文档介绍：西华大学
硕士学位论文
城市给水管网的数值计算及优化设计
姓名:张雷
申请学位级别:硕士
专业:水利水电工程
指导教师:刘小兵
20070301
摘要善整个管网的水力条件,将产生巨大的经济效益和社会效益。管网优化技术在工程实践中运用不仅能节省大量的资金,而且还能改本文着重对城市输配水系统的优化设计进行研究。首先针对优化设计的基础,如给水管网的布置及其简化,管网系统的水力分析进行了深入的研究;然后运用系统理论分别建立了多种供水情况下的数学模型,分析了经济参数对优化计算结果的影响:最后对管网系统模型进行求解的方法作了系统分析。由于标准优化算法优化结果为一个连续变量,而实际管径的非连续性使得标准优化法的结果可能不能满足设计要求。将软件和标准优化算法相结合,在得到优化结果后应用软件进行模拟,这样不仅可以得到所有节点和管段的全部信息,还可以对管网模型进行校核。本研究结合南充市的给水系统工程实例,对该市的管网在新建或改扩建时进行了优化布置并对其合理简化,经水力计算得出优化结果。根据优化设计方法的内容,利用软件进行了模拟,得到了较为满意的关键词:给水管网,优化设计,数学模型,经济参数,求解方法效果。
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裁舐召母翊驷声明本人声明所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西华大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所傲的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的,论文成果归西华大学所有,特此声明。作者签名:西华大学硕士学位论文
第一章绪论课题的来源课题研究的目的和意义管网在其新建成的一定时期内,其供水能力是可以满足用户用水要求的。由于给水工程在工业建设和人民生活中占有重要地位,随着城市的发展、给水管网供水能力逐渐不能适应用水最增长的需要,同时,由于给水管网规模的不断扩大,管线改造、铺设缺乏统一规划,大规模给水管网系统在管线连接、构筑物设置等方面存在诸多不合理之处,增大了供水能耗,并使部分供水区域水最欠缺、低压区不断扩大、供水安全性降低。这一系列问题成为我国各城市面临的供水管网扩建优化的重大问题和难题【啤以往的城市给水管网工程设计往往是根据工程师的经验用手工计算进行的。自世纪年代开始,国际上在经验总结和数理分析的基础上,逐水管网“合理设计和管理”阶段。与此同时,随着系统分析方法,数学优本课题来源于四川省重点学科和一企业委托项目。几十年来,我国给水事业的迅速发展。各地城市均具规模,城市给水用水人口的不断增加和人民生活水平的日益提高,城市用水量急剧增长,渐建立起各种给水工程的数学模式,发展到了以定量和半定量为标志的给化技术和计算机的发展,开展了对包括给水管网的优化在内的给水排水系统优化的研究和实践。给排水工程的最优化设计,是运用系统分析原理和最优化技术设计出效率高、能耗低、费用小、可靠性适当的给排水系统。最优化设计与常规设计相比,有以下优点:梢源酉低车母髦挚赡芙峁购筒问姓业阶罴哑ヅ洌拐逍茏佳,从而提高系统的效率,降低投资和运行费用。梢远韵低臣捌涔探卸炕淖刺D猓峁└髦肿刺碌拇量信息,从而提高所优选状态的可靠性和稳定性。梢晕J迪旨扑慊ㄖ杓坪妥远诵泄芾硖峁┝己玫幕梢猿晌H狈こ叹榈娜嗽钡囊桓鲇辛Φ母ㄖぞ摺西华大学硕士学位论文
会被发现,严重的材料浪费不易暴露出来,不容易引起人们的重视和注意。地下,其隐蔽性相当强,即使是大口径的管线,只要满足供水要求,就不这就要求在设计过程中,尽量多考虑可能出现的事故发生时,所能提供的供水能力。要达到投资少、能耗低、可靠性适当的优化目标,必须首先优化配水管网的设计、运行方案不仅从费用效益而言,一般给排水优化设计可比传统设计节省,因此,给水管网的优化设计在给水工程中具有很给水管网优化技术的发展决定了管网是一个非线性的网络,设计变量往往受到一组非线性方程的约束。管网优化设计计算,主要是为了进行新建或扩建管网的规划设计和初给水管网系统,不仅基建投资占给水工程总投资的%ィ欢以诵电费高,一般要占制水成本的。与此同时,由于配水管网全部埋于给水管网系统的另一个特点是不管设计的合理与否,一旦实旌,更改困难,大的实际意义。给水管网是一个由管道、泵站、水塔等部分所构成的复杂系统,设计变量主要有管段管径、水泵扬程、节点压力等。管道的水头损失计算模型步设计,使其达到在基本建设投资饕1硐治9芫蹲楹及常年运行费用醚锍最小的情况下,满足用户对水量和水压的要求。管网的优化设计计算,通过建立经济模型和优化计算数学模型,并加以多个约束条件后,通过一定的数学算法,得出最经济的