燃气管网水力计算的数学建模与算法设计

摘要

本文在总结前人成果的基础上,首先应用图论的方法分析管网的结构,用矩阵的方法描述管网的各个属性间的关系;其次通过分析水力计算的公式找到管网属性的描述方式;最后是进行了计算程序的编制,并应用编制的计算程序,对三种不同工作状态下的燃气管网进行的试算,结果满足了各项管网属性及精度的要求.利用此计算程序可以合理地选取燃气管网的管径;可以从管网结构不同的几个方案中选取水力工况优的方案;可以模拟管网系统中可能出现的事故时管网中各节点的压力和流量的变化,从而合理增大供气系数,并预估管网系统改造对整个系统的影响.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1绪论

1.1系统背景

1.1.1某城市街区简图

1.1.2燃气管网水力计算

1.1.3几种水力计算方法的比较

1.2水力计算的基础知识

1.2.1简化水力计算的方法

1.2.2水力计算的相关参数

1.3本文研究并解决的工作

1.3.1管网结构的图论分析

1.3.2矩阵建模

1.3.3分析水力计算方程组

2管网结构的图论分析

2.1节点流量

2.1.1节点流量的概念

2.1.2各环的周长及单位长度途泄流量的标识符

2.1.3节点流量的计算

2.2管段流量

2.2.1转输流量分配系数数组

2.2.2 WW数组

2.2.3部分代码

2.2.4高、中压管网管段流量的计算

2.3管径选择

2.3.1计算公式

2.3.2管段单位压降

2.3.3部分标示符

2.3.4步骤

2.3.5框图

2.3.6计算回路允许压降

2.3.7计算回路单位压降

3管网结构加权有向图的矩阵建模与方程组分析

3.1连接矩阵

3.2回路矩阵

3.3水力计算基本方程组的矩阵表达式

4管网结构水力计算的实现

4.1数据输入

4.2摩阻计算

4.3节点压降的求解

4.3.1求Y阵的逆矩阵

4.3.2管段压降、管段流量的求解

4.3.3计算精度的验算

4.3.4求各节点压力

5算例

5.1低压管网的水力计算

5.1.1数据输入

5.1.2计算结果

5.2中压管网的水力计算

5.2.1数据输入

5.2.2计算结果

结论

参考文献

附录A 城镇居民生活用气指标

附录B 居民生活用燃具的同时工作系数

附录C 数组说明

附录D 置数数据

附录E 压降回路节点、管段号

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书