автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Экспериментальное и численное моделирование переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях

0046

На правах рукописи

Лиханов Дмитрий Михайлович

Экспериментальное и численное моделирование переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях

Специальности: 05.23.16. - Гидравлика и инженерная гидрология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 С ЛЕН 2013

Москва 2010

004617504

Работа выполнена на кафедре «Насосы и насосные станции» ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Карамбиров С.Н. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Картвелишвили JI.H кандидат технических наук, Фартуков В.А.

Ведущая организация: Научно-исследовательский инсти-

тут коммунального водоснабжения и очистки воды

Защита состоится 2010 года вУ? -о-, час. на заседании диссер-

тационного совета Д 220.045.02 в ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА» по адресу127550 Москва, ул. Прянишникова, д.19, учебный корпус 1, ауд. 201, тел/факс: 8(495)9761046.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА».

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА» (www.msuee.ru).

Автореферат разослан^ ^svSY^ 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета И.М.Евдокимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Опыт эксплуатации водопроводных систем , что резкие колебания давления (гидравлический удар) могут привести к разрушению сети, поломкам трубопроводной арматуры, насосов и даже к полному выходу из строя насосных станций.

Аварии, возникающие при гидравлических ударах, наносят существенный экономический ущерб, вследствие затрат на их ликвидацию и перерывов в подаче воды на предприятия, связанных с ремонтом. В связи с этим важным становится вопрос защиты насосных станций и водопроводных сетей от гидравлических ударов.

Переходные процессы в водопроводных системах по своей природе относятся к сложным, динамическим процессам. Факторы, определяющие протекание этих процессов, многообразны и учет их влияния весьма затруднен.

Указанные обстоятельства создают необходимость дальнейшего развития натурных и численных методов исследования переходных процессов в сложных условиях работы систем подачи и распределения воды (СПРВ).

Целью работы является разработка комплексных методов исследования, основанных как на данных экспериментов, так и на результатах расчетов переходных процессов в сложных условиях кольцевых водопроводных сетей.

Достижение поставленной цели потребовало решения ряда проблем, основными из которых являются:

1. Совершенствование методики проведения экспериментов по регистрации основных параметров переходных процессов, возникающих при отключении одного или нескольких насосных агрегатов на действующих насосных станциях систем водоснабжения;

2. Определение основных факторов, точность задания которых в наибольшей степени влияет на результаты расчета переходных процессов в напорных трубопроводах, и разработка количественных методов их сравнения;

3. Обоснование расчетной схемы, наиболее адекватно учитывающей особенности переходных процессов в кольцевых сетях систем водоснабжения;

4. Проведение численных экспериментов по моделированию переходных процессов в водопроводных сетях при различных возмущающих факторах с учетом неопределенности исходных данных и неоднозначности граничных условий.

Научная новизна работы. Впервые получены и существенно усовершенствованы следующие положения:

• методика проведения натурных экспериментов по исследованию переходных процессов на'действующих сетях систем водоснабжения;

• проведение расчетов по гидравлическому удару в простом трубопроводе с использованием пакетов компьютерной математики и трехмерным представлением результатов; ,..,,,.

• сравнительный анализ основных методов интегрирования системы дифференциальных уравнений, описывающих, протекание переходных процессов в напорных трубопроводах;

• методика, учитывающая влияние параметров расчетной схемы на максимальное повышение давления при гидравлическом ударе;

• учет кольцевой структуры расчетной схемы путем задания граничных условий в узлах-ветвлениях;

• возможность задания при расчете переходных процессов не только сосредоточенного, но и распределенного отборов воды из сети;

• проведение расчетов, описывающих протекание переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях для множества расчетных случаев в широком диапазоне вариации параметров, что является альтернативой их детерминированному заданию, используемому в настоящее время;

Методология и достоверность исследований. Натурные эксперименты проводились с использованием методов и средств измерений, разработанных на кафедре "Насосы и насосные станции" в ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» (под руководством профессора, д.т.н. Д.С. Беглярова) при непосредственном участии автора и научного руководителя профессора, д.т.н. С.Н. Карамбиро-ва.

В качестве инструментов решения поставленных задач использовались численные методы расчёта инженерных сетей, методы решения уравнений математической физики, использование пакетов компьютерной математики.

Применение апробированных методов определяет достоверность исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно - технических конференциях, в том числе международных, в г. Санкт-Петербурге (2009 г.), Москве (2009 - 2010г).

Практическая иенность работы и реализация результатов.

Разработанные методика расчета переходных процессов на водоводах, в кольцевых и тупиковых сетях водоснабжения, а также реализующий эту методику пакет прикладных программ позволяют оценивать в интервальном виде негативные последствия гидравлического удара, выбирать подходящие устройства для борьбы с ними.

Данная программа локализует места экстремальных значений гидравлических переменных, что позволяет проектировать сети с параметрами, не выходящими за пределы допустимых, снизив, таким образом, до минимума ущербы от гидроудара.

Результаты диссертации использованы при реконструкции водопроводных сетей г. Кингисеппа Ленинградской области.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы (162 наименования) и приложения. Объем работы 182 страницы, она содержит 11 таблиц и 86 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Современное водоснабжение представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений по добыче, обработке, подаче и распределению воды между потребителями.

Эффективность и долговечность водопроводных систем зависит как от их правильного проектирования, так и от организации технологических процессов эксплуатации.

Особенно большое значение имеют исследования нестационарных процессов, возникновение которых связано с разного рода технологическими процессами, происходящими в водопроводных сетях.

Одной из особенностей систем водоснабжения является невозможность проведения натурных экспериментов по исследованиям переходных процессов на действующих сетях в полном объёме. Выходом из положения может быть численное моделирование.

