Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

Personal portfolio

Современный этап развития теории гидравлических цепей характеризуется как существенным расширением проблематики и областей ее применение, так и дальнейшим развитием методической и алгоритмической базы для решения традиционных и новых задач расчета и оптимизации трубопроводных и гидравлических систем различного типа и назначения. Одним из важных направлений развития теории является совершенствование ее модельного аппарата в направлении повышения степени адекватности привлекаемых математических моделей физическими процессами, протекающим в реальных системах. К числу наиболее сложных в теоретическом отношении можно отнести проблему моделирования гидравлических сетей, например, таких как схемы трубопроводов систем теплоснабжения крупного города.

В реальных схемах трубопроводов системы теплоснабжения можно выделить несколько расчетных циклов

При структурном описании разветвленную схему трубопроводов можно представить в виде орграфа с вершинами: i = 1, ..., N, N+1, ..., N+K, N+K+1, ..., N+К+М, где вершины N и М соответствуют исходным и конечным пунктам; К - промежуточные вершины, соответствующие переходам между различными участками трубопровода с неизвестными характеристиками потоков.

Между вершинами существует связь в виде участков трубопровода, которую можно моделировать ребрами lij - длинами участков соединяющих i-ю и j-ю вершины. Наличие таких связей можно отразить с помощью составления матрицы

а.

Считается, что изучаемый трубопровод является связным, т.е. такой, что для каждой пары вершин существует цепь их соединяющая. В противном случае несвязанные между собой участки рассчитываются отдельно.

Каждому существующему ребру lij соответствует свой диаметр dij, средняя скорость течения Wij, расход Qij, падение давления ΔРij и дополнительный напор Pij, создаваемый насосами. Каждой вершине соответствует свое значение гидравлического напора Рk (k=1, ..., N+К+М). От каждой исходной вершины отходит только одно ребро и к каждой конечной вершине также ведет лишь одно ребро. Для каждого узла j, начиная с i = N+1 до N+К+М, выбираются такие входящие в этот узел участки, для которых ΔРij имеет наибольшее значение. Затем путем исключения всех ребер, принадлежащих уже рассчитанным цепочкам участков, идентифицируются следующие участки схемы трубопроводов.

Технология проведения структурного анализа проверена на примере разветвленных внутриквартальных трубопроводов системы теплоснабжения жилых районов крупных населенных пунктов, имеющие большое количество участков. Каждая система трубопроводов имеет свои особенности и отличия по пространственной конфигурации, сильной разветвленности, количества потребителей, большой плотности оборудования на малых расстояниях и т.д. Соответственно будут существовать отличия в числе идентифицированных контуров, их рангов и последовательности расчета. В результате осуществлена идентификация участков трассы трубопроводов систем теплоснабжения с последующим их выделением по наибольшему гидравлическому сопротивлению и определена оптимальная последовательность ее расчета.