Гидравлический расчет рядка кольцевой распределительной сети с заданными краевыми условиями методом источников и стоков
Разработка математической модели рядка кольцевой распределительной сети для выполнения гидравлических расчетов при несимметричном течении жидкости. Использование тупиковой топологии. Методика расчета кольцевых систем водоснабжения с заданными параметрами.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.05.2019 |
| Размер файла | 58,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гидравлический расчет рядка кольцевой распределительной сети с заданными краевыми условиями методом источников и стоков
А.Н. Литвяк канд. техн. наук, доцент, УГЗУ
В.А. Дуреев, канд. техн. наук, ст. преподаватель УГЗУ
Постановка проблемы. При проведении гидравлических расчетов распределительной сети, в [1] предлагается использовать тупиковую топологию. Тогда, напор и расход на диктующем оросителе определяются в самом начале, а гидравлический расчет выполняется по достаточно подробно изложенной методике. В настоящее время, распределительные сети установок водяного пожаротушения для больших торговых площадей проектируются кольцевыми, гидравлический расчет которых в [1] не приводится.
Анализ последних исследований и публикаций. Методика расчета кольцевых систем водоснабжения с заданными параметрами водопотребления изложена в [2, 3]. Однако, для расчета рядков кольцевой распределительной сети, когда расходы и напоры жидкости через оросители не известны, методики [2, 3] не применимы. В этом случае, воспользовавшись методом последовательных приближений, можно выполнить гидравлический расчет по методике [1], при двухстороннем подводе воды в рядок. Тем не менее, увязка рядков в единую кольцевую сеть, оказывается чрезмерно трудоемкой.
Постановка задачи и ее решение. Для выполнения точных расчетов необходим формализованный подход с использованием современных математических методов. Рассмотрим рядок кольцевой сети, с расположенными на нем n оросителями (рис.1), с точками ввода «А» и «Б».
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1. Расчетная схема рядка
Будем считать, что напор в этих точках, вследствие перераспределения потоков жидкости в кольцевом питающем трубопроводе, различен и равен значениям НА и НБ соответственно.
Каждую точку установки оросителя будем рассматривать как источник (сток) расходов жидкости X, Y, Q:
Х - расход, вытекающий из точки влево по трубопроводу [л/с];
Y - расход, вытекающий из точки вправо по трубопроводу [л/с];
Q - расход, вытекающий из точки через ороситель [л/с].
Расходы X, Y, Q примем в качестве независимых переменных в расчетах. При этом независимую переменную будем считать положительной, если поток направлен от точки, и такую точку по отношению к соседней точке будем называть расположенной вверху по потоку.
Независимую переменную будем считать отрицательной, если поток направлен к точке, и такую точку по отношению к соседней точке будем называть расположенной вниз по потоку. Все точки связаны между собой уравнениями неразрывности и энергии. Поскольку для каждой точки вводится три независимые переменные, то для n точек необходимо составить 3n уравнений связи.
Для заданной геометрии распределительной сети, имеем:
Напор Ні на i-том оросителе, [Па]:
, (1)
где: К - коэффициент производительности оросителя [1].
Потери напора в трубах между оросителями, [Па]:
, (2)
где: Li-(i+1) - длина трубопровода на участке: i-(i+1), [м];
K1 - коэффициент линейных потерь напора в трубопроводе [1].
Составим уравнения связи:
1) Уравнения неразрывности:
- баланс расходов в источниках:
; (3)
- баланс расходов на участках между источниками:
(4)
2) Уравнения энергии (попарного баланса давлений):
, (5)
где: Ні - давление в i-той точке;
ДНi-(i+1) - линейные потери давления в трубопроводе на участке i-(i+1).
Подставив (1) в (5),
. (6)
Функция sign (Xi+1) - учитывает расположение точек относительно направления потока жидкости.
Замыкающими уравнениями будут требования равенства давления в крайних точках заданному значению:
; (7)
. (8)
Таким образом, для рассмотренных 3n независимых переменных, рассмотренной расчетной схемы, получили 3n уравнений связи (уравнения 3ч8), которые могут быть решены одним из известных численных методов, например методом Ньютона.
На рис. 2 показаны результаты расчетов, выполненные для рядка кольцевой сети с диаметром трубы 50мм, пятью оросителями, с диаметром выходного отверстия 15мм, и расстоянием между оросителями 3м, для различных граничных давлений.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2. Расчет кольцевых рядков
Если вместо уравнения 8, наложить условие «непротекания» трубы вправо по схеме:
,
то получим модель тупикового рядка. Результаты расчета тупикового рядка и принятых ранее параметров представлены на рис. 3.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3. Расчет тупикового рядка
Получена формализованная математическая модель рядка кольцевой распределительной сети, позволяющая выполнять гидравлический расчет при несимметричных краевых условиях. Представлены результаты расчетов реального рядка с симметричным и несимметричным течением.
Литература
гидравлический водоснабжение распределительный жидкость
1. ДБН В.2.5-13-98* Пожарная автоматика зданий и сооружений. - К.: Госстрой Украины, 2007. - 80 с.
2. Абрамов Н.Н., Поспелова М.М. и др. Расчет водопроводных сетей. - М.: Стройиздат, 1983. - 278 с.
