给水管网经济流速影响因素与计算方法研究

摘要

给水管网承担供水的输送和分配，是城市供水系统的重要基础设施。给水管网设计的主要目的是确定各管段的直径。各管段的直径是根据管段的计算流量和经济流速来确定，在流量已定情况下，需先确定经济流速才能确定管径，所以，经济流速的选取决定整个给水管网的设计。
　　本文以给水管网优化理论为基础，探究给水管网经济流速的影响因素。在总结分析国内外管网优化设计研究现状基础上，分析管网优化设计模型中有关系数选取方法，并提出多次跳跃优化法。通过优化设计，分别研究分析管段流量与位置、服务范围及地形、电价高低和电价制度、管道造价等影响因素对输水管和给水管网经济流速的影响。根据分析结果找出影响因素对经济流速影响的主次关系并以此为依据对常规统计资料计算出的平均经济流速进行改进。结合计算实例，验证多次跳跃优化法在实际管网中的可行性，最后校核常用经济流速和改进后的经济流速在实际应用中的可行性并从中提出更为合理的经济流速供实际工程使用。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义与目的

1．1．1 研究意义

1．1．2 研究目的

1．2 国内外研究进展

1．3 研究方法与内容

1．3．1 研究方法

1．3．2 研究内容

第二章 给水管网优化设计数学模型

2．1 目标函数

2．2 约束条件

第三章 给水管网优化设计模型求解

3．1 优化设计中存在的问题

3．1．1 泵站效率的选取

3．1．2 供水能量变化系数的选取

3．1．3 模型求解法则

3．2 环状管网管段流量初分配

3．2．1 常用管网流量分配方法

3．2．2 最小立方和法

3．3 给水管网水力计算

3．4 经济因素法

3．5 节点压力优化法

3．5．1 节点压力优化法数学模型

3．5．2 节点压力优化法求解原理

3．5．3 节点压力优化法计算步骤

3．6 多次跳跃优化法

3．6．1 多次跳跃优化法基本思想

3．6．2 多次跳跃优化法求解原理

3．6．3 多次跳跃优化法计算步骤

3．7 给水管网优化计算机求解

3．7．1 给水管网模型元素

3．7．2 给水管网模型的拓扑特性

3．7．3 给水管网优化设计流程图

第四章 输水管道经济流速分析

4．1 经济流速计算公式

4．2 经济流速与管段位置及流量

4．3 经济流速与服务范围及地形

4．3．1 服务范围对经济流速的影响

4．3．2 地形对经济流速的影响

4．3．3 服务范围及地形与用水量变化系数

4．4 经济流速与当地电价

4．4．1 电价的高低对经济流速的影响

4．4．2 电价的体制对经济流速的影响

4．5 经济流速与管道造价

4．6 本章小结

第五章 给水管网经济流速分析

5．1 经济流速计算公式

5．2 经济流速初步分析

5．2．1 资料收集和处理

5．2．2 相关系数的选取

5．2．3 经济流速的计算

5．2．4 经济流速初步分析

5．3 经济流速与外部因素关系分析

5．3．1 经济流速与地形

5．3．2 经济流速与电价

5．3．3 经济流速与管道造价

5．4 经济流速与内部因素关系分析

5．5 经济流速分析与统计

5．5．1 经济流速分析

5．5．2 经济流速统计

5．6 实例应用对比

5．6．1 流量初分配

5．6．2 应用设计

5．6．3 总结分析

5．7 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 结语

6．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况