長距離供水管道水錘分析優(yōu)化與應用研究.pdf

1、長距離供水管道工程，由于管線長，沿線地形復雜，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注。其中，對于長距離供水管道的水錘預防是眾多科研工作者的關注點，雖然國內外眾多的科研工作者對管道水錘問題進行了大量的研究工作，但是運行事故仍時有發(fā)生。廣大的設計、管理人員，對新設計的長距離供水管道系統(tǒng)或者已經存在的城鎮(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)化防護設備的設計參數(shù)，使其經濟上可行，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)象和水錘防護設備進行研究。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，希望能夠更加準確的描述水錘現(xiàn)象，從而更好的進行水錘預防研究。
　　本研究主要內容包括：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定功能的能力。⑶通過對水錘防護方法中有關設備的研究，建立了典型水錘防護設備的數(shù)學模型，并基于可靠度的概念提出了典型的水錘防護方法中設備參數(shù)優(yōu)化模型，并引進混沌優(yōu)化技術，對優(yōu)化模型進行求解。結果表明，通過對水錘防護設備的參數(shù)進行優(yōu)化，在滿足可靠性的原則下，可以降低工程造價，提高防護設備的可操作性。⑷通過對長距離供水管道水錘危害風險預測進行研究，提出了利用可拓工程方法對供水管道中的不同節(jié)點進行水錘危害程度的風險預測，并