复杂热水供热网络水力工况的计算机模拟分析

运用图论理论与斯考德一恒斯雷试算迭代法提出了复杂热水供热网络电算数学模型,说明了在解算过程中如何进行独立回路的选择、水泵性能曲线的拟合、热压值的计算和管道阻力特征数的计算等问题,对某供热网络系统的五种水力工况进行了计算并分析了各热用户的流量及压力在各工况下的变化规律。     

空调水系统中环路阻力分布及分析

本文在管网水力计算模型的基础上，建立回路优化的数学模型，可以对管网进行优化调节，以使所有用户的水流量达到设计流量。根据一个商业建筑空调实例，分析了空调水系统中的环路阻力分布状况。结果表明，对应建筑不同使用功能的空调系统分区，其水系统各支路之间设计压力损失相差较大。为了实施有效合理的初调节，有必要进行管网的模拟初调节，掌握所有水系统用户的初始水量分配，且能找出管网中真正的最不利环路。     

复杂热水供热网络水力工况的计算机模拟分析

运用图论理论与斯考德－情理斯雷试算迭代法提出了复杂热水供热网络电长数学模型,说明了在解算过程中如何进行独立回路的选择,水泵性能曲线的拟合,热压值的计算和管道阻力特征数的计算等问题,对某供热网络系统的五种水力工况进行了计算并分析了各热用户的流量及压力在各工况下的变化规律。     

图形化供热管网水力计算软件的开发

本文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环状管网通用的水力仿真计算软件,把图论这一现代数学工具引入供热管网水力计算中,利用基本回路法,基尔霍夫定律和伯努里方程,建立起枝状管网和环状管网通用的数学模型,利用图论的定义、表达式和若干重要结论,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,并对环状管网构造了计算流量的迭代格式,最终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。     

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。     

集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制

利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件，确定了系统水力工况调节控制值的新方法．对实际投入运行的供热系统在不同气候条件及不同用户特点条件下的运行控制策略进行了模拟分析，提出了系统的控制方案．设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，采用系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，实现系统的远程自动控制．     

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.     

太原市集中供热工程二次管网的调节

文章阐述了集中供热热力站二次管网调节的目的、原则、步骤、时间等，从而实现管网水力平衡，满足用户要求。     

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.     

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.     

大孔道内流体流动规律的物理模拟实验

 油藏大孔道内部形态结构既不同于多孔介质也不同于常见管道, 因此, 大孔道内流体流动规律也应不同于常规渗流及粗糙管流, 为方便表述, 本文定义流体通过大孔道的流动为“洞流”。为深入研究大孔道洞流规律, 以因次分析法为基础, 建立大孔道洞流规律物理模型的相似准数, 通过采用不同比例目数的砂粒, 制备了9 个大孔道洞流规律物理模型, 研究不同壁面突出度条件下大孔道的压降及流量关系。研究结果表明:随着流量的增加, 9 个不同突出度大孔道洞流物理模型的流体流动阻力压力梯度均随流量的增加而逐渐增大, 且突出度越大, 压力梯度的增幅越大;当流速增加到一定程度时, 大孔道洞流规律由线性流转变为非线性流;在相同横截面积及相同流动截面积条件下, 洞流的压降梯度小于渗流, 但大于粗糙管流。     

大产液量水平气井不同气举方式气液两相流研究

连续气举是产水量大的水平气井重要排采措施,针对现场正举和反举的特点,为揭示气田开发过程中反举条件下油管和正举条件下油套环空内的气液两相流流动规律,分别用水和空气在套管内径为127.3mm、油管外径为73mm的油套环空和内径为60mm的油管内进行了井筒气液两相管流模拟实验,对低压积液气井气举时井筒流动规律进行了研究分析,分析了井筒中气相和液相的体积流量、注气方式等因素对井筒压降和持液率的影响。实验结果表明,在相同气、液流量条件下,反举时的持液率比正举持液率小;不同气举方式下的井筒压降随注气量的增加呈不同的变化趋势,反举时的井筒压降比同工况下正举的压降大,对于产液量较大且有一定地层能量的气井,推荐采用反举方式进行气井排水采气。     

排水管道堵塞试验及影响因素分析

随着智慧城市信息集成化的发展应用,对排水管道内水位、流量等主要运行参数的实时监控与自动采集需求越来越强,利用参数采集系统对排水管道堵塞进行定位监测,基于水力相似原理,建立变态相似模型,按照原型长度比例缩小20倍建立试验装置,并针对排水管道试验模型重力流、压力流不同工况进行堵塞试验及堵塞影响因素研究,结果表明:在重力流中,堵塞前水位和堵塞强度呈正相关分布,堰上水头最低点出现在堵塞高度为管径的50%时,且过流损失均随着坡度的增加而增加;堵塞强度在0.5时,过流损失减少值最小;在压力流中,堵塞程度越大,堵塞点前后管道水位高度变化越大;在同一堵塞强度条件下,过流损失随着堵塞长度的增加而增加;随着坡度增加,过流损失增加差额减少;堵塞长度越大,坡度对过流损失的影响越小。试验研究分析了排水管道堵塞状况的变化规律,为排水堵塞故障识别提供了基本依据。     

