力特性和能耗特性的影响,以及管网末端设备流量同步变化和非同步变化等多运行工况下的水力特性,着重分析了压差反馈信号监测点对变压差控制系统的静态稳定性及其调节品质的影响.研究表明,合理调整控制目标值以及旁通调节阀压差设定值是实现节能、稳定运行的关键.     

城市燃气管网的瞬态模拟研究

城市燃气管网节点的压力、流量和温度等参数直接影响整个输配系统的运行。结合燃气管网实际运行工况,建立了包含能量方程在内的城市燃气管网不稳定流数学模型,采用隐式中心有限差分法对方程组线性化,应用Newton-Rapshan法迭代求解,在此基础上采用VC++6.0编制了燃气管网动态仿真软件。对某管网进行计算,得到该管网各节点压力、流量的变化趋势以及各管段压力沿程的变化趋势。通过和国外相关软件的计算结果比较,计算偏差在2%左右。