給水管網交叉型節(jié)點非完全混合水質模型的研究.pdf

1、給水管網是城市的血管，流淌著城市的生命之水。EPANET工具包是目前給水管網建模公認的水力水質運行工況模擬的統一標準。然而該軟件的水質計算模型是以節(jié)點完全混合為前提，模擬管網水質分布存在較大誤差。
　　給水管網節(jié)點混合規(guī)律對給水管網水齡的計算、預測給水管網中化學物質的分布情況、給水管網水質監(jiān)測點的優(yōu)化布置、給水管網的日常運行維護和管理、提高給水管網水質模型精度、管網優(yōu)化調度有重要的理論和現實意義，為給水管網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，根據節(jié)點流量守恒和節(jié)點物質質量守恒，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。研究進口雷諾數之比ReS/W和出口雷諾數之比ReE/N對給水管網節(jié)點混合的影響。
　　實際給水管網交叉型節(jié)點有多種連接形式，建立給水管網十字節(jié)點、雙T節(jié)點、H節(jié)點幾何模型，劃分網格，運用Fluent軟件進行CFD

3、數值模擬；構建給水管網單節(jié)點混合實驗平臺，參考國內外文獻以Nacl為示蹤劑，對給水管網十字節(jié)點、雙T節(jié)點、H節(jié)點進行實驗模擬。通過數值模擬和實驗對比，研究交叉型單節(jié)點非完全混合規(guī)律，并將試驗結果與國外實驗和EPANET模擬結果進行對比分析。CFD數值模擬可以描述交叉型節(jié)點混合規(guī)律。
　　利用響應曲面法（RSM），對中心復合試驗設計的工況進行CFD數值模擬，建立高顯著性的給水管網十字節(jié)點、雙T節(jié)點（L=D、5D、10D）、H節(jié)點（L

4、=D、5D、10D）混合水質二次模型，反映進口雷諾數比和出口雷諾數比對節(jié)點混合的交互影響。
　　根據響應曲面法建立的給水管網交叉型節(jié)點不完全混合水質模型，通過程序編寫對傳統EPANET節(jié)點完全混合模型進行改進。利用EPANET和改進EPANET構建3-3節(jié)點給水管網模擬模型，通過靜態(tài)溶質輸運模擬和動態(tài)溶質輸運模擬，比較改進后的EPANET節(jié)點混合模型與傳統EPANET節(jié)點完全混合模型的不同。
　　構建4-4節(jié)點給水管網混合實