資源描述：
《同程系統(tǒng)與異程系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性比較》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、同程系統(tǒng)與異程系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性比較武漢科技大學(xué)符永正摘要：采用依次關(guān)閉各支路，然后計算未關(guān)閉支路的流量的方法，分析和對比異程系統(tǒng)與同程系統(tǒng)的穩(wěn)定性。得到如下結(jié)論：異程系統(tǒng)，從離熱源最近的支路到最遠支路，穩(wěn)定性依次變差。同程系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有對稱性，即網(wǎng)路中部的支路穩(wěn)定性最差，越往兩端，支路的穩(wěn)定性越好。同程系統(tǒng)的穩(wěn)定性總體上不如異程系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：水力穩(wěn)定性，耦合干擾，異程系統(tǒng)，同程系統(tǒng)1序言流體輸送系統(tǒng)中，各支路間、各用戶間、各末端設(shè)備間流量的藕合干擾問題，就是水力穩(wěn)定性（簡稱穩(wěn)定性）問題。比如，一個支路變動閥門開度改變流量，對其它支路
2、的流量影響較大，就可以說系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差；反之，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。對于一個支路，其它支路進行流量調(diào)節(jié)時，對該支路的流量影響較大，就可以說這個支路的穩(wěn)定性較差；反之，則這個支路的穩(wěn)定性較好。熱水供暖系統(tǒng)﹑空調(diào)冷凍水系統(tǒng)以及空調(diào)的風(fēng)系統(tǒng)等，任務(wù)都是將熱量和冷量輸送給末端設(shè)備。這種系統(tǒng)有一個突出的特點，就是常常需要根據(jù)熱、冷負荷的變化調(diào)節(jié)流量。這樣就產(chǎn)生了一個問題：整個系統(tǒng)是一個相互聯(lián)系的整體，某個用戶、某個末端設(shè)備的流量調(diào)節(jié)，勢必引起其它用戶、其它末端設(shè)備的流量變化，而這個變化又往往是人們不希望出現(xiàn)的。這樣既影響了供暖或空調(diào)的質(zhì)量，又浪
3、費了能源。所以，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，既是供暖空調(diào)效果的需要，也是節(jié)能的需要。同程系統(tǒng)和異程系統(tǒng)是供熱和空調(diào)工程中兩種基本的系統(tǒng)型式，本文針對這兩種系統(tǒng)進行穩(wěn)定性的分析和比較。所采用的方法，完全可以用于對其他影響穩(wěn)定性的各種因素的分析。2管網(wǎng)的求解方法對穩(wěn)定性進行定量的比較和分析，需要在不同條件下對管網(wǎng)進行求解。根據(jù)圖論方法，一個管網(wǎng)中各節(jié)點和各分支（任意兩相鄰節(jié)點之間均為一個分支）之間的關(guān)系，可以用關(guān)聯(lián)矩陣描述。對于一個有M個節(jié)點和N個分支的閉式管網(wǎng)，關(guān)聯(lián)矩陣為：，其中可以證明，A的秩為M-1，即矩陣A中任意M-1行是線性無關(guān)的。將A矩
4、陣去掉任意一行后的矩陣稱為基本關(guān)聯(lián)矩陣。那么節(jié)點流量平衡方程為=1,2,……M－1(1)式中為j分支的流量。上式用矩陣表示則為(2)式中為表示各分支流量的Ｎ階流量列陣。管網(wǎng)中各回路與各分支的關(guān)系，可用回路矩陣描述，回路矩陣為：式中，Ｐ為管網(wǎng)的基本回路數(shù)?？梢宰C明，Ｂ矩陣的秩為Ｒ＝Ｎ－（Ｍ－１），????即B矩陣中任意R行是線性無關(guān)的，也就是說在P個基本回路中只有R個回路是獨立的。那么將B矩陣中，任意R個回路對應(yīng)的子矩陣，稱為獨立回路矩陣，即這時管網(wǎng)的回路壓力平衡方程為(3)=1,2,……N-（M-1）式中，對于泵所不在的分支，為分支的
5、壓力損失；對于泵所在的分支，為分支的壓力損失與泵的揚程的代數(shù)和。（3）式用矩陣表示，即(4)式中H為N階列陣。各分支的流動損失采用下式計算：(5)式中h為分支的壓力損失；s為分支的阻抗；q為分支的流量。(1)與（3）聯(lián)立，共有（M-1）+N-（M-1）=N個獨立方程，在給出各分支阻抗及泵的特性曲線H=f(Q)之后，即可解出N個分支的流量。3分析方法對于一個具有若干個支路的管網(wǎng)(圖1)，確定一個設(shè)計工況，當(dāng)一個支路進行調(diào)節(jié)，重新計算其它各支路的流量。圖1異程系統(tǒng)這里將第i個支路的新流量與設(shè)計工況流量的比值稱為i支路的流量偏離系數(shù)。顯然X
6、i愈接近于1，則說明相對于主動調(diào)節(jié)支路，i支路的穩(wěn)定性越好；反之，則說明相對于主動調(diào)節(jié)支路，i支路的穩(wěn)定性越差。為了計算的方便，本文采用依次關(guān)閉各支路，然后計算未關(guān)閉支路的流量及流量偏離系數(shù)的方法，來進行穩(wěn)定性的對比和分析。雖然實際當(dāng)中的調(diào)節(jié)，并不是關(guān)閉，但無論開大、關(guān)小還是關(guān)閉某個支路，其它支路的反應(yīng)具有相同的可比性。對于第i個支路，當(dāng)其它支路分別關(guān)閉時，流量偏離系數(shù)的平均值為式中K為系統(tǒng)的支路數(shù)。各支路值的相對大小，則說明了各支路穩(wěn)定性的相對順序。大則穩(wěn)定性差，小則穩(wěn)定性好。當(dāng)?shù)趇個支路關(guān)閉時，其它支路X值的平均值為顯然Y值大，則
7、說明該支路的調(diào)節(jié)對其它支路的影響較大，反之則影響較小。4異程系統(tǒng)的穩(wěn)定性圖1所示為具有六個支路的異程系統(tǒng)，給定各分支的阻抗在表1中。泵的特性曲線為H=36.0-0.075Q-0.003Q2。不難驗證在這樣的條件下，各支路的流量均為4m3/h，以此為設(shè)計工況，分別關(guān)閉各支路，計算出其它支路的流量偏離系數(shù)在表2中。表1異程系統(tǒng)阻抗分布(h/m)分支????1????2????3????4????5????6????7????8S????1.67????1.42????1.1????0.74????0.5????0.5????0.005??
8、??0.005分支????9????10????11????7’????8’????9’????10’????11’S????0.01????0.02????0.03????0.005????0.005????0.01?
