城市多水源供水系统一级优化调度模型及求解

针对南京市多水源复杂供水系统,建立了以运行费用为目标函数的一级优化调度模型,并采用遗传算法对其进行求解.优化调度结果表明:各泵站供水量、供水压力及A,B测压点的压力在满足用户供水要求的情况下得到了优化,调速泵站的调速作用得到了充分发挥,各泵站供水量得到了重新分配,供水压力及管网测压点的压力随之发生了变化,优化后的压力普遍变小且随时间变化较优化前平稳;为多水源供水系统一级优化调度提供了可行方法,并为泵站二级调度创造了条件.     

基于遗传算法的供水系统一级优化调度研究

根据多水源多水塔供水系统的网络特性，以测压点压力宏观模型、水源供水量和水头之间的关系模型，替代管网水力平衡方程，并以泵站的供水压力、水塔初始水头为决策变量，建立了供水系统一级优化调度模型．采用罚函数法将各种约束转化为目标函数，然后利用乘除法将多目标优化转化为单目标优化问题，最后利用遗传算法求解．针对遗传算法容易早熟等不足，将遗传算法和模拟退火技术相结合，并采用自适应交叉和变异率的解决方法．算例计算表明，该算法具有较强的适用性．     

考虑流量变化过程的泵站输水系统优化方法

在考虑了泵站流量变化过程的基础上，建立了泵站加压输水管道系统优化设计的线性规划模型。在保证各阶段供水流量和压力条件下，可确定各供水阶段所需扬程和各输水管段尺寸的最优值，使系统年费用最低。计算结果可为泵站加压输水系统的设计与运行提供科学依据。     

斜流式泵喷水推进器内部流动不稳定性分析

为了揭示斜流式泵喷水推进器的内部流动规律,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIM-PLE算法,对不同工况下斜流式泵喷水推进器进行了数值模拟,分析了泵内部流动与其不稳定性之间的关系及叶轮叶片表面的压力分布规律.结果表明：扬程系数ψ与Q/Qbep曲线在流量为0.65Qbep～0.67Qbep工况下出现了正斜率（Q为工况点流量,Qbep为最佳设计工况点流量）,主要原因是导叶进口轮毂处的回流撞击叶轮出口流动,使其产生流动分离,最终形成旋涡,导致内部流动不稳定,从而使压力上升;在流量为0.65Qbep和0.85Qbep工况下,导叶内均出现回流,回流区域及回流速度随流量减小而增大.模拟分析说明斜流式泵喷水推进器在小流量工况下运行具有不稳定性.     

基于模糊聚类理论的城市供水管网ANFIS系统设计

利用自适应神经模糊推理系统（ANFIS）较强的结构性知识表达能力、容错能力以及自动提取模糊规则的学习能力，依据城市供水管网的特点，建立了一种基于模糊聚类理论的管网宏观模型，即城市供水管网ANFIS模型．该模型以管网测压点及出厂流量各负荷值的峰值、低谷和一般作为类别模式进行减法聚类，利用Matlab工具箱genfis2函数产生的模糊推理系统进行状态模拟．实际仿真结果表明，该方法建模及求解简单、迅速，误差小，是研究城市管网宏观模型的又一有效方法．     

基于集成LSTM的泵站供水流量智能预测方法

城市二次加压供水泵站的供水流量预测是实现清水池补水、蓄水的依据,也是保证居民用水安全的前提.针对泵站供水流量受线性、非线性和时变等多种因素影响,导致传统模型的预测效果较差的问题,提出了一种基于长短时记忆网络与整合移动平均自回归模型相结合（LSTM ARIMA）的方法,建立泵站供水流量集成预测模型.首先将获取到的供水流量数据按照时间日期进行打标签及预处理;然后将处理后的数据分别放入LSTM模型和ARIMA模型中进行训练与测试,通过统计分析2个模型的历史预测准确次数来确定它们各自的基本权重,并在预测过程中自适应修正权重;最后,基于对应权重将2个模型集成,得到最终的供水流量预测结果.某供水泵站的现场数据验证表明：本文方法所得结果与其他2种方法所得的预测结果在均方根误差（RMSE）上分别降低了51.24%和66.52%,在平均绝对误差（MAE）上分别降低了49.84%和67.02%,验证了模型的有效性.     

