本文選題：給水管網(wǎng)　切入點：水力特性　出處：《沈陽建筑大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：城市給水工程主要是由取水工程、水處理工程和管網(wǎng)系統(tǒng)三部分組成。其中,城市管網(wǎng)系統(tǒng)的主要任務(wù)是將滿足標(biāo)準(zhǔn)的飲用水輸送到千家萬戶,以滿足城市居民生活、生產(chǎn)的用水要求。城市管網(wǎng)作為重要的市政設(shè)施,其投資費用可占整個給水工程總費用的50%-80%,并且,每年還要為市政管網(wǎng)的擴建、改造和維修投入大筆的資金。因此,了解城市管網(wǎng)的運行現(xiàn)狀和水力特性,及時獲取其運行狀態(tài)數(shù)據(jù),對城市管網(wǎng)進行科學(xué)管理是十分必要的。 多年來許多國內(nèi)外專家致力于給水管網(wǎng)水力特性的計算和方法的研究及其運用。圖論理論的逐步完善和發(fā)展,為研究者構(gòu)造給水管網(wǎng)的節(jié)點方程和環(huán)方程提供了數(shù)學(xué)依據(jù),伴隨著計算機技術(shù)的不斷完善,為矩陣的解析提供了便捷的算法。節(jié)點方程和環(huán)方程在計算機技術(shù)的配合下,提供了簡潔明了的矩陣描述方式,使人們對管網(wǎng)系統(tǒng)、矩陣本身的解析及應(yīng)用的了解更直觀、更簡明。并且,求解這些方程的各種方法在計算機上得以完成和實現(xiàn)。 管路特性曲線是描述管路中流量Q和總壓力H的關(guān)系曲線,它給出了管路在某一流量下的總水壓。在給水管網(wǎng)設(shè)計、泵站設(shè)計以及泵站的選擇時,都會通過將管路特性曲線和水泵特性曲線聯(lián)立,確定水泵工況點來完成選泵的工作,于此同時,在泵站的擴建與維修時,也會用到管路特性曲線。 通過管網(wǎng)水力計算,可以了解每一條管段的水力情況,但卻不能像管路特性曲線反映管網(wǎng)的整體水力情況,理論上,管網(wǎng)特性曲線的形式應(yīng)該有所變化,可是大多數(shù)的研究者都忽視了這一變化,在泵站設(shè)計時依舊采用傳統(tǒng)的管路特性曲線的形式,這導(dǎo)致了確定的工況點與真實值之間存在偏差。目前關(guān)于城市管網(wǎng)特性曲線的研究不多,而且都僅僅是從定性的角度分析管網(wǎng)特性曲線,都有很多局限性。于此同時,管網(wǎng)不同,特性曲線也有所差異,因此,管網(wǎng)特性曲線應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)的具體情況加以分析。 最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)。它通過最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。利用最小二乘法可以簡便地求得未知的數(shù)據(jù),并使得這些求得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小,最終獲得最佳函數(shù)。 本文在管路特性曲線的基礎(chǔ)上,利用最小二乘法,通過最小二乘估計的分析方法,擬合城市給水管網(wǎng)用水量和最不利管線之間的總水壓曲線關(guān)系,分別擬合一次直線,二次曲線和三次曲線,依次對擬合結(jié)果評價,判斷曲線是否具有統(tǒng)計學(xué)意義,并通過擬合優(yōu)度選擇最佳的擬合曲線。
[Abstract]:Urban water supply projects are mainly composed of three parts: water intake projects, water treatment projects and pipe network systems. Among them, the main task of the urban pipe network system is to transport drinking water that meets the standards to thousands of households in order to meet the needs of urban residents. Water requirements for production. As an important municipal facility, the investment cost of the urban pipe network can account for 50 to 80 percent of the total cost of the water supply project, and a large sum of money will be invested every year for the expansion, renovation and maintenance of the municipal pipe network. It is very necessary to understand the operation status and hydraulic characteristics of urban pipe network and to obtain the data of its running state in time, so as to carry out scientific management of urban pipe network. Over the years, many experts at home and abroad have devoted themselves to the study and application of the hydraulic characteristics of water distribution networks. The gradual improvement and development of graph theory provide a mathematical basis for researchers to construct node equations and ring equations of water supply networks. With the continuous improvement of computer technology, it provides a convenient algorithm for matrix analysis. With the cooperation of computer technology, node equation and ring equation provide a simple and clear matrix description method, which makes people have a good understanding of the pipe network system. The analysis and application of the matrix itself are more intuitive and concise, and the various methods of solving these equations have been completed and implemented on the computer. The characteristic curve of pipeline is a curve describing the relationship between the flow rate Q and the total pressure H in the pipeline. It gives the total water pressure of the pipeline under a certain flow rate. In the design of the water supply network, the design of the pump station and the selection of the pump station, Both the characteristic curve of pipeline and the characteristic curve of pump will be combined to determine the working point of pump to complete the work of selecting pump. At the same time, the characteristic curve of pipeline will also be used in the expansion and maintenance of pumping station. Through the hydraulic calculation of pipe network, we can understand the hydraulic situation of each section of pipe, but it can not reflect the whole hydraulic situation of pipe network as the characteristic curve of pipe line. In theory, the form of characteristic curve of pipe network should be changed. But most researchers ignore this change, and the pump station is still designed in the form of a traditional pipeline characteristic curve. This leads to the deviation between the fixed working point and the real value. There are few researches on the characteristic curve of urban pipe network, and all of them are just qualitative analysis of the characteristic curve of the pipe network, which has many limitations. At the same time, The characteristic curve of pipe network is different, so the characteristic curve of pipe network should be analyzed according to the concrete situation of pipe network. The least square method is a kind of mathematical optimization technique. It can find the best function match of the data by minimizing the sum of square of error. Using the least square method, the unknown data can be easily obtained. The squared sum of the errors between the obtained data and the actual data is minimized, and the optimal function is obtained. On the basis of the characteristic curve of the pipeline, using the least square method and the analysis method of the least square estimation, the relationship between the total water pressure curve of the urban water supply network and the most unfavorable pipeline is fitted, and a straight line is fitted respectively. The conic curve and the cubic curve evaluate the fitting result in turn, judge whether the curve has statistical significance, and select the best fitting curve through the goodness of fit.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU991.33

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本文編號：1606307