Диссертация (1141496), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Это позволяет перейти от бесконечного к конечному СТГ и дает возможность провести моделирование, выполняя задачианализа и синтеза гидравлической системы. Этот переход возможен на основеструктурной декомпозиции и энергетического эквивалентирования, обеспечиваетадекватность гидравлических процессов в модели и реальных сетях.
В результатечего получаем новую модель полноразмерной гидравлической системы (МПГС),содержащую реальные связи трубопроводов и множество фиктивных линий, эквивалентирующих мегасистему (рисунок 1.3) в форме транспортной системы(рисунок 1.3, а) или абонентской подсистемы (АП), (рисунки 1.3, б, в).В результате решения вариационной задачи, основанной на вариационныхпринципах (наименьшего действия или виртуальных скоростей) для общего (рисунок 1.3, а) или частных (рисунки 1.3, б, в) случаев, может быть получена модель возмущенного состояния для установившегося потокораспределения с изотермическим течением вязкой жидкости.В частном случае (РЗ + АП, рисунок 1.3, б), который реализуется в прикладных задачах, получаем:На рис.
1.3, б количество фактических участков в составе РЗ обозначенокак n1, а количество фиктивных участков в АП как как n2, соединенных с энергоузлами РЗ и присоединенных к ЭУ; е – сумма энергоузлов МПГС с фиксированным узловым потенциалом; г - число независимых контуров МПГС; р - числонезависимых цепей (р = е - 1); т - множество узлов МПГС с нефиксируемым узловым потенциалом; si - коэффициент гидравлического сопротивления участка i.20Рисунок 1.3.
Примеры полноразмерных гидравлических система – ПГС в форме транспортной мегасистемы; б, в – частный случай ПГС сабонентской подсистемой; π,η,э – энергоузлы; r,f – реальный и фиктивный элемент сети; π– насосная станция, πr - насосная станция в расчетной зоне; πа –насосная станция мегасистемы; R – резервуарный узел; χ - нейтральный узел; η стокКомпьютерная программа HYDROGRAPH, разработанная в ВГАСУ предназначена для решения проблем анализа и синтеза систем СПРВ.Механизм энергетического эквивалентирования (ЭЭ) мегасистемы с заменой её на микросеть. Адекватный переход от ПГС к МПГС регламентируетсяусловиями ЭЭ, являющимися по своей сути условиями «свертывания» мегасистемы в составе ПГС и присоединения ее гидравлического эквивалента к энергоузлам РЗ.
В итоге получаем модель полноразмерной гидравлической системы,соизмеримую по числу структурных элементов с расчетной зоной, но имеющуюна границах определенные формы ГУ I и II рода, невосприимчивые к любымвозмущениям в РЗ (в случае СПРВ - геодезические напоры) [65,66].21На основе функционала энергии, выражающего наименьшее действие,может быть получено решение задачи энергетического эквивалентирования, такчто любое множественное или качественное преобразование должно иметьначальный функционал, адекватно отраженный в составе МПГС.Правомерность выбранного направления эквивалентирования подтверждается решением ряда прикладных задач гидромеханики сетей. Приведение переменного характера путевой нагрузки к постоянной (эквивалентной) на основеКЭ и сопоставление с известными решениями подтверждает характер влиянияотношения Qтр/Qп на этот результат.Приведение множества насосов, работающих параллельно или последовательно, к одному питателю с использованием частных условий эквивалентирования, соответствует известным принципам построения совместных рабочих характеристик для центробежных насосов.
Однако частные условия МЭ позволяютразработать универсальный аналитический метод построения суммарных характеристик центробежных насосов, насосных станций с учетом геодезическихуровней их размещения. Это дает возможность приведения множества источников мегасистем к единому эквивалентному источнику [15]. Приведение характеристик двух центробежных насосов к единому, эквивалентному в рамках отдельной НС, на основе частных условий ЭЭ, вытекающих из (5), иллюстрируется нарисунке 1.4.Рисунок 1. 4. График зависимость Н(q) для реальных и эквивалентных насосов221- насос Д-200/95: Н1 = а1 12 + 1 1 = −0,005812 + 11312- насос Д-630/95:Н2 = а2 22 + 2 2 + 2 = −0,0027122 + 0,7972 + 33,68;3- эквивалентный насос: Нэ = аэ (1 + 2 )2 + э (1 + 2 ) + сэМногоступенчатое эквивалентирование разноэтажных потребителей (жилых и общественных зданий) в составе мегасистемы позволяет привести множество потребителей к единому эквиваленту (рисунок 1.5), учитывая при этомустановку насосов подкачки в высотных зданиях.