Применение вычислительной техники позволяет не только освободить человека от рутинной трудоемкой работы, но и значительно расширить круг решаемых задач.

Литература в этой области знаний посвящена накоплению математических моделей, методов и программных комплексов для решения отдельных задач, связанных с оптимизацией структуры, схем и параметров СПРВ в стационарных режимах работы, и в меньшей мере - изучению нестационарных режимов функционирования подобных систем.

В первой главе приводятся основные результаты обзора и анализа ранее опубликованных работ по вопросам теории гидравлического удара и переходных процессов. Отмечается, что наиболее значительный вклад в изучение теории гидравлического удара с учетом упругих свойств трубопровода и движущейся по нему жидкости была заложена Н.Е. Жуков-ским(1899). Широко известны работы таких авторов, как В.М. Алышев, М.М.Андрияшев, Б.Л. Буниатян, В.И. Виссарионов, К.П. Вишневский, B.C. Дикаревский, H.A. Картвелишвили, Л.Н. Картвелишвили, Г.И. Крив-ченко, Б.Ф. Лямаев, Н.Ф. Манджавидзе, Г.И. Мелконян, A.B. Мишуев, Л.Ф. Мошнин, Г.П. Небольсин, В.А. Нелюбов, A.A. Сурин, И.А. Чарный, В.М. Усаковский, Л. Аллиеви, Л. Бержерон, И. Пирсол, Д. Фокс, В. Стри-тер, О Шнидер, и многих других.

Отмечается, что результаты расчетов для сложных напорных трубопроводов получены: М.А Мостовым, H.A. Картвелишвили, A.A. Сури-ным, И.А. Чарным, И.Ф. Ливундовым, Л.Ф. Мошниным, К.Г. Асатуром,

К.П. Вишневским, А.В. Мишуевым, Д.Н. Смирновым, B.C. Дикаревским, А.Ф. Мостовым, Г.Н. Кривченко и др.

Рассмотрены методы расчета переходных процессов на ЭВМ. Приводятся положения расчетов по методике К.П. Вишневского и Д. Фокса.

Проблемы гидравлического удара и разработанных для его расчета методик ещё не в полной мере разрешены из-за многообразия влияющих факторов и сложности процессов, протекающих, как в трубопроводах, так и в иных сооружениях сети водоснабжения.

Известно, что при работе напорных систем водоподачи их параметры беспрерывно изменяются, поэтому деление процессов на стационарные и переходные весьма условно. При режимах, принимаемых за стационарные, в действительности происходят некоторые изменения параметров, но они относительно невелики, и поэтому их можно не учитывать.

Принято считать, что переходный процесс в гидравлической системе - это переход из одного условного стационарного режима в другой с изменением параметров (давление, скорость движения воды, частота вращения ротора агрегата и др.), определяющих эти процессы при стационарных режимах.

Повышения давления в напорных системах водоподачи происходят при переходных процессах, возникающих при плановых и аварийных остановках насосных агрегатов, их пусках, изменении частоты вращения насосных агрегатов, закрытиях запорной арматуры, заполнениях трубопроводов водой. В первой главе рассматриваются основные случаи повышения давления в системах водоподачи, как факторы возникновения переходных процессов в этих системах, и наиболее эффективные на сегодняшний день методы и сооружения на сетях для борьбы с гидравлическим ударом.

Во второй главе приводятся исследования влияния точности исходных данных и методов интегрирования дифференциальных уравнений на результаты расчета переходных процессов.

Отмечается сложность определения неопределённых исходных параметров, имеющих множество возможных значений. Влияние отдельных параметров на результат расчёта может существенно исказить результаты. Если оно достаточно мало, то неопределённостью соответствующего параметра можно для простоты пренебречь. Мера влияния параметров на результат расчёта формализуется в понятии релевантности. С его помощью различные параметры упорядочиваются по степени их влияния.

Влияние неопределённости параметра х/ _ при выбранном варианте решения Y измеряется так называемой абсолютной релевантностью

■;XL j min^y - j

)

где 2 параметр нестационарного потокораспределения, определяющийся векторами независимых неопределённых параметров Х=(х/г..., х/) и зависимых (выбираемых) граничных условий У=(уь.... у,),

Хп -фиксированное среднее значение.

Рассмотрим традиционную задачу мгновенного закрытия запорного устройства в конце трубопровода, питаемого из резервуара - рис.1. Для простоты будем рассматривать время протекания процесса, при котором скорость воды, вытекающей из бака, сохраняет постоянное исходное значение. Тогда граничные условия будут иметь вид:

А (0,0= Н0 (2)

И(Ь, 1)=Н0+сщ^ (3)

у(Ь,0=0 (4)

у(О,0=Уо (5)

Начальные условия достаточно очевидны:

И(х,0)=Н0 (б)

vM;=v0 (7)

К

С" г

Рис.1. Расчетная схема примера Целью задачи является определение функций скорости и напора во времени и в пространстве у=у(х,1); И=И(х,() аналитически (методом разделения переменных) и численными методами:

• аппроксимации частных производных (конечных разностей);

• методом сквозного счета Маккормака ;

• методом характеристик;

• стандартным методом системы компьютерной математики МаЛСас!

у0 2с у„ ^ соь{пл) . (пя Л (плс л ~-Х +---•> -*--'51п| -x -соб -г

Общее решение для функции Щх,г,) полученное методом разделения переменных, имеет вид:

(8),

где Но - высота бака; с - скорость распространения волны; g - ускорение свободного падения; Ь - длина трубопровода^ - начальная скорость.

