給水管網(wǎng)交叉型節(jié)點非完全混合水質(zhì)模型的研究.pdf

1、給水管網(wǎng)是城市的血管，流淌著城市的生命之水。EPANET工具包是目前給水管網(wǎng)建模公認的水力水質(zhì)運行工況模擬的統(tǒng)一標準。然而該軟件的水質(zhì)計算模型是以節(jié)點完全混合為前提，模擬管網(wǎng)水質(zhì)分布存在較大誤差。
　　給水管網(wǎng)節(jié)點混合規(guī)律對給水管網(wǎng)水齡的計算、預(yù)測給水管網(wǎng)中化學(xué)物質(zhì)的分布情況、給水管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測點的優(yōu)化布置、給水管網(wǎng)的日常運行維護和管理、提高給水管網(wǎng)水質(zhì)模型精度、管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度有重要的理論和現(xiàn)實意義，為給水管網(wǎng)信息化和智能化提供堅實的

2、理論和模型支撐。
　　為研究交叉型節(jié)點處的混合規(guī)律，根據(jù)節(jié)點流量守恒和節(jié)點物質(zhì)質(zhì)量守恒，定義交叉型節(jié)點混合評價指標L*。L*可以定量的表示管道節(jié)點混合的程度，更準確的描述節(jié)點混合的情況，為節(jié)點混合的研究提供理論基礎(chǔ)。研究進口雷諾數(shù)之比ReS/W和出口雷諾數(shù)之比ReE/N對給水管網(wǎng)節(jié)點混合的影響。
　　實際給水管網(wǎng)交叉型節(jié)點有多種連接形式，建立給水管網(wǎng)十字節(jié)點、雙T節(jié)點、H節(jié)點幾何模型，劃分網(wǎng)格，運用Fluent軟件進行CFD

3、數(shù)值模擬；構(gòu)建給水管網(wǎng)單節(jié)點混合實驗平臺，參考國內(nèi)外文獻以Nacl為示蹤劑，對給水管網(wǎng)十字節(jié)點、雙T節(jié)點、H節(jié)點進行實驗?zāi)M。通過數(shù)值模擬和實驗對比，研究交叉型單節(jié)點非完全混合規(guī)律，并將試驗結(jié)果與國外實驗和EPANET模擬結(jié)果進行對比分析。CFD數(shù)值模擬可以描述交叉型節(jié)點混合規(guī)律。
　　利用響應(yīng)曲面法（RSM），對中心復(fù)合試驗設(shè)計的工況進行CFD數(shù)值模擬，建立高顯著性的給水管網(wǎng)十字節(jié)點、雙T節(jié)點（L=D、5D、10D）、H節(jié)點（L

4、=D、5D、10D）混合水質(zhì)二次模型，反映進口雷諾數(shù)比和出口雷諾數(shù)比對節(jié)點混合的交互影響。
　　根據(jù)響應(yīng)曲面法建立的給水管網(wǎng)交叉型節(jié)點不完全混合水質(zhì)模型，通過程序編寫對傳統(tǒng)EPANET節(jié)點完全混合模型進行改進。利用EPANET和改進EPANET構(gòu)建3-3節(jié)點給水管網(wǎng)模擬模型，通過靜態(tài)溶質(zhì)輸運模擬和動態(tài)溶質(zhì)輸運模擬，比較改進后的EPANET節(jié)點混合模型與傳統(tǒng)EPANET節(jié)點完全混合模型的不同。
　　構(gòu)建4-4節(jié)點給水管網(wǎng)混合實