近年來,國(guó)家對(duì)“智慧水務(wù)”平臺(tái)中營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)及SCADA系統(tǒng)的支持力度不斷加強(qiáng),給水管道作為供水系統(tǒng)中重要組成部分在管網(wǎng)系統(tǒng)智能管理中的重要性不言而喻。摩阻系數(shù)作為給水管道水力計(jì)算的基本要素,其準(zhǔn)確度直接影響了水力計(jì)算的精確度,進(jìn)而影響了流體力學(xué)的理論研究和工程實(shí)踐結(jié)果的準(zhǔn)確性及供水的可靠性、供水系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。然而,管道摩阻系數(shù)很難實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)開挖實(shí)測(cè),這一現(xiàn)象導(dǎo)致了管道摩阻系數(shù)的確定成為了現(xiàn)今行業(yè)內(nèi)急需解決的一個(gè)問題。選用管道摩阻系數(shù)中的海曾威廉系數(shù)為研究對(duì)象,確定使用靈敏度系數(shù)分析法對(duì)給水管網(wǎng)系統(tǒng)管道進(jìn)行分組,利用遺傳算法針對(duì)摩阻系數(shù)中的海曾威廉系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化校正。分別建立6節(jié)點(diǎn)管段、8節(jié)點(diǎn)管段、9節(jié)點(diǎn)管段、12節(jié)點(diǎn)管段、15節(jié)點(diǎn)管段、16節(jié)點(diǎn)管段、18節(jié)點(diǎn)管段、20節(jié)點(diǎn)管段、24節(jié)點(diǎn)管段這9個(gè)理想管網(wǎng)模型,利用WATERGEMS軟件將管道海曾威廉系數(shù)的改變轉(zhuǎn)化到節(jié)點(diǎn)的水壓上,采用單一變量法改變各模型管道的海曾威廉系數(shù),利用MATLAB軟件編制算法得出海曾威廉系數(shù)的改變對(duì)各節(jié)點(diǎn)水壓改變值,分析每個(gè)模型中各管段的靈敏度系數(shù)。結(jié)果表明,海曾威廉系數(shù)的改變只對(duì)一部分節(jié)點(diǎn)水壓產(chǎn)生較大影響,對(duì)某些節(jié)點(diǎn)水壓影響很小,甚至可忽略不計(jì)。因此,在給水管網(wǎng)中,只需對(duì)靈敏度系數(shù)大的管道海曾威廉系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化校正,對(duì)于靈敏度系數(shù)小的管道海曾威廉系數(shù)可采用經(jīng)驗(yàn)值。關(guān)于校正方法的選定,考慮到遺傳算法具有高優(yōu)化能力、適應(yīng)性強(qiáng)、速度快、能實(shí)現(xiàn)全局調(diào)控等優(yōu)點(diǎn),決定采用遺傳算法對(duì)管道進(jìn)行校正,并應(yīng)用于HN市實(shí)際管網(wǎng)中。通過EPANET軟件建立的實(shí)際管網(wǎng)管道摩阻系數(shù)校正模型來模擬多種時(shí)刻的管網(wǎng)運(yùn)行情況,利用MATLAB軟件中編制的遺傳算法,根據(jù)靈敏度系數(shù)的不同范圍將擬校正管段分為三組,對(duì)三組擬校正管段分別進(jìn)行運(yùn)算得出其校正結(jié)果。通過分析對(duì)比與誤差分析,發(fā)現(xiàn)利用該優(yōu)化方法能夠較好的校正管道的海曾威廉系數(shù)。今后無需管道現(xiàn)場(chǎng)開挖實(shí)測(cè),便可確定管道海曾威廉系數(shù),準(zhǔn)確的模擬出管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況,即節(jié)省了投資,又大大節(jié)約了時(shí)間。
【學(xué)位單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU991.33
【部分圖文】：

Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｉｃｈｎｏｇｒａｐｈｙ?ｏｆ?ｓｃｈｅｍｅ?１??（２）方案二??本方案（布置形式如圖１．２所示）由組合式水箱、吸水管路、測(cè)試管路、回水管路組??成。管路材質(zhì)為球墨鑄鐵管，內(nèi)設(shè)溫度傳感器、液位計(jì)和穩(wěn)水孔板。水泵選型依據(jù)測(cè)試段??直徑、試驗(yàn)流速確定，泵的出水口安裝止回閥防止管內(nèi)介質(zhì)倒流，其方案與方案一基本一??致。所選測(cè)試管段并聯(lián)連接，閥門控制啟閉，試驗(yàn)前無需更換符合相應(yīng)測(cè)試段條件的吸水??管路，可通過閥門的幵啟與關(guān)閉控制不同管徑的球墨鑄鐵管與水泵出水口后的直管段、回??水管路相連構(gòu)成循環(huán)回路，管道與管道附件間采用法蘭連接（壓力傳感器除外）。在試驗(yàn)??段首末兩端各布置一個(gè)測(cè)壓斷面，通過鉆孔將高精度測(cè)壓計(jì)安放在試驗(yàn)段指定位置上，搭??配法蘭式電磁流量計(jì)，通過中控系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)在線采集與傳輸。為提高試驗(yàn)的自動(dòng)??化水平

