長距離供水管道水錘分析優(yōu)化與應(yīng)用研究.pdf

1、長距離供水管道工程，由于管線長，沿線地形復(fù)雜，流量大，工程水力元件多，對供水保證率要求高，因此很多規(guī)劃設(shè)計與管理人員對如何使長距離供水管道安全可靠的運行非常的關(guān)注。其中，對于長距離供水管道的水錘預(yù)防是眾多科研工作者的關(guān)注點，雖然國內(nèi)外眾多的科研工作者對管道水錘問題進(jìn)行了大量的研究工作，但是運行事故仍時有發(fā)生。廣大的設(shè)計、管理人員，對新設(shè)計的長距離供水管道系統(tǒng)或者已經(jīng)存在的城鎮(zhèn)供水管道系統(tǒng)，對于“是否會發(fā)生水錘現(xiàn)象，發(fā)生水錘現(xiàn)象后，采用某

2、種防護措施的可靠性到底有多大”，“怎么樣優(yōu)化防護設(shè)備的設(shè)計參數(shù)，使其經(jīng)濟上可行，運行管理上方便”，更感興趣。要解決上述問題，顯然必須對供水管道系統(tǒng)的水錘現(xiàn)象和水錘防護設(shè)備進(jìn)行研究。然而在所有研究中，都離不開供水管道系統(tǒng)的水力模擬計算。隨著計算機技術(shù)和數(shù)值計算理論的飛速發(fā)展，廣大科技人員對于水錘分析計算的精度要求越來越高，希望能夠更加準(zhǔn)確的描述水錘現(xiàn)象，從而更好的進(jìn)行水錘預(yù)防研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對水錘計算方法的研究

3、，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的計算方法存在一定誤差，誤差來源主要存在于兩個方面，一是水錘計算模型有所簡化和不足，二是摩阻系數(shù)常采用恒定摩阻系數(shù)。本文提出優(yōu)化的水錘計算方法，通過采用優(yōu)化的水錘計算方法，經(jīng)試驗驗證，與傳統(tǒng)水錘計算方法相比，計算的最大值和最小值精度可分別提高76％和74%。⑵通過對長距離供水管道系統(tǒng)水錘防護方法的可靠性分析，提出了水錘防護方法的可靠性和可靠度定義，并建立了水錘防護方法的可靠性分析模型。通過對水錘防護方法的可靠性的分析，很好的評

4、價了水錘防護措施完成預(yù)定功能的能力。⑶通過對水錘防護方法中有關(guān)設(shè)備的研究，建立了典型水錘防護設(shè)備的數(shù)學(xué)模型，并基于可靠度的概念提出了典型的水錘防護方法中設(shè)備參數(shù)優(yōu)化模型，并引進(jìn)混沌優(yōu)化技術(shù)，對優(yōu)化模型進(jìn)行求解。結(jié)果表明，通過對水錘防護設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在滿足可靠性的原則下，可以降低工程造價，提高防護設(shè)備的可操作性。⑷通過對長距離供水管道水錘危害風(fēng)險預(yù)測進(jìn)行研究，提出了利用可拓工程方法對供水管道中的不同節(jié)點進(jìn)行水錘危害程度的風(fēng)險預(yù)測，并