3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Протипожежне водопостачання населеного пункту» - Харків: АПБУ, 2002 р. - 53 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор трансформаторов на понижающих подстанциях. Расчет мощности источника сети кольцевой схемы. Технико-экономическое сопоставление вариантов развития сети. Проектирование электроснабжения аккумуляторной станции. Разработка схемы электроснабжения.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 30.04.2015Построение вариантов схемы электрической сети. Предварительный расчет потоков мощности. Выбор номинальных напряжений для кольцевой сети. Определение сопротивлений и проводимостей линий электропередачи. Проверка сечений по техническим ограничениям.
курсовая работа [515,7 K], добавлен 29.03.2015Расчет распределительной части сети сельскохозяйственного водоснабжения. Потери напора на участках сети. Вычисление объема бака водонапорной башни. Расчет напорного водопровода, выбор марки насоса и определение мощности электродвигателя его привода.
курсовая работа [161,5 K], добавлен 03.03.2012Расчет параметров схемы замещения, сопротивлений линий прямой последовательности, сопротивлений автотрансформаторов. Расчет двухцепной линии с двусторонним питанием, кольцевой распределительной сети. Выбор трансформаторов тока. Расчёт уставок реле.
курсовая работа [835,2 K], добавлен 22.07.2014Расчет параметров схем замещения воздушных линий электропередач, параметров автотрансформаторов, напряжений на подстанциях, приведенной мощности на понижающей подстанции. Расчет потоков мощности в электрической сети и потокораспределения в кольцевой сети.
курсовая работа [319,2 K], добавлен 14.05.2013Расчет мощности и выбор главных понизительных трансформаторов тупиковой подстанции. Определение максимальных нагрузок (для каждой ступени напряжения), расчетной мощности подстанции. Выбор коммутационный аппаратуры, защитной аппаратуры и сборных шин.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 02.04.2016Расчетные электрические нагрузки жилых домов, общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий, располагающихся на территории микрорайона. Загрузка трансформаторов в распределительной сети, проверка сечений питающих кабелей распределительной сети.
дипломная работа [156,3 K], добавлен 02.04.2011Проведение расчета электрических нагрузок цеха металлоконструкций. Разработка проекта внешней сети электропитания цеха, обоснование выбора силовых трансформаторов. Расчет распределительной силовой сети объекта: сечение кабелей, автоматическая защита.
курсовая работа [461,0 K], добавлен 27.01.2016Совершенствование компьютерной программы MIF1 с целью автоматизации процесса выбора ответвлений трансформаторов на ЭВМ. Выбор и анализ ответвлений трансформаторов в распределительной сети 10 кВ района "Л" с учетом статических характеристик нагрузки.
дипломная работа [484,7 K], добавлен 17.04.2012Выбор силовых трансформаторов подстанции, сечения проводов варианта электрической сети. Схема замещения варианта электрической сети. Расчёт рабочих режимов электрической сети в послеаварийном режиме. Регулирование напряжения сети в нормальном режиме.
курсовая работа [694,7 K], добавлен 04.10.2015Расчет силовой нагрузки цеха. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания. Схема распределительной сети питания электроприемников. Согласование и проверка защитной аппаратуры.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.12.2012Электрические схемы разомкнутой и кольцевой сетей. Определение параметров установившегося режима электрической сети методом "в два этапа". Формирование уравнений узловых напряжений. Баланс мощности. Таблица параметров режима разомкнутой сети, его карта.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 22.09.2013Физико-химическая характеристика жидкости. Определение основных параметров потока гидравлической сети. Нахождение потерь на трение. Определение местных гидравлических сопротивлений и общих потерь. Потребляемая мощность насоса. Расчет расхода материала.
контрольная работа [69,4 K], добавлен 14.12.2013Определение сечения проводов сети 0,4 кВ по допустимым потерям. Выбор количества и мощности трансформаторов подстанции. Расчет потерь мощности и электрической энергии в элементах сети. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети.
курсовая работа [413,9 K], добавлен 25.10.2012Особенности расчета параметров схемы замещения ЛЭП. Специфика выполнения расчета рабочего режима сети с учетом конденсаторной батареи. Определение параметров рабочего режима электрической сети итерационным методом (методом последовательных приближений).
курсовая работа [890,7 K], добавлен 02.02.2011Определение числа и места расположения трансформаторных подстанций. Электроснабжение населенного пункта, расчет сети по потерям напряжения. Оценка распределительной сети, потерь напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор аппаратов защиты.
курсовая работа [266,8 K], добавлен 12.03.2013Общее потребление активной мощности всеми потребителями. Выбор оптимального варианта схемы сети. Расчёт радиально-магистральной схемы и кольцевой сети. Расчёт потокораспределения сложно-замкнутой сети. Оценка экономической эффективности вариантов.
курсовая работа [178,3 K], добавлен 28.05.2013Месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии. Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов. Схема кольцевой сети в нормальном режиме. Выбор номинальных напряжений. Баланс реактивной мощности.
курсовая работа [316,7 K], добавлен 03.04.2014Принцип действия магнитноразрядного измерителя плотности, механизм возникновения самостоятельного разряда. Разработка модернизированной математической модели моделирования аэродинамического взаимодействия набегающего потока с заданными параметрами.
дипломная работа [798,2 K], добавлен 03.02.2012Характеристика потребителей электроэнергии. Расчет распределительной сети, силовых и осветительных нагрузок. Выбор элементов схемы распределения электрической энергии. Назначение релейной защиты и автоматики. Методика расчета защитного заземления.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017
