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《并联输水管道最优流量分配及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、并联输水管道最优流量分配及其应用994年6心第6期并联输水管道最优流量分配及其应用塞垂一迅｛江苏农学院水利系）,2提要针对长距离输水管道水力损失大，耗材量大的特点，木文就并联输水管道,以沿途各分流点•酌分流流量一定为限制条件，以总水力损失最小为目标，确定分流点从每条管道分流的流量并解决工程应用问题本方法对减小输水水力损失，节省管材具有明显效果.关键词并联管道,最优流量分配，水力损失，运行费用，管材量.，引言城区用水区域的天然水体水质污染严重或水量严重缺乏，需远距离引取数量充沛质地优良的用水,这就需要长距离输水•农HI灌溉也常需长距离输水•输水管道常设置两条或两条
2、以上对管道输水研究较多的是经济管线经济流速,经济管径和管材等,但未涉及两条和两条以上的并联管道输水优化组合运行问题.文献［1】推导了两条完全图1并联输水管路讣算参数相同中间无分流的并联管道，通过总流量定时，输水水力损失最小的条件是两管流量相等•两管流量比为2:1〜3:1时,水力损失増加33〜70%,极限状态下(一管流量为零)水力损失将增加3倍.木文研究并联输水管道的水力损失特性及其应用问题.二,最优流量分配如图1所示，设条管道EhA处向B处输水，起始流量为Q,条管道起始流量为Q(O<K<1.0),EhWi平衡条件知工K=1.0・第xT(i=1.2,…,m
3、)沿途及末端共有个分流点，第(『=1,2,-,)分流点从条管道共取水qj,管道取水q(0<Ko.<10),同样由流量平衡条件有本文于1993年4,ql3日收到50〜(1)从第i条工q=Q.工K=1.0,/=l,2,・・・EK□J=KQ.i=l,2,・・・,m⑵(3)⑷设管道各分流点压力足够,每条管道按分流点为界全程分为段，第i条管道第i计算管段的阻力系数为.这里的Q,田取决于用户或管道,,为变量.第i条管道第J计算管段的水头损失为.I-J!AHSIKQ—工(g女)1,f二1,2,…,III,J二1,2,…,,(5)1}—tl第i条管道水头损失为n广1]A
4、H=ESIKQ一工(g)l,l,2,・・・.(6)据水头损失的物理意义,流经第i条管道第J计算管段的水体，单位时间损失的能量为△l,AHPgIKQ—工()1r]pgSlKfQ—E(g女)1,f=1,2,—,III„;1,2,—,n,(7)式中p为水体密度,g为重力加速度•流经第i条管道的水体单位时间损失能量为AJjpgEsIKQ—工(g)l,=l,2,…,m.⑻流经m条管道的水体单位时间损失的总能量为m厂，一1]AJ=PgE.LIKQ-E(g)l.(9)flJIl一】I用Lagrangian乘子法求式(9),以式(1),⑶为条件的条件极值问题.引人函数LL=+(.)
5、+喜二・lo)'c?8以式(1),(3)为条件的A；取得极值的条件为Q主SU一c卜二o,H蕎一s,飘一弘T+,仁1,2,…柯,J1,2,…,n—1,(12)0,12—,?(13)考虑到碧Q春Sti[KIQ-(Kikqk]>-,z/a,c°°2L叫'i=l,2；-；J=l,2；..,n-1,(15)式(1O)满足式(11—⑶时得极小值•式(11),(⑵与式⑴及式⑶的前(n—1)个等式联列，共有n+1)个等式，可求得f=1,2,•••,ni),1,2/-,nt=1,2,•••,n-1),A,i,(『二1,2,…,一一1)共一(,1)个未知数由式(得管道末端流量分
6、配为］一，…m将式(6)代人式(11)有f一=const.,2,---()将式(5)代人式(⑵有，互AHu赢擂)式(17)表明.m条管道的水头损失相等•式(t8)表明,对任一分流点，在该分流点下游的III条管段水头损失相等•综合式(17),(18)可得总水力损失取得最小值的条件是,同流程的III条并联计算管段的水头损失相等，设其值为A心1,2,…,一),即AH..AA.i=l,2,・・・,III,=l,2,,,(19)事实上，此口寸改变任意两条管道的流量(总流量不变)，都将引起管道水头损失不等,从三，最优流量分配应用(一)最优流量分配的实现为使并联输水管道流量分配最
7、优,以使总输水水力损失最小，工程实践屮，可将m条并联管道在始端取水点相互连通，在同一分流点相互连通,用此简单方法即可使管道水头损失满足式(19)•否则，最优流量分配很难实现.从水库或外河取水靠重力自流输水，并联输水管道始端取水点自然连通•对用水泵提升至高位水池，然后用管道重力输水的情况,各泵的出水池（即输水管取水池）应相互连通或建成一个水池.否则各取水池水位可能不等,造成各条管道起始点水流能量不等，难以形成最优流量分配.同样，数台水泵并联直接向并联输水管供水时，应在水源水泵岀E1,途中加压水泵进订和出口设嚣连通管,然后再与输水管连接.水泵应采用相同型号.如6台同