Входящие в решение (8) параметры (скорость звука, уровень воды в резервуаре и начальная скорость) лишь в редких случаях могут быть зада-

7

ны точно. Вариации скорости и уровня воды в резервуаре зависят от конкретной задачи и, как правило, могут быть оценены специалистом. Отмеченные изменения рассматриваются как стохастическая неопределенность, и ставится задача нахождения распределения решения (напора) при вероятностном задании данных. Потери на трение не учитываются.

Пусть скорость распространения волн, уровень воды в резервуаре и стационарная скорость вода распределены нормально с математическими ожиданиями с'о, Ноо, уо0й дисперсиями £>с, ОНо,йч0, соответственно.

Тогда напор в точке (х, у): к=к(х,у) будет иметь нормальное распределение с математическим ожиданием И0=И(со, Ноо,уоо) и дисперсией

(9)

ИИ = Ис

+ ин,

( гъ ] 1

+ 1*0 ■

V

дИ

ду.

Из расчета следует, что дисперсия максимального напора составляет 52,97м2, что соответствует среднеквадратическому отклонению 7,28м.

Гистограмма максимальных напоров, полученная при имитационном моделировании, приведена на рис. 2.

Полученные данные обрабатывались статистическими методами. В частности, находился 95% доверительный интервал для дисперсии максимальных напоров с использованием критерия %2.

2С-

№ X

Л

60

70

Рис. 2. Гистограмма максимальных напоров при имитации (100 итераций)

Таким образом, 95 % доверительный интервал для дисперсии максимального напора составляет [33,53.. .58,67] м2, а попадание в него теоретической оценки (52,97м2) говорит об адекватности модели. При численном моделировании явные конечно-разностные приближения для решения задач с начальными условиями для систем уравнений гиперболического типа, записываются в форме законов сохранения:

з/ ,

(10)

Ы дх

где/ А а В-/У-мерные векторы, которые для дифференциальных уравнений, описывающих процессы неустановившегося движения воды в трубах,

получаются из уравнений переходного процесса с учётом диссипативных членов (ЛГ= 2):

/ =

А =

у;

£

в =

о

л

2с1

(И)

Интегрирование проводится методом сквозного счёта, т.е. возникающие в потоке ударные волны или контактные разрывы не выделяются и проявляются в виде сильных градиентов соответствующих параметров решения. Обычно в этом случае ударные волны «размазываются» на 2-3 интервала Лг.

Численные алгоритмы основаны на методе Рунге-Кутта для решения обыкновенных дифференциальных уравнений и, поэтому, для того чтобы по известному /(I) получить решение на следующем шаге по време-ня/^+А!), необходимы одна или несколько итераций, обозначаемых ,.... При этом пространственные производные в уравнении (10) заменяются отношениями конечных разностей. Для этого используются левые и правые разности, вместо обычно используемых центральных разностей.

Применительно к исходной системе после определения коэффициентов первый шаг (предиктор) записывается в виде (рис.3):

(12)

/г = /;

ы1~(л; -лп + в;]-

Ах

/Г= о,5{//+ //'>-ЛГ

Л)

(О

аГ

Ах

}

(13)

откуда определяется решение в следующий момент времени п+1') Л/.

п+1

]-2 ЩЛ }

Рис. 3. Шаблон разностной схемы

Сравнение методов интегрирования уравнений переходных процессов приведено в таблице.

Результаты расчёта различными методами приведён на рис 4-7. Приведем результаты расчетов коэффициентов релевантности по формуле (1) при вариации методами расчета, коэффициентами Дарси, скоростями распространения волн, начальными напорами и скоростями. Лепестковая диаграмма и соответствие параметров приведены на рис. 8.

Таблица

Сравнение методов интегрирования уравнений гидроудара

МЕТОД

Разделения Конеч- Мак- Харак- Мак- Ха-

перемен- ных кор- теристик корма- ракте-

ных (р.п.) разност. мака Х=0 ристик

к=150; X =0 51=0 Х=0 1^0

г/1рп 1 0,323 0,971 0,845 1,106 1,067

ДЬтах(м) 4,58 - 7,76 0 5,15 0

ЛктШ(м) 4,49 - 0 0 4,47 4,58

Л\тах(м/С) - 0 0 0 0 0

Лутт(м/с) - 0,216 0,152 0 0,123 0,028

График численного решения У^)

Рис 4. Поверхность изменения скоростей по методу аппроксимации производных

х

Рис.5. Поверхность напоров по методу разделения переменных

с учичяшотерь патенте

Рис. 6. Поверхность Н(х,0 с учетом тренияАдЮ при расчёте методом характеристик.

Ь=Ь(х,1) с учетом потерь нй тренне

Ь

Рис.7. Поверхность изменения напоров с учетом трения. Метод Маккормака

72 |ЧатЬс1а"

"¡44_V

216 "Но"

288 "УО"

г1

Рис. 8. Лепестковая диаграмма релевантностей

При этом рассматривались метод характеристик и метод Маккормака, так как они оба учитывают гидравлическое сопротивление и являются абсолютно сопоставимыми. Все остальные числовые параметры

варьировались в пределах ±10% от наиболее ожидаемых значений (максимальные и минимальные значения в формуле (1)).

Из рис.8 видно, что величины начальной скорости уо, скорости звука с и метод расчета оказались значимыми, а диапазон их возможных значений необходимо учитывать при расчетах.

В третьей главе рассматриваются особенности расчета переходных процессов в системе водоснабжения.

Даётся обоснование расчетной схемы, наиболее адекватно учитывающей особенности переходных процессов в кольцевых сетях систем водоснабжения. Учет кольцевой структуры расчетной схемы производится путём задания граничных условий в узлах-ветвлениях. Даётся обоснование возможности задания сосредоточенного и распределенного отборов воды из сети.

Дифференциальные уравнения неустановившегося движения воды в трубопроводах задаются двумя уравнениями в частных производных:

• уравнения неразрывности

ЪН дИ с1 д\ . /1

— + у — +---= 0 и

5/ дх g дх

• уравнения движения

+ + 05)

дх g дх я 3/ 2

Переходные процессы в системах водоснабжения имеют специфические черты, связанные с:

• наличием кольцевых структур в топологии сети;

• распределением водопотребителей и стохастическим характером разбора воды;

• возможностью включения высоконапорных пожарных насосов;

• недопустимостью длительного перерыва в подаче воды и попадания загрязнений в сеть через неплотности трубопроводов;

• наличием напорно-регулирующих сооружений, являющихся источниками отраженных волн;

• возможностью подсоса воздуха через водоразборную арматуру при понижении давления в сети ниже атмосферного.

Отмеченные особенности учитывались путём задания соответствующих граничных условий.

Четвёртая глава посвящена моделированию переходных процессов в системах подачи и распределения воды.

Принимая во внимание реальную обстановку на сетях, делается вывод, что провести полномасштабный эксперимент на системах водоснабжения не представляется возможным ввиду наличия экономических и организационных трудностей. Особо отмечается невозможность учета влия-

ния ряда факторов на протекание переходных процессов и невозможность изменения отдельных параметров в широких пределах при проведении натурных экспериментальных исследований, что в свою очередь не даёт полной картины происходящих в сетях переходных процессов. Указанные обстоятельства диктуют необходимость проведения моделирования переходных процессов в СПРВ на ЭВМ.

Стационарное потокораспределение может быть получено из моделирования переходных процессов методом установления.

Метод установления имеет ряд преимуществ:

- не требуется начального приближения расходов, удовлетворяющих первому закону Кирхгофа;

- не используется информация о кольцевой структуре сети;

- возможно построение более адекватных моделей СПРВ, например, учитывающих специфику распределенного и сосредоточенного водо-потребления; отпадает необходимость в специальной процедуре определения напоров в узлах, так как в расчете переходных процессов расходы и напоры получаются одновременно. Существенным недостатком этого метода является относительно большое время расчета.

Моделирование проводилось для существующей сети водоснабжения города Кингисеппа, план которой приведён на рис.9.

Рис. 9. План сети.

Блок-схема расчета переходных процессов приведена на рис. 10. Результаты применения метода установления приведены на рис.11.

Рис. 10 Блок-схема расчёта переходных процессов

Видно, что полученные результаты соответствуют общепринятым представлениям о процессах, протекающих в СПРВ.

Рис. 11. Процесс установления

Производилось моделирование аварийных ситуаций в СПРВ. Математическая модель аварийного режима получается из модели исправной СПРВ путем имитации аварии на одном из участков. При этом утечка рассматривается как истечение воды через отверстие с тонкой стенкой. Процесс образования разрыва представлен на рис.12.

В предыдущих главах отмечалось, что многие величины, участвующие в реализации методов расчёта, заданы приближенно. Это относится к значениям узловых расходов и скоростей звука в участках сети, характеристикам запорно-регулирующей и предохранительной арматуры, уровням воды в баках и резервуарах, утечкам из сети, диаграммам Сыоте-ра и т.д.

В соответствии с принятым подходом, перечисленные факторы неопределенности можно рассматривать как величины и функции, принимающие значения из некоторых интервалов возможных изменений. Практический интерес представляет рассмотрение верхних и нижних границ изменения контролируемых величин во времени, образующих интервалы возможных решений. Примеры для различных величин приводятся на рис 13 и 14.

Рис. 13. Отключение отбора в узле 10 при скоростях волн, граница изменения величин 330-870м/с

В данной главе рассматривается вопрос моделирования переходных процессов, связанных с отключением электроэнергии. Известно, что кратковременное отключение электричества может стать причиной возникновения аварий на объектах водоснабжения, подобных рассматриваемым в рамках диссертации. Рельеф города Кингисепп характеризуется относительно малыми перепадами высот, что исключает опасность значительного повышения давления при нештатной работе на насосной станции. Результаты расчёта для случая отключения электроэнергии на 2 секунды приведены на рис. 15-18.

не||*ход»ык н|кч*еф№. Дч» Лнифш&ния «яоая ( пе|и>*У»де «л новую

изменения Р-Ртах, узел 6 Участок 10 Ртах-5,4?

Йййшв

Дн/нтх!

Рис. 14. Разрьш участка 7 при одновременном изменении параметров (скоростей звука, узловых расходов и гидравлических сопротивлений)

Рис. 15. Отключение насоса на 2 сек, параметры у насосной станции

Анализ, полученных при моделировании данных, показал, что наибольшее повышение напора происходит в центре сети, а не у насосной станции, но из-за потерь по длине, оно меньше предельно допустимого. ^

Пятая глава диссертации посвящена описанию натурного эксперимента, проведённого на водопроводных сетях города Кингисепп.

Проведению исследований переходных процессов предшествовало обследование насосных станций II и III подъемов и трубопроводов водопроводной сети г. Кингисеппа Ленинградской области.

Изменение во вреыени.Учасгок 12,Узел 29 Рабе ШЮС-745142ПД. VniiK=I.5üm/c. Нгаб majp-6S.9Sm

5 1 (|Р/Рпмх IWmax |H/Hmax

ä \

0

5 10 15 20 25 30 35 40 45

Рис. 16. Отключение насоса на 2 сек, параметры в центре сети (без выделения разрывов сплошности)

Рис. 17. Отключение насоса на 2 сек, параметры в центре сети (с выделением разрывов сплошности)

Рис. ] 8. Отключение насоса на 2 сек, параметры в центре сети (с выделением разрывов сплошности и с учетом зависимости отборов от напоров)

Учитывая специфику объекта, эксперименты проводились в ночное время. При пространственном разнесении насосной станции и места регистрации давления, временная синхронизация осуществлялась по сигналам точного времени радио-эфира.

В главе приводится описание измерительного оборудования с его характеристиками. Проводится оценка ошибок измерения, таких как: давления, времени, скорости распространения ударной волны.

Эксперименты проводились для следующих случаев: отключение одного из двух параллельно работающих насосных агрегатов, одновременное отключение двух параллельно работающих насосных агрегатов, отключение одного работающего насоса.

В первом случае имитировалось плановое отключение насосного агрегата.

Во втором случае имитировалось аварийное отключение насосной станции. Воспроизводилось условие протекания переходных процессов при аварийном отключении электроэнергии.

В третьем случае имитировалась аварийная остановка насосного агрегата.

В первом случае при работе двух насосных агрегатов №2 и №3 расход воды насосной станции составлял 1420 м3/ч. Во втором случае при работе тех же насосных агрегатов расход равнялся 1275 м3/ч. В третьем случае при подаче воды одним насосным агрегатом № 3 расход станции был равен 1060 м3/ч.

Порядок проведения исследований: включение аппаратуры, проверка исправности; установка нулевых значений на шкале приборов; проверка прохождения импульсов; установление выбранного режима работы системы; фиксировались начальные показания; производилось отключение насосных агрегатов; запись продолжалась в течение 45...300 секунд; производилась предварительная оценка полученных записей, на основании которых принималось решение о повторении режима или о переходе к следующему режиму.

Обработка сводилась к определению значений давлений в различных точках системы и времени добегания волн гидроудара от одного датчика до другого.

При проведении экспериментов давление измерялось в трех точках: на напорной линии насоса №3 перед обратным клапаном -датчик давления №1, на напорной линии насоса №3 после обратного клапана - датчик давления №2, на левом напорном водоводе -датчик давления №3.

План насосной станции приведён на рис.19, результаты натурного эксперимента приводятся на рис20-23.

(Г) Иооое № Обратный клапан |М| Задвижка - Линия трмопрояода

Рис.19. План насосной станции II подъёма

У У 15 11 Ш1314 15 16 17 18 19 20 21; Впемя "к, сек

23242526

Рис. 20. Насосная станция II подъёма. Отключение насосных агрегатов №2 и №3: 1 — давление в напорной линии перед клапаном (атм), 2 — давление в напорной линий после клапана, 3 - давление в левом напорном водоводе.

7,0 6.5 6.0 5,5 £ 5.0 ° 4,5

^ 4,0

0}

| 3.5

§ 3.0

§ 3.5

Ч 2.0

1.5

1,0 0.5

0 0123456789 10 11 12 1314 1516 17 1319 20212223242526 Бремя 'Ь, сек

Рис.21. Отключение насосных агрегатов №2 и №3. 1- давление в напорной линии перед клапаном (атм), 2 - давление в напорной линий после клапана, 3 - давление в левом напорном водоводе

При анализе получившихся данных видно, что они в целом соответствуют нашей модели в первые секунды гидравлического удара, дальнейший процесс зависит от слишком многих факторов, основные из которых планируется учесть в дальнейшем.

4

1 I —г "v л л- и

1 V v. \ Ч

|к

[Ж 1 г\1

* -4

и 1 г1

5.0 4.5 4.0 3.5

з.о £.5

■ 1.5 1.0 0.5

Давление./^ атм

дИМ^ II II г

0)83456789 10 11. 12 13 14 1? 1617)8 19 20 212223242526 : 6р«»м,1 сек

Рис. 22. Отключение насосного агрегата №3. 1- давление в напорной линии перед клапаном (атм), 2 - давление в напорной линий после клапана, 3 - давление в левом напорном водоводе

Из рис. 21-22 следует, что после отключения насосных агрегатов давление за ними сначала резко падает, а затем медленно повышается. Эти явления отражают тот факт, что после отключения насосов, вода относительно медленно сливается из стояков зданий, компенсируя изменения давления в сети, волны которого распространяются и достигают насосной станции. Изучение этого эффекта требует дальнейших дополнительных исследований.

3,0

2.5

X

о 2Л о?

О/1.5

X

О

Ч

0,5

Я 0-1. г 3 4 5 6 7 8 91011 1213141516171819£0212223242526 Воемя сек

Рис. 23. Водопроводная сеть. Остановка насосных агрегатов №2 и №3. 1 - датчик давления №1(мастерские); 2 - датчик давления №2 (колодец) Из рисунка 23 видно, что давление в центре сети изменяется не почти мгновенно, а медленно, приближенно по линейному закону.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Повышение давления в напорных системах водоподачи с насосными станциями, как правило, происходит при переходных процессах, возникающих при плановых и аварийных остановках насосных агрегатов.

2. Опыт их проектирования и эксплуатации показал, что при аварийных остановках насосных агрегатов в трубопроводах могут возникнуть разрывы сплошности потока, и, как следствие этих разрывов, значительное повышение давления.

3. В настоящее время разработано достаточное количество методов интегрирования уравнений в частных производных гиперболического типа, и их систем, к которым сводится задача расчёта переходных процессов в инженерных сетях. Наибольшие погрешности моделирования переходных процессов могут быть связаны с постановкой задачи и неточностью её параметров.

4. При расчетах переходных процессов в условиях неопределенности особое внимание следует уделять вариациям расходов и скоростей распространения волн. Начальные напоры и коэффициенты гидравлических потерь на трение в первом приближении можно принимать постоянными. Влияние на результаты может оказывать метод расчета.

5. Учет кольцевой структуры расчетной схемы рекомендуется производить путем задания граничных условий в узлах-ветвлениях.

6. Проведено теоретическое обоснование проведения расчетов, описывающих протекание переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях для различных расчетных случаев в широком диапазоне вариации параметров.

7. Основной неопределенностью при интегрировании дифференциальных уравнений переходных процессов в кольцевых сетях является задание граничных условий в узлах сети.

8. Не исключены случаи, когда наибольшее повышение давления при временном отключении электроснабжения на насосной станции возникает в центре сети, их необходимо включить в ряд расчетных.

9. Описана методика натурных исследований и экспериментальная техника, которая использовалась для решения задач в рамках классической гидравлики.

10. Эксперименты показали, что при относительно длительных отключениях насосных агрегатов резкое изменение давления в кольцевых сетях сглаживается подпиткой воды из стояков внутренней сети.

11. Выполненная оценка точности измерения и определение предельных ошибок по всем параметрам при эксплуатации систем водоснабжения г. Кингисеппа показала, что их величины находятся в приемлемом диапазоне, что позволяет не сомневаться в достоверности результатов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Лиханов, Д.М. О значимости факторов, влияющих на переходный процесс в простом трубопроводе [Текст] / Карамбиров С.Н., Бегляров Д.С., Лиханов Д.М // Природообустройство, Научно -практический журнал № 2,2010. - С 40 - 48.

2. Лиханов, Д.М. Численное моделирование переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях [Текст] / Карамбиров С.Н., Лиханов Д.М // Природообустройство. Научно - практический журнал № з_ 2010. - С 58 - 63.

3. Лиханов, Д.М. Проблемы моделирования переходных процессов в кольцевых сетях систем водоснабжения [Текст] / Карамбиров С.Н., Лиханов Д.М // Вестник гражданских инженеров. № 2 (23). —2010,—С. 150-155.

4. Лиханов, Д.М. Сравнительный анализ методов интегрирования уравнений переходных процессов в напорных трубопроводах [Текст] / Карамбиров С.Н., Лиханов Д.М // Доклады 66-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета / Санкт-Петербургский го-суд. архит.-стоит.ун-т.Ч.П/ СПб., 2009. С 60 - 65.

5. Лиханов, Д.М. Экспериментальные исследования переходных процессов, возникающих при отключении основных агрегатов на насосной станции второго подъема в водопроводной системе города Кингисеппа. [Текст] / С.Н.Карамбиров, Д.С. Бегляров, Д.Ш. Апресян, Д.М. Лиханов // Природообустройство, Научно - практический журнал № 4,2008 - С. 37 - 40.

Московский государственный университет Природообустройства (МГУП)

Зак. № êfj Тираж 100 экз.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПОТЕРЕ ПРИВОДА И ОСТАНОВКЕ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ.

1.1 Состояние вопроса методов исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи.

1.2 Причины возникновения переходных процессов в напорных системах водоподачи.

1.2.1 Основные причины, вызывающие гидравлические удары

1.2.2 Отключение насосного агрегата.

1.2.3 Отключение параллельно работающих насосов.

1.2.4 Отключение последовательно работающих насосов.

1.3 Остановка насосных агрегатов закрытием запорных устройств.

1.4 Меры по снижению давления в трубопроводах систем водоподачи

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ТОЧНОСТИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ НА РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СПРВ.

2.1 Общие положения. Постановка задачи и исходные данные

2.2 Влияние коэффициента трения по длине на результаты расчета переходных процессов.•.

2.3 Влияние скорости распространения волн на результаты расчета переходных процессов.

2.4 Влияние метода интегрирования уравнений переходного процесса на точность расчета.

2.5 Влияние гидравлического сопротивления на интегрирование дифференциальных уравнений переходных процессов в простом трубопроводе.'.

2.6 Анализ чувствительности решения к исходным данным.

2.7 Сравнение методов расчета гидравлического удара и вычисление релевантности влияния факторов.

2.8 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. 3.1 Общие положения. Расчетная схема.

3.2 Воздушные баки, резервуары.

3.3 Задвижки, затворы, насосы.

3.4 Разрывы сплошности.

3.5 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В

СИСТЕМАХ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ.

4.1 Основные положения.;.

4.2 Расчет стационарных режимов работы СПРВ методом установления.

4.3 Моделирование переходных процессов, возникающих при авариях на трубопроводах.

4.4 Учет вариаций параметров в расчетах переходных

- процессов СПРВ.

4.5 Моделирование переходных процессов, связанных с отключением электроэнергии.

4.6 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ С НАСОСНЫМИ

СТАНЦИЯМИ.

5.1 Методика проведения исследований.

5.2 Описание измерительных приборов и оборудования.

5.3 Оценка ошибок измерений.

5.4 Экспериментальные исследования на насосной станции II подъема.

5.5. Экспериментальные исследования на водопроводной сети

5.6. Экспериментальные исследования на насосной станции III подъема.

5.7. Определение скорости распространения волн изменения давления.

5.8. Выводы по главе 5.

Современное водоснабжение представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений по добыче, обработке, подаче и распределению воды между потребителями.

Системы ПРВ являются обязательной частью любого водопровода, удельный вес капитальных и эксплуатационных затрат, приходящихся на них, составляет до 60-80% общей стоимости системы водоснабжения [108], что предъявляет повышенные требования к решению задач проектирования водопроводных сетей и сооружений, выбору оптимальных решений [73].

Эффективность и долговечность водопроводных систем зависит как от их правильного проектирования (выбор труб, трубопроводной арматуры, разветвленности и протяженности сети и т.д.), так и от организации технологических процессов эксплуатации (определение параметров и режимов работы, создание систем автоматического регулирования).

Особенно большое значение имеют исследования нестационарных процессов, возникновение которых связано с включениями и выключениями насосов, закрытием запорной арматуры на сети, заполнением трубопроводов водой и т.п.

Резкие колебания давления (гидравлический удар), как показал опыт эксплуатации водопроводных систем, могут привести к разрушению сети, поломкам трубопроводной арматуры, насосов и даже к полному выходу из строя насосных станций.

Аварии, возникающие при гидравлических ударах, наносят существенный экономический ущерб, вследствие затрат на их ликвидацию и перерывов в подаче воды на предприятия, связанных с ремонтом. В связи со значительными убытками, которые могут вызвать аварии на системах, важным становится вопрос защиты насосных станций и водопроводных сетей от гидравлических ударов.

Однако в настоящее время пока еще нет данных по обоснованному применению средств, обеспечивающих надежную защиту от гидравлического удара, как трубопроводов сетей, так и питающих их насосных станций, т.е. полностью ликвидирующих опасность возникновения серьезных аварий и простоев систем.

Одной из особенностей систем водоснабжения является невозможность проведения натурных экспериментов по исследованиям переходных процессов на действующих сетях. Выходом из положения может быть численное моделирование.

Применение вычислительной техники позволяет не только освободить человека от рутинной трудоемкой 'работы, но и значительно расширить круг решаемых задач для повышения адекватности математического моделирования сложных инженерных объектов.

При этом, как и в рамках традиционных методов, сохраняется целесообразность рассмотрения сложной системы водоснабжения не в целом, а отдельными блоками с различными уровнями рассмотрения черт и особенностей проектируемой системы. Такой блочно - иерархический подход позволяет на каждом уровне организовать и решить задачи приемлемой сложности с помощью имеющихся средств автоматизации.

Литература в этой области знаний посвящена накоплению математических моделей, методов и программных комплексов для решения отдельных задач, связанных с оптимизацией структуры, схем и параметров СПРВ в стационарных режимах работы, и, в меньшей мере - изучению нестационарных режимов функционирования подобных систем.

В работе [26] приводятся направления, по которым предполагается расширить круг решаемых задач в области исследования централизованных систем водоснабжения. Основными из них являются:

• Создание, развитие и реализация методов обобщенной оптимизации, сочетающих дискретное программирование с методами расчёта нестационарного потокораспределения (переходных процессов);

• Разработка эффективных методов и алгоритмов расчёта нестационарного потокораспределения для многовариантного анализа синтезируемых решений;

• Проведение исследований систем централизованного водоснабжения на современном этапе развития, с учётом свойств живучести и чувствительности к внутренним и внешним возмущениям.

Переходные процессы в системах водоподачи сопровождаются значительными колебаниями давления, минимальное значение которого ограничено давлением насыщенных паров. В реальном трубопроводе минимальное давление Рмин будет несколько превышать упругость водяных паров из-за растворенного воздуха, который выделяется при снижении давления. Практически значение давления в условиях разрывов сплошности потока и образования области, заполненной смесью выделяющегося из воды воздуха и водяных паров, не превышает 0,002 МПа. При последующем заполнении разрыва сплошности потока в трубопроводе может развиться значительная скорость движения воды. Поэтому по окончании заполнения разрыва и гашения скорости произойдет резкое повышение давления.

Актуальность проблемы. При работе водопроводных систем возникают сложные случаи гидравлического удара, что создает трудности при выборе мероприятий по уменьшению давления в сетях и коммуникациях насосных станций при переходных процессах.

Переходные процессы в водопроводных системах по своей природе относятся к сложным, динамическим процессам. Факторы, определяющие протекание этих процессов многообразны и учет их влияния весьма затруднен.

Указанные обстоятельства создают необходимость дальнейшего развития натурных и численных методов исследования переходных процессов в сложных условиях работы систем подачи и распределения воды (СПРВ).

Целью работы является разработка комплексных методов исследования, -основанных как на данных экспериментов, так и на результатах расчетов переходных процессов в сложных условиях кольцевых водопроводных сетей.

Достижение поставленной цели потребовало решения ряда проблем, основными из которых являются:

1. Совершенствование методики проведения экспериментов по регистрации > основных параметров переходных процессов, возникающих при отключении одного или нескольких насосных агрегатов на действующих насосных станциях систем водоснабжения;

2. Определение основных факторов, точность задания которых в наибольшей степени влияет на результаты расчета переходных процессов в напорных трубопроводах и разработка количественных методов их сравнения;

3. Обоснование расчетной схемы, наиболее адекватно учитывающей особенности переходных процессов в кольцевых сетях систем водоснабжения;

4. Проведение численных экспериментов по моделированию переходных процессов в водопроводных сетях при различных возмущающих факторах с учетом неопределенности исходных данных и неоднозначности граничных условий.

Научная новизна работы. Впервые получены и существенно усовершенствованы следующие положения:

• методика проведения натурных экспериментов на действующих сетях систем водоснабжения;

• проведение расчетов по гидравлическому удару в простом трубопроводе с использованием пакетов компьютерной математики и трехмерным представлением результатов;

• сравнительный анализ основных методов интегрирования системы дифференциальных уравнений, описывающих протекание переходных процессов в напорных трубопроводах;

• разработка методики, учитывающей влияние параметров расчетной ^ схемы на максимальное повышение давления при гидравлическом ударе;

• учет кольцевой структуры расчетной схемы путем задания граничных условий в узлах-ветвлениях;

• возможность задания сосредоточенного и распределенного отборов воды из сети;

• проведение расчетов, описывающих протекание переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях для различных расчетных случаев в широком диапазоне вариации параметров;

Методология и достоверность исследований. Проведение натурных экспериментов проводилось с использованием методов и средств измерений, разработанных на кафедре "Насосы и насосные станции" в ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» (под руководством профессора, д.т.н. Д.С. Беглярова) при непосредственном участии автора.