弯管中的气液两相流水击现象

以 90°弯管为研究对象 ,对气液两相流水击压力波在弯管中的传播和衰减规律进行了实验研究 .实验弯管采用曲率半径与管径比R /d分别为 1.9,2 .5 ,3.2 ,3.8;含气率范围为 0～ 1.7% ;表观液速为 0 .2 3～ 1.6 4m/s .得出了弯管中内外两侧不同部位水击压力及其随含气率、流速变化的规律 .压力波在弯管中的传播与在直管中差异很大 ,弯管外侧压力明显大于内侧 ,在弯管出口与入口直管段处两侧压力相同 ,形成压力环 .压力环形状受含气率影响最大、表观液速次之、曲率半径影响最小 .经过弯管后水击压力有不同程度的衰减 .随着气含率的增加 ,压力衰减加快     

液力透平的数值计算与试验

设计了液力透平试验台,对一单级液力透平进行了试验,得到了外特性曲线.采用全流场和结构化网格技术对液力透平内部流动进行了数值计算.分析了液力透平在不同流量下的压力场和速度场,得到了内部流场的分布规律.应用速度三角形对液力透平叶轮和尾水管内部速度场随流量变化规律进行了研究.结果表明:离心泵反转可用作透平运行,并具有较高的效率;最高效率的数值计算与试验结果相对误差为4.85％;透平内部的压力从蜗壳进口经叶轮到尾水管逐渐减小,进出口压差随流量增加而逐渐增加;在透平叶片背面和工作面存在漩涡区域,漩涡位置和区域大小随流量而变化;在尾水管横截面上存在的圆周速度分量随流量而变化.     

垂直管不同黏度下油气水三相流压降规律研究

为研究垂直管不同粘度油气水三相流压降变化规律以及建立新的三相流压降预测计算方法,依托于中石油气举试验基地多相流试验室,对垂直上升管道中不同粘度油相下的油气水三相流动进行模拟。在固定油水比条件下,通过调整不同油相粘度、气液比、气液流量等参数进行油气水三相流试验,研究油相粘度对油气水三相管流压降变化影响规律。利用CFD软件参考试验工况模拟油气水三相流动,确定在不同粘度条件下气液两相分布情况,通过CFD软件模拟确定油水两相在充分混合后可视为单一非牛顿流体混合相。基于CFD模型结果,将三相流看作油水混合相与气相的两相流动,考虑粘度对摩阻系数的影响,根据非牛顿流体剪切特性建立了新的摩阻系数计算方法,基于M-B模型重新建立了新的压力计算方法。对比试验数据与计算结果,发现压降计算模型误差范围在15%内,满足工程实际需求,说明压降模型具有实用性。     

基于瞬变流和故障检测的管线泄漏监测试验分析

根据动态系统分布参数模型的故障检测与诊断技术思想,结合管道流动的水力瞬变模型与适用于时变非线性系统的故障检测滤波器——扩展卡尔曼滤波算法,探讨了海底管道泄漏监测与定位技术.增广的状态向量包含管段各点的压力、流量和泄漏尺寸,进出口压力和流量4个参数组合成系统输入和输出向量,以卡尔曼增益阵修正由特征线结合差分法求解瞬变流离散方程得到的状态预测值,从而利用"新息"得出更准确的状态估计.在泄漏发生伊始即探测出异常,并给出泄漏发生时刻.基于压力梯度线性的假设计算泄漏位置,对一段试验水管的进出口压力流量测量序列进行上述分析,得出了与实际相当吻合的结果,初步验证了方法的有效性.     

基于管段重要性的给水管网布局分析

针对给水管网模型中管段重要性判断的实际需求,利用算例,构造了树状管网、不同环数的环状管网、供水压力变化、连通管段直径变化以及多水源供水等情况下的各种给水管网布局,结合水力计算进行了分析,得出了有助于供水管网规划、设计和运行管理中与管段重要性相关的结论:树状管网从水源到每一需水节点仅存在一条输水路径,不存在连通性冗余和能力冗余;环状管网具有连通性冗余,但能力冗余取决于整体布局;环状管网基环数目依次增多时,存在连通管段的局部效应,即在所添加连通管道附近的管段重要性受到影响,但远离小环部分的管段重要性未受影响;随着供水压力的升高和水源的增多,成环部分各管段重要性下降,管网的能力冗余提高.     

粘弹性管路液流动态特性分析

本文着重介绍利用三要素和四要素模型分析粘弹性管路液流的动特性问题,推导出压力波传播速度的计算式,通过实验曲线求得实际传播速度的几种方法.并初步探讨应用电回路模型研究粘弹性管路液流动特性的可能性.     

FLUENT的浆液远距离输送数值模拟研究

矿井灌浆管路系统是一个相对封闭的空间,浆液在流动过程中对管道的压力分布情况却难以掌握。因此,首先建立了一种浆液管道流动的数值计算模型,对其进行网格划分、边界条件设定和数值模拟计算流程,并对所建立的模型进行数值计算,得到浆液在管道中的变化特性;其次,针对静压灌浆和动压灌浆2种不同的方式对管道造成的影响程度,利用ANSYS FLUENT12.1分别对这2种不同方式时的压力场进行模拟,对比静压与动压灌浆时的管道压力分布特点和分析浆液在管道中流动过程的压力损失等情况,该模型可以较好的预测静压灌浆和动压灌浆时的管路中的压力分布状态,有助于分析管路输送过程中不同管路位置的压力变化及分布规律,模拟结果显示利用动压进行灌浆作业,可以起到显著的增压效果;最后,通过对比数值模拟计算和工业现场试验监测得到的数据,分析得出两者数据基本吻合。对比结果分析表明:该数值模型建立合理,对矿井远距离灌浆工作具有一定的指导价值。