IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Рассмотрим два алгоритма локальной корректировки диаметров гидравлических систем (ГС), реализованных в разработанном пакете прикладных программ [1, 2].

Первый алгоритм применим при формировании граничных условий в энергоузлах (ЭУ), являющихся конечными узлами тупиковых ответвлений или узлами схода потоков в виде фиксированных потенциалов . Его основная задача состоит в восстановлении статуса таких узлов при образовании из них в процессе анализа точного потокораспределения "ложных" источников. Содержание алгоритма, совмещенного с процедурой анализа потокораспределения [3, 4, 5] на основе энергетического эквивалентирования [6], заключается в контроле всех участков со сменой направления течения на каждой итерации. Если среди них будет обнаружен участок, хотя бы один узел которого меняет свой режим функционирования, то процедура анализа прерывается с возвращением всем параметрам значений, соответствующих предыдущей итерации.

После этого из всего множества выбирается участок с максимальным перепадом давлений и выполняется проверка его совместного присутствия с участком, на котором смена направления потока недопустима, в составе одной цепи или кольца. Если при этом ориентация (знак) направления течений на обоих участках совпадает, то для участка с максимальным перепадом давлений диаметр увеличивается до ближайшего (большего) стандартного значения согласно используемого сортамента труб. В противном случае предпринимается перебор оставшихся участков в сторону уменьшения перепада давлений с проверкой указанного условия до тех пор, пока оно не будет выполнено. После смены диаметра на любом участке процедура анализа возобновляется.

К положительным качествам рассмотренного алгоритма несомненно относятся простота и надежность. В то же время для него характерны существенные недостатки. Во-первых, при обнаружении ложного источника на каждом этапе, производится изменение диаметра только одного участка, таким образом исключается возможность комплексного воздействия. Во-вторых, при выборе участка для воздействия полностью игнорируется экономическая оценка его целесообразности, тем самым проектируемая система практически бесконтрольно "удаляется" от оптимального состояния. В-третьих, алгоритм носит односторонний (узко направленный) характер, поскольку в его составе нет механизма контроля за соответствием расчетного потребления заданному.

Второй алгоритм уже формируется в виде самостоятельной вычислительной процедуры. Исходной позицией реализации этого алгоритма является анализ потокораспределения [3, 4, 5] при фиксировании номинального потребления, в результате которого определяются участковые расходы и узловые потенциалы .

На основе требуемых и расчетных значений узловых потенциалов определяется совокупность отклонений =, , по всем ЭУ присоединения потребителей. Из их множества выбирается максимальное значение ΔP^max, на величину которого (искусственно) увеличиваются давления одновременно во всех источниках не изменяя значения в остальных ЭУ сети.

Далее по математическим моделям [3, 4, 5] выполняется повторный анализ потокораспределения. Если при новом распределении расходов вновь обратиться к процедуре параметрической оптимизации [7], то в результате будут получены новые оптимальные перепады давлений на участках сети , которые будут отличаться от соответствующих им перепадов Таким образом удается установить соотношения гидравлических параметров для двух состояний одной и той же системы.

Проведенный эксперимент показал, что минимальное значение находится в пределах - 30-35 % , что примерно соответствует рекомендациям о смещении границы между двумя соседними размерами диаметров труб в сортаменте в меньшую сторону от среднеарифметического значения, с которой сопоставляется расчетная величина диаметра в традиционных процедурах стандартизации.

Локальная корректировка диаметров в задаче параметрической оптимизации необходима при реализации математических моделей резервирования [8] с целью обеспечения безопасности ГС.

Список использованной литературы

1.Квасов, И.С. Анализ и параметрический синтез трубопроводных гидравлических систем на основе функционального эквивалентирования: автореф. дис. доктора технических наук: 05.13.16 / И.С. Квасов. - Воронеж, 1998. - 30 c.

2. Сазонова, С.А. Разработка методов и алгоритмов технической диагностики систем газоснабжения: автореф. дис…канд. техн. наук / С.А. Сазонова -Воронеж, 2000. - 15с.

3. Сазонова, С.А. Моделирование неустановившегося и установившегося потокораспределения систем теплоснабжения / С.А. Сазонова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2013. - №1(10). - С. 55-60.

4. Сазонова, С.А. Итоги разработок математических моделей анализа потокораспределения для систем теплоснабжения / С.А. Сазонова // Вестник Воронежского государственного технического университета. - Том 7. - № 5. - 2011 - С. 68-71.

5. Сазонова, С.А. Модели оценки возмущенного состояния системы теплоснабжения / С.А. Сазонова // Инженерная физика. - 2010. - № 3 – С. 45-46.

6. Колодяжный, С.А. Применение энергетического эквивалентирования для формирования граничных условий к модели анализа потокораспределения системы теплоснабжения / С.А. Колодяжный, Е.А. Сушко , С.А. Сазонова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2013. - № 3 (12). - С. 8-15.

7. Сазонова, С.А. Реализация методов и алгоритмы при решении задач обеспечения безопасности функционирующих систем теплоснабжения / С.А. Сазонова // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2015. - №15. – С. 79-80.

8. Сазонова, С.А. Математическое моделирование резервирования систем теплоснабжения в аварийных ситуациях / С.А. Сазонова, В.Я. Манохин, М.В. Манохин, С.Д. Николенко // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. - 2015. - №4(34). – С. 440-448.

Код для цитирования: Скопировать