（３）方案三??測(cè)試系統(tǒng)由供水系統(tǒng)（原水水箱、吸水管路、ＤＲＬ恒壓供水設(shè)備）、管路系統(tǒng)（緩沖??管路、測(cè)試管路、回水管路）以及計(jì)量水箱組成。測(cè)試系統(tǒng)布置形式如圖１．３、圖１．４所示。??本方案計(jì)劃測(cè)試管材分別為涂有硅酸鹽水泥內(nèi)襯、水泥內(nèi)襯加環(huán)氧樹脂密封層、聚氨酯內(nèi)??襯的球墨鑄鐵管，為使試驗(yàn)式平臺(tái)模擬的管道運(yùn)行工況更接近于實(shí)際工程中的自來水管??道，選擇的測(cè)試段管道平均流速在平均經(jīng)濟(jì)流速（ＤＮ＝１００？４００ｍｍ，ｖ＝０．６？０．９ｍ／ｓ；?ＤＮ??彡４００ｍｍ，ｖ＝０．９？１．４ｍ／ｓ）且最大測(cè)試流速小于３．０ｍ／ｓ的范圍內(nèi)進(jìn)行摩阻系數(shù)的測(cè)試。??參照靜態(tài)容積法計(jì)量管段流量，靜態(tài)容積法工作原理參照國(guó)家水大流量計(jì)量站標(biāo)準(zhǔn)流??量裝置使用的靜態(tài)容積法工作原理，并在國(guó)家水大流量計(jì)量站的靜態(tài)容積法工作原理基礎(chǔ)??之上，調(diào)整優(yōu)化了本測(cè)試系統(tǒng)的流量計(jì)量工作原理：將測(cè)試管段安裝在試驗(yàn)管路中，啟動(dòng)??水循環(huán)系統(tǒng)。水流經(jīng)上游緩沖段、測(cè)試管段、流量調(diào)節(jié)閥門從原水水箱一側(cè)通過開式換向??器進(jìn)入與換向器聯(lián)通的下端分液器內(nèi)。開式換向器在未執(zhí)行換向動(dòng)作前，測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水??流循環(huán)流動(dòng)。待測(cè)試管段流態(tài)穩(wěn)定時(shí)

ｊ?＾?ｉ?．?，；■：墓￣禪？肌＝％爹，，－：—息－－，：０闕名：，＇??圖１．２試驗(yàn)式方案二平面圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｉｃｈｎｏｇｒａｐｈｙ?ｏｆ?ｔｅｓｔ?Ｓｃｈｅｍｅ?２??（３）方案三??測(cè)試系統(tǒng)由供水系統(tǒng)（原水水箱、吸水管路、ＤＲＬ恒壓供水設(shè)備）、管路系統(tǒng)（緩沖??管路、測(cè)試管路、回水管路）以及計(jì)量水箱組成。測(cè)試系統(tǒng)布置形式如圖１．３、圖１．４所示。??本方案計(jì)劃測(cè)試管材分別為涂有硅酸鹽水泥內(nèi)襯、水泥內(nèi)襯加環(huán)氧樹脂密封層、聚氨酯內(nèi)??襯的球墨鑄鐵管，為使試驗(yàn)式平臺(tái)模擬的管道運(yùn)行工況更接近于實(shí)際工程中的自來水管??道，選擇的測(cè)試段管道平均流速在平均經(jīng)濟(jì)流速（ＤＮ＝１００？４００ｍｍ，ｖ＝０．６？０．９ｍ／ｓ；?ＤＮ??彡４００ｍｍ，ｖ＝０．９？１．４ｍ／ｓ）且最大測(cè)試流速小于３．０ｍ／ｓ的范圍內(nèi)進(jìn)行摩阻系數(shù)的測(cè)試。??參照靜態(tài)容積法計(jì)量管段流量，靜態(tài)容積法工作原理參照國(guó)家水大流量計(jì)量站標(biāo)準(zhǔn)流??量裝置使用的靜態(tài)容積法工作原理，并在國(guó)家水大流量計(jì)量站的靜態(tài)容積法工作原理基礎(chǔ)??之上，調(diào)整優(yōu)化了本測(cè)試系統(tǒng)的流量計(jì)量工作原理：將測(cè)試管段安裝在試驗(yàn)管路中，啟動(dòng)??水循環(huán)系統(tǒng)。水流經(jīng)上游緩沖段、測(cè)試管段、流量調(diào)節(jié)閥門從原水水箱一側(cè)通過開式換向??器進(jìn)入與換向器聯(lián)通的下端分液器內(nèi)。開式換向器在未執(zhí)行換向動(dòng)作前，測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水??流循環(huán)流動(dòng)。待測(cè)試管段流態(tài)穩(wěn)定時(shí)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2870090