严重段塞流压力波动特性试验

为了考察上升管中严重段塞流的变化规律,在强烈段塞流模拟试验装置上利用压力传感器对严重段塞流进行了测试.通过对单个液塞经过管道上某一测压点时的压力信号的理论分析,给出了压力波动曲线上的特征点与液塞相对于测压点位置之间的对应关系,并得到了利用单压力信号求得液塞运动速度、液塞长度和循环周期等特征参数的方法.研究结果表明,在进口气液相流量恒定的流动中,严重段塞流具有严格的周期性,它的液塞速度、液塞长度和循环周期等参数随时间变化而波动的幅度很小.     

严重段塞流压力波动特性试验

为了考察上升管中严重段塞流的变化规律,在强烈段塞流模拟试验装置上利用压力传感器对严重段塞流进行了测试.通过对单个液塞经过管道上某一测压点时的压力信号的理论分析,给出了压力波动曲线上的特征点与液塞相对于测压点位置之间的对应关系,并得到了利用单压力信号求得液塞运动速度、液塞长度和循环周期等特征参数的方法.研究结果表明,在进口气液相流量恒定的流动中,严重段塞流具有严格的周期性,它的液塞速度、液塞长度和循环周期等参数随时间变化而波动的幅度很小.     

核主泵环形压水室的内部流动稳态特性

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,以清水为介质,对AP1000核主泵模型进行数值模拟,研究了不同流量下环形压水室内部流动稳态特性.结果表明,环形压水室水力损失随流量变化而变化,环形压水室内水力损失与流量成非线性关系.环形压水室环形流域内流量沿主流方向逐渐增加,但在出口扩散管随工况不同其流量变化规律不同.在设计流量和1.2倍设计流量工况下,环形压水室环形流域各截面的流体几乎全部流入出口扩散管.在0.6、0.8、1.4倍设计流量工况下,环形流域内的流体一部分流入出口扩散管,剩余流体仍在环形流域内流动.随着流量的增大,环形压水室内动能整体上呈现出先减小后增大的变化规律.不同工况下,右侧隔舌附近漩涡形态、数量等的变化导致环形压水室内部流场发生变化,进而影响了环形压水室内流量的变化规律.     

超临界直流锅炉蒸发受热面动态过程特性

建立了两相受热管动态特性基本方程,在此基础上,进行二次建模,得到了能够直接求解的方程形式．求解过程中,在管段出口压力、出口流量及超临界压力下水与蒸气相变点的确定等问题上提出了新的处理方法．应用所建模型,对６００ ＭＷ 超临界直流锅炉水冷壁在３ 种典型工况下的动态特性进行了计算,得到了该直流锅炉在各种扰动下的响应曲线,分析了直流锅炉在不同工况下响应曲线的差异,并进一步讨论了水冷壁对各种扰动的敏感性．所得结果对进一步研究直流锅炉全工况动态仿真具有一定的参考意义．     

新一代螺旋轴流式多相泵的外特性试验研究及数值模拟(英文)

以中国石油大学(北京)自主研发的新一代螺旋轴流式多相泵为研究对象,在不同工况下对其进行外特性试验研究.实验表明新一代螺旋轴流式多相泵能够输送很大范围的单相或多相流体.并且测定了转速、进口含气率、吸入压力等主要操作参数对多相泵性能的影响.通过实验发现多相泵的性能随着转数和进口吸入压力的提高得到明显改善,增压有所提高,高效区变宽,最优工况对应的流量增大.当含气率升高时,多相泵内两相流体产生速度滑移,泵内流型发生转变,导致多相泵振动、性能不稳定,多相泵的增压能力降低.另外多相泵入口处的均混器能够改善多相泵入口来流的条件,扩大多相泵的操作范围,对多相泵的性能影响很大.为了更好地了解多相泵内流场情况,建立了多相泵CFD数学模型.运用Fluent6.2进行数值模拟.通过求解雷诺时均N-S方程,并应用标准k-ε湍流模型来模拟泵内流动特性.首先用收敛的模拟结果与实验结果进行对比,将模型进一步修正,然后进行其他工况下的模拟.修正后的模型以及本文模拟的结果很好的反映了多相泵内流体流动的特点,同时利用该模型还可以进行各种工况下的性能预测以及多相泵的叶片翼型的优化.为今后新泵的设计提供了一种经济实用的方法.     

