Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Метод контрольного объема для расчета гидравлических сетей

Опубликовано: 10.10.2013

Авторы: Белова О.В., Волков В.Ю., Скибин А.П.

Опубликовано в выпуске: #5(17)/2013

DOI: 10.18698/2308-6033-2013-5-764

Раздел: Машиностроение | Рубрика: Вакуумная и компрессорная техника

Решение задачи потокораспределения является неотъемлемой и крайне важной проблемой при моделировании работы нефте- и газопроводов, а также водопроводных и тепловых сетей (далее - гидравлические сети). Обычно методики расчета подобных систем базируются на первом и втором законах Кирхгофа, законе сохранения массового баланса и законе сохранения энергии. На этих же законах основаны и численные методы решения гидравлических сетей вплоть до современных программных продуктов. Авторами был совершен переход от методов, основанных на совместном решении законов Кирхгофа, к численному решению распределения потоков в гидравлической сети с помощью дискретизации уравнения неразрывности, которое приводится к разностному аналогу дифференциального уравнения второго порядка относительно давления. Данный метод успешно апробирован на примере решения нескольких тестовых задач.


Литература
[1] Cross H. Analysis of flow in networks of conduits or conductors. Engineering Experiment Station, University of Illinois, 1936, 38 p.
[2] Todini E., Pilati S. A gradient method for the analysis of pipe networks. International Conference on Computer Applications for Water Supply and Distribution. Leicester Polytechnic, UK, September 8—10, 1987
[3] Меренков А.П., Хасилев М.Ю. Теория гидравлических цепей. Москва, 1985, 279 с.
[4] Андрияшев М.М. Техника расчета водопроводной сети. Москва, ОГИЗ, 1932, 62 с.
[5] Лобачев В.Г. Новый метод увязки колец при расчете водопроводных сетей. Санитарная техника, 1934, № 2, с. 8-12
[6] Kirchhoff G. Ueber die Auflo- sung der Gleichungen, auf welche man bei Un-tersuchung der linearen Verthei- lung, galvanische Strome gefuhrt wird. Leipzig. Annalen der Physik und Chemie (Poggendorf), 1847, Bd. 72, N 12, ss. 497-508
[7] Lewis A. Rossman, EPANET 2, USERS MANUAL. Water Supply and Water Resources Division National Risk Management Research Laboratory Cincinnati, OH 45268, September, 2000, 200 p.
[8] Файзуллин Р.Т. Расчет и оптимизация больших гидравлических сетей. Труды Международной конференции RDAMM-2001, т. 6, ч. 2, Спец. выпуск. Новосибирск, с. 638-641
[9] Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. Москва, Мир, 1981, 299 с.
[10] Расчет параметров микроклимата с учетом конденсации влаги в рудничной вентиляционной сети. Аэрология, метан, безопасность: Сб. статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. Москва, Изд-во "Горная книга", № ОВ7, 2011, с. 331-344
[11] Применение совмещенной сетки для численного решения трехмерных задач гидродинамики и теплообмена методом контрольного объема. Инженерно-физический журнал, 1998, вып. 71, № 4, с. 740-745
[12] Patankar S.V. Numerical heat transfer and fluid flow. Taylor and Francis, 1981, 196 p.
[13] Скибин А.П. Вариант конечно-элементного метода контрольного объема для решения задач тепломассообмена. Дис. ... канд. техн. наук. Москва, 1993, 222 с.
[14] Логинов К.В. Модели и алгоритмы расчетов режимов работы сложных гидравлических сетей. Дис. ... канд. техн. наук: Омск, 2004, 137 с.
[15] Jacobian Matrix for Solving Water Distribution System Equations with the Darcy-Weisbach Head-Loss Model. J. Of Hydraulic Engineering, 2011, vol. 137 (6), pp. 696-700
[16] Swamee P., Jain A. Explicit equations for pipe flow problems. J. Hydraul. Div., 1976, vol. 102 (5), pp. 657-664
[17] Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Москва, Машиностроение, 1975, 559 с.