流体输配管网课件8.ppt
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1、第第8 8章章 环状管网环状管网水力计算与水力工况分析水力计算与水力工况分析支配流体输配管网的基本规律:(1)质量平衡。节点处流量平衡。(2)能量平衡。环路中动力与阻力平衡。水力计算(管网设计)时,已知用户的流量需求和管网布置,要求通过合理选择管径、动力,使管网在设计流量下满足这两个基本规律。水力工况分析时:利用这两个基本规律,在已知管网布置、管径、动力设备性能的条件下,求各管段、各用户的流量、阻力、管网的压力分布等,核心任务是求解流量分布。图图8-1-1 低压燃气管网低压燃气管网 沿线流量为沿线流量为0.4m0.4m3 3/h/h户户 低压燃气管网的节点流量低压燃气管网的节点流量图图8-1-
2、4 以分支阻抗为权的有向赋权图以分支阻抗为权的有向赋权图 图图8-1-5 生成树生成树 图图8-1-6 基本回路与基本回路矩阵基本回路与基本回路矩阵 图图8-1-6 独立独立回路与回路与独立独立回路矩阵回路矩阵 独立独立回路回路选取方法选取方法关联矩阵和回路矩阵的关系8.2 恒定流管网特性方程组及其求解方法 8.2.1 节点流量平衡方程组节点流量平衡方程组节点流量平衡方程组节点流量平衡方程组参考节点:参考节点:9 9 树枝流量和余枝流量之间的关系如图所示管网,余枝为1、2、3,树枝为4、5、6、7、8、9、10。余枝流量为:Q1=60Q2=30Q3=20求树枝管段的流量。8.2.2 回路压力平
3、衡方程组回路压力平衡方程组8.2.3 分支阻力定律分支阻力定律一般取n=2。8.2.4 泵或风机性能曲线的代数方程泵或风机性能曲线的代数方程 8.2.5 求解恒定流管网特性方程组的求解恒定流管网特性方程组的回路方程法回路方程法当N-J+10时,独立回路压力平衡方程组为非线性方程组,有N-J+1个方程。节点流量平衡方程组为线性方程组,有J-1个方程。共有N个方程,待求未知数为N个管段(分支)的流量。由于回路压力平衡方程组是非线性的,当独立回路数大于1时,无法直接得到解析解,需要采用数值求解方法进行计算。目前,求解管网方程组的方法很多,有节点方程法、回路方程法等。我们介绍回路方程法。回路方程法从回
4、路压力平衡方程组出发,推导出求解余枝流量修正值,逐步迭代计算,直到得到满足精度要求的数值解,计算原理清晰,便于计算机编程求解。树枝流量可以用余枝流量代换:独立回路压力平衡方程组写成:N-J+1个余支流量未知数,N-J+1个方程。回路方程法的基本步骤Step1:假定余枝流量;Step2:代入独立回路压力平衡方程组,计算独立回路压力闭合差,检查闭合差是否符合计算精度要求。符合精度要求转step4,不符合则直接进入step3;Step3:产生余枝流量修正量,进行修正,得到修正后的余枝流量,转step2;Step4:得到满足独立回路压力平衡方程组的余枝流量,代入节点流量平衡方程组或利用树枝流量和余枝流
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