无隔水管海底泵举升系统井底压力计算与分析

在无隔水管海底泵举升系统(riserless mud recovery system, RMR)钻井中,当钻井泵停止工作时,可能会发生U型管效应,而U型管效应的发生势必会导致井底压力处于不平衡状,发生溢流的概率将大大增加。为了能够在U型管效应发生期间,对井底压力进行控制,保持井眼稳定,通过建立RMR系统在停泵工况下的U型管效应环空返速数学模型,对RMR系统在该期间的环空返速和井底压力变化进行了模拟,分析了在恒定井底压力下海底泵入口压力和海底泵出口流量的变化规律。结果表明：海底泵入口流量越小,可调区间越大;钻井泵停泵前流量越大,维持井底压力恒定下的时间越短,钻井泵停泵前27、32、37、42 L/s时流量可调的截止时间分别为21、19、18、16 min。形成了适用于RMR系统在该期间进行井底压力控制的流量调节方法,为实际作业时的井控方法和操作提供了理论指导。     

高压560kW水泵机组应用变频调速装置节能案例分析

通过调节带动水泵运行的电动机转速,从而改变水泵机组流量和扬程实现节能,已成为水厂供水节能的技术新亮点。变频调速能够根据管网对服务水压的要求随时调节供电频率,从而实现水泵的变速调节。在郑州市自来水总公司柿园水厂供水生产过程中,通过合理配置的变频调速设备与其他工频水泵科学的开停运行方案相结合,取得了明显的节能效果。     

热力学法水泵效率测试仪的开发

热力学法水泵效率测试仪是根据热力学方法测量离心泵效率的原理设计的,通过测量离心泵的进、出口温差和压差,可测量出水泵的效率、扬程、流量,从而对水泵的工作状态和性能进行科学的诊断。     

大型斜轴伸泵站近零扬程流场仿真

为了分析零扬程工况水泵的内部流态、流动损失、非定常特性以及在此工况下机组运行的可行性,利用计算流体动力学技术对太浦河泵站原型机组近零扬程工况进行了定常和非定常流动特性仿真计算。通过实测验证,近零扬程工况下机组运行是稳定的。仿真计算结果与实验结果基本一致,说明所采用的定常、非定常流场理论的计算方法和水压力脉动理论的分析方法是正确的。详细分析大型泵站在近零扬程工况下的运行情况有助于更全面地把握大型泵站的运行性能及稳定运行区域。     

长距离多级泵站引水工程全系统流量调节

为了保证大型长距离多级泵站引水工程运行中全系统的流量平衡,建立了全系统的仿真模型。根据泵站所处位置不同提出两种新的系统流量调节方法。通过调节转桨泵转轮桨叶角度改变泵的流量特性,使取水泵站流量达到系统调度要求,使中间泵站保持其前池水位不变,以此来实现系统的流量自动调节平衡。仿真结果表明:采用这种调节方法可以实现全系统的流量自动平衡,但是在流量调节中需要考虑明渠的大时滞性的影响,以达到全系统流量调节的优化。     

自来水二级供水系统改造

分析了自来水二级供水系统存在的问题和急需改造的环节,介绍了针对这些改造环节的系统电路设计及实施。本系统以单片机为核心,通过传感器对供水系统的各个部分进行检测和监控,单片机根据采样数据进行分析判断,发出执行机构的控制信号或报警信号。液晶显示器可以实时显示蓄水库的进水情况、水塔水位、水泵的工作情况,使供水系统安全自动地运行。