Данный подход может лежатьв основе моделирования процессов перетока воды из зданий с пониженной этажностью в здания с повышенной этажностью с подкачивающими насосами.Рисунок 1.5. Эквивалентирование разноэтажных потребителейСвертывания реальной мегасистемы в гидравлический эквивалент, какчастное условие КЭ, МЭ, КМЭ, позволяет в конечном итоге привести СПРВ к еемодели, которая исследуется в процессе анализа возмущенного состояния.1.4.
Системы водоснабжения без водонапорных башен и напорныхрезервуаровНаиболее распространенная система водоснабжения с водонапорной башней имеет ряд недостатков: относительно высокую стоимость, сложность установки и обслуживания [63]. В зимнее время, когда потребление воды уменьшается, из-за отказа автоматики часто происходит переполнение бака и замерзаниеводы в стволе башни, что приводит к разрушению конструкции и её падению.Кроме того при периодическом наполнении и опорожнении смачиваетсябольшая внутренняя поверхность накопительной емкости, а баки водонапорных23башен в большинстве своем изготавливаются из черного металла.
Это вызываетинтенсивную коррозию и попадание соединений железа в воду. Кроме того, стоячая вода способствует развитию различных микроорганизмов.Современные технологии позволяют заменить использование водонапорных башен системой автоматического регулирования давления в гидравлическойсистеме за счет частотного преобразователя и датчиков давления [64].Резервуары чистой воды (РЧВ) сооружают около насосных станций второго подъема [92]. Они используются не только для хранения запасов воды, но идля регулирования режимов работы водозаборных сооружений и насосных станций.Для хранения противопожарного или аварийного запаса воды иногда используют отдельные запасные резервуары.
Обычно эти запасы хранятся вместе срегулирующими объёмами воды. Это позволяет избежать ухудшения качестваводы во время ее хранения [1].Расположение резервуаров и их количество (но не менее двух) определяются при проектировании, в зависимости от схемы водоснабжения и местныхусловий.Объёмрезервуаровчистойводы(РЧВ)дляхозяйственно-противопожарного водоснабжения определяется как:рез = рег + пож + с.н , м3 ,(1.10)где рег – регулирующий объем; с.н – обьем воды на собственные нужды водопровода (промывку фильтров, приготовление растворов реагентов и т.д.), пож –неприкосновенный запас воды для тушения пожара.Регулирующий объём резервуара Wрег определяется по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам работы насосных станций первого и второго подъёма, поступления воды в резервуар и подачи её в сеть.При совпадении графиков поступления и отбора воды из резервуара, регулирующий запас воды рассчитывают по формуле:рег = (0,5 … 1,0).
н ,(1.11)24где Qн – подача воды насосами второго подъёма.При отсутствии совмещенных графиков регулирующий объём резервуаровопределяется по формуле:Кчрег = сут.мах . [1 − Кн + (Кч −К К −11) ( н ) ч ],Кч(1.12)где Qсут.мах –максимальный суточный расход воды; Кн – отношение максимального к среднему часовому расходу в сутки наибольшего потребления воды; Кч – коэффициент часовой неравномерности.При отсутствии водонапорных башен, напорных баков, пневматическихустановок регулирующмй объем приравнивается к максимальному часовому потреблению воды или максимальной часовой производительности насосов второго подъёма, если на сети имеется регулирующий резервуар.Вода для тушения пожара, как правило,забирается непосредственно из поверхностного источника, а при проектировании РЧВ предусматривают неприкосновенный объем воды для тушения пожара.Для резервуаров чистой воды пожарный объем воды определяется из расходов на тушение наружных пожаров из пожарных гидрантов на сети, на тушение внутренних пожаров – из пожарных кранов; автоматических устройств(спринклеров, дренчеров и др.), не имеющих специальных резервуаров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
