bbk 000000

УДК 628.144:532.542

Епифанов С. П., Зоркальцев В. И.

Задача потокораспределения с нефиксированными узловыми отборами

Аннотация

Рассматривается модель потокораспределения в системах подачи и распределения воды с нефиксированными узловыми отборами. Модель дает более точные характеристики потокораспределения не только в нормальных, но и в аварийных режимах. Предлагаемые зависимости узловых расходов от напоров в узлах позволяют получать более реальную величину отборов воды у потребителей. Приводится алгоритм решения задачи потокораспределения в виде системы нелинейных алгебраических уравнений, а также пример, в котором демонстрируются различия в результатах расчета потокораспределения при фиксированных и нефиксированных узловых отборах воды.

Ключевые слова

водоснабжение , утечки воды , трубопроводная система , потокораспределение , нефиксированный узловой отбор , пьезометрический напор

bbk 000000

УДК 628.14:519.6

Новицкий Н. Н., Михайловский Е. А.

Инновационный программный комплекс «ИСИГР»
для моделирования режимов работы систем водоснабжения

Аннотация

Резервы энерго- и ресурсосбережения в системах подачи и распределения воды в значительной мере могут быть реализованы путем рациональной организации гидравлических режимов их работы с применением современных методов математического и компьютерного моделирования. Дается характеристика программно-вычислительного комплекса нового поколения, который обеспечивает возможность удаленного применения эффективных методов расчета режимов работы систем подачи и распределения воды. Принципы реализации комплекса позволяют выполнять расчеты в любое время, в любом месте и любому числу пользователей при наличии подключения к сети интернет и стандартного веб-браузера. Излагаются технологии, положенные в основу комплекса, а также его пользовательские возможности и вычислительные характеристики. Приводятся результаты опытно-промышленной эксплуатации программно-вычислительного комплекса. Приложение потенциально применимо в различных отраслях (энергетика, жилищно-коммунальное хозяйство, строительство и др.) и сферах дея­тельности (проектирование, эксплуатация, исследования, обучение). Оно также будет полезно специалистам разного уровня – инженерам, исследователям, аспирантам, студентам и т. д.

Ключевые слова

гидравлический режим , система подачи и распределения воды , потокораспределение , программно-вычислительный комплекс , математическое и компьютерное моделирование

DOI 10.35776/MNP.2020.05.03
УДК 004.94+519.6:656.56+699.814

Михайловский Е. А.

Моделирование гидравлических режимов работы водяных систем пожаротушения в сети Интернет

Аннотация

Основу противопожарной защиты производственных и складских помещений, торгово-развлекательных центров и других объектов составляют автоматические установки пожаротушения, внутренний противопожарный водопровод и водяные завесы. При проектировании таких систем выполняется гидравлический расчет, анализ результатов которого позволяет подобрать требуемый состав оборудования, оценить работу систем в разных режимах и прочее. Проводится гидравлический расчет, как правило, с помощью ручного счета, или этот процесс частично автоматизирован. Также используются алгоритмы, реализующие численные методы моделирования, что требует наличия готовых программ, упрощающих составление системы уравнений с формированием расчетной схемы из узлов и соединяющих ветвей. Существующие на отечественном рынке программы либо не эффективны, либо имеют высокую стоимость, и при этом требуется обучение пользователей. Излагается содержательная и математическая постановка задачи потокораспределения с нефиксированными узловыми расходами для произвольной трубопроводной системы, включая противопожарную. Приведена соответствующая модификация метода узловых давлений, которая учитывает зависимость расхода через насадок (ороситель, пожарный ствол и т. д.) от давления (напора) перед ним. Эта и другие задачи могут быть решены с помощью программно-вычислительного комплекса «ИСИГР», разработанного в Институте систем энергетики им. Л. А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук. Комп­лекс предназначен для моделирования в сети Интернет гидравличес­ких режимов кольцевых систем водо-, газоснабжения и пожаротушения. Программа имеет эффективный, удобный, интуитивно понятный графический интерфейс пользователя, позволяющий с минимальными усилиями нарисовать схему сети, выполнить гидравличес­кий расчет, а его результат интерпретировать в графичес­ком и табличном виде.

Ключевые слова

водоснабжение , потокораспределение , водяная завеса , математическое и компьютерное моделирование , внутренний противопожарный водопровод , автоматическая установка пожаротушения

bbk 000000

УДК 628.144:532.542

Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Зоркальцев В. И., Куртин А. В., Обуздин С. Ю.

Потокораспределение в системах подачи и распределения воды с автоматическими регуляторами давления

Аннотация

Рассматривается задача потокораспределения в произвольных трубопроводных системах, в том числе в системах подачи и распределения воды с автоматическими регуляторами давления. Для повышения надежности функционирования систем часто устанавливают регуляторы давления «после себя» (редукционные клапаны) и «до себя» (резервуарные, перепускные клапаны). На водопроводных сетях г. Иркутска в последние годы были установлены регуляторы давления производства фирмы Bermad, что позволило снизить и стабилизировать давление в некоторых зонах. Но есть зоны, которые имеют питание от нескольких водоводов с различным давлением в местах подключения, поэтому иногда происходит полное закрытие некоторых регуляторов (чаще меньших диаметров), либо возможен переворот потока, и вода движется через регулятор в обратном направлении. При этом регулятор не выполняет свою функцию. Математическое моделирование таких крайних ситуаций очень важно, так как именно они существенно усложняют эксплуатацию систем подачи и распределения воды. Предложены математические модели автоматических регуляторов давления «до себя», «после себя» и перепада давления с учетом их исполнения: нормально открыты или нормально закрыты. Приведена математическая постановка задачи потокораспределения в системах подачи и распределения воды с регуляторами давления. Решена актуальная для практики задача потокораспределения в трубопроводных системах с автоматическими регуляторами в постановке, описывающей различные ситуации работы автоматических регуляторов. Предложен простой и эффективный метод решения поставленной задачи потокораспределения, который не требует вычисления производных и имеет достаточно быструю сходимость. На основании численных экспериментов можно предположить, что число итераций незначительно зависит от размерности задачи (числа узлов и дуг), но существенно зависит от разброса значений гидравлических сопротивлений и в меньшей степени – узловых отборов.

Ключевые слова

давление , математическая модель , трубопроводная система , потокораспределение , пьезометрический напор , системы подачи и распределения воды