多热源环状供热管网水力特性仿真及实验研究

发布时间：2017-04-17 02:04

  本文关键词：多热源环状供热管网水力特性仿真及实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着城镇集中供热的发展,多热源环状管网以其能耗低、经济效益高、安全可靠、可操作性强等优点受到越来越多关注。但多热源环状管网由于热源多、拓扑结构复杂,导致其水力运行工况与水力特性难以掌握,特别是各水力交汇点的确定,直接影响各热源的实际供给范围。因此,在多热源环状管网运行时,要确保管网达到水力平衡状态,明确水力交汇点位置,从而保证管网供热质量,满足用户热需求。首先,本文以图论为基础,利用基尔霍夫定律、管路特性方程和环能量方程,利用MATLAB软件,建立了多热源环状管网水力工况计算的仿真模型。通过比较分析,确定采用以阻力平方区公式为基准的管段阻力数计算式。多热源仿真模型先以最小平方和进行环状网流量分配,再调节阀门的阻力使每个用户满足理想流量。根据水力交汇用户两侧的流量分布,可知整个环网的流量分配,并计算出整个管网用户的阻力,使环状网简化为枝状网,在保证管网计算结果准确的前提下降低了管网水力计算的复杂性。其次,本文搭建了多热源环状管网实验台,实验设备主要包括水泵、电磁流量计、压力表、温度计、球阀、平衡阀、不同管径的不锈钢管等。实验管网主要运行参数,如流量、压力及温度均实现在线实时监测,且实验台可通过阀门的开闭形成多种模式的管网。针对单热源环状管网与双热源环状管网两种型式,分别建立其水力仿真模型。同时,基于所建立的仿真模型与相应的实验管网,对管网处于水力平衡时,水力交汇点位置以及水力特性等问题分别进行了仿真和实验研究。在仿真模型中,通过改变供回水干管上的阀门、个别用户阀门,观察用户的压力、流量变化,与实验的数据相比较找到水力交汇用户,得出交汇点的位置与模型一致,并且用户水力实验数据的变化趋势与模型中用户的水力变化趋势基本一致。在单热源环状管网中,用户资用压差最大误差为1.06%,用户流量最大误差为3.24%：而在双热源管网中,用户资用压差最大误差为1.17%,用户流量最大误差为3.52%。通过比较两种型式管网仿真模型数据与实验数据,验证了本文所提出的多热源环状管网水力建模方法及所建模型的有效性与可靠性。本论文通过实验与仿真建模对比分析得出的研究成果,对今后城市大型复杂多热源环状管网的水力平衡调节具有一定的实际指导意义。
【关键词】：集中供热 多热源环状网 仿真模型 水力交汇 简化计算
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU995.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外多热源环网的发展10-11
• 1.3 国内外多热源环状供热管网及其水力平衡的研究现状11-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 第二章 多热源环状管网水力工况建模理论15-25
• 2.1 网络图论基本概念与基尔霍夫定律15-17
• 2.2 管网水力工况基本计算模型17-18
• 2.3 模型的基本算法18-23
• 2.4 水力交汇用户的建模仿真理论23
• 2.5 本章小结23-25
• 第三章 多热源环状管网的实验台搭建25-37
• 3.1 多热源环状实验管网的设计25-29
• 3.2 实验管网系统相关设备的计算选择29-32
• 3.3 在线监测系统的设备选择及安装位置32-35
• 3.4 本文实验管网的研究内容35-36
• 3.4.1 单热源环状管网35
• 3.4.2 双热源环状管网35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 管网水力建模及实验分析37-65
• 4.1 单热源环状管网水力建模及实验分析37-49
• 4.1.1 单热源环状管网设计计算37-38
• 4.1.2 单热源环状管网水力计算程序38-39
• 4.1.3 单热源环状管网水力工况计算与分析39-49
• 4.2 双热源环状管网水力建模及实验分析49-61
• 4.2.1 双热源环状管网设计计算50
• 4.2.2 双热源环状管网水力计算程序50-51
• 4.2.3 双热源环状管网水力工况计算与分析51-61
• 4.3 实验数据误差分析及处理61-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 全文总结及展望65-67
• 5.1 全文总结65-66
• 5.2 展望与不足66-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况70

【参考文献】

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本文编号：312158