В качестве инструментов решения поставленных задач использовались численные методы расчёта инженерных сетей, методы решения уравнений математической физики, использование пакетов компьютерной математики.

Применение апробированных методов определяет достоверность , исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на совещаниях и научно - технических конференциях, в том числе международных, в г. Санкт-Петербурге (2009 г.), Москве (2009 - 20 Юг).

Практическая ценность работы. Реализация результатов. Дополнение расчетов стационарного потокораспределения моделированием переходных процессов в водопроводных сетях позволяет получить более обоснованные параметры системы с учетом имеющейся информации.

Результаты диссертации использованы при реконструкции водопроводных сетей г. Кингисеппа Ленинградской области.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы (162 наименования) и приложения. Объем работы 182 страницы, она содержит 11 таблиц и 86 рисунков.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Повышение давления в напорных системах водоподачи с насосными станциями, как правило, происходит при переходных процессах, возникающих при плановых и аварийных остановках насосных агрегатов.

2. Опыт их проектирования и эксплуатации показал, что при аварийных .'•'остановках насосных агрегатов в трубопроводах могут возникнуть разрывы сплошности потока, и, как следствие этих разрывов, значительное повышение давления.

3. В настоящее время разработано достаточное количество методов интегрирования уравнений в частных производных гиперболического типа, и их систем, к которым сводится задача расчёта переходных процессов в инженерных сетях. Наибольшие погрешности моделирования переходных процессов могут

-. быть связаны с постановкой задачи и неточностью её параметров. . ' 4. При расчетах переходных процессов в условиях неопределенности осо-.'бое внимание следует уделять вариациям расходов и скоростей распространения волн, • Начальные напоры и коэффициенты гидравлических потерь на трение в '^Йшервом приближении можно принимать постоянными. Влияние на результаты ■;^ ;;":можёт'оказывать метод расчета.

•'• Учет кольцевой структуры расчетной схемы рекомендуется производить "Ш"путем задания граничных .условий'в узлах-ветвлениях. .

-/ .-у V/ • . ,

-¡¿б:- / Проведено теоретическое обоснование проведения расчетов, описы-■ ^ вающих протекание переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях ' -; для различных расчетных случаев в широком диапазоне вариации параметров.

7. ■ Основной неопределенностью при интегрировании дифференциальных - уравнений переходных процессов в кольцевых сетях является задание граничных ^условий в узлах сети.'

8.-. Не исключены случаи, когда наибольшее повышение давления при вре

УСч^'".' .

Ценном отключении электроснабжения на насосной станции возникает в центре 'V- сети, *их необходимо включить в ряд расчетных.

9. Описана методика натурных исследований и экспериментальная техника, которая использовалась для решения задач в рамках классической гидравлики.

10. Эксперименты показали, что при относительно длительных отключениях насосных агрегатов резкое изменение давления в кольцевых сетях сглаживается подпиткой воды из стояков внутренней сети.

11. Выполненная оценка точности измерения и определение предельных ошибок по всем параметрам при эксплуатации систем водоснабжения г. Кингисеппа показала, что их величины находятся в приемлемом диапазоне, что позволяет не сомневаться в достоверности результатов.

1. Алышев, В. М. Методика определения скорости волны гидравлического удара в многофазном потоке Текст. / В. М. Алышев // Гидравлика и использование водной энергии: Сб. науч. тр. / Моск. гидромелиоративный ин-т. 1979.-Т62-С. 52-57.

2. Алышев, В. М. Неустановившееся напорное движение многофазнойжидкости Текст. / В. М. Алышев // В сб.: Гидравлические исследования каналов, трубопроводов и гидросооружений. М. :МГМИ, 1984.

3. Алышев, В. М. Неустановившееся напорное движение реальной жидкости втрубопроводных системах. Текст. / В. М. Алышев// Дисс. докт. тех. наук. М.: 1987-527л

4. Алышев, В. М. Расчеты воздушных колпаков-гасителей гидравлического удара Текст./ В. М. Алышев // Гидравлика: Сб. науч. тр. / Моск. гидромелиоративный ин-т. 1981. - Т. 68 - С. 20-30.

5. Алышев, М. Мерзкан, А. Н. Морозов // Рукопись представлена МГМИ. Деп. в ЦБНТИ Минводстроя СССР 3 февраля 1993, №769. М. : 1993 - С. 15.

6. Алышев, В. М. Расчеты неустановившегося напорного движениягазожидкостной смеси в сложных гидросистемах. Текст. / В. М. Алышев, И. В. Рыбаков // В сб.: Гидравлика пойм, мелиоративных каналов и сооружений. М.: МГМИ, 1986.

7. Алышев, В. М. Автоматическое пневматическое устройство для защитытрубопроводов от гидравлического удара. Текст. / В. М. Алышев, А. Ф. Савостьянов // В кн.: Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. М.: Машиностроение, 1986 - Вып. 12.

8. Алышев, В. М. Гидравлический удар в трубопроводе, оборудованномрезервуаром для впуска воды и воздуха и обратными клапанами с отверстиями. Текст. / В. М. Алышев, Хамо Мухамед Амин // Тезисы докладов науч. техн. конференции МГУП. М., 1996.

9. Алышев, В, М. Переходные гидравлические процессы в трубопроводе срезервуаром для впуска воды и обратными клапанами с отверстиями. Текст. / В. М. Алышев, Хамо Мухамед Амин // Тезисы докладов научн. техн. конференции МГУП, М., 1996.

10. Алышев, В. М. Расчеты переходных гидравлических процессов втрубопроводах с резервуаром для впуска воды и обратными клапанами с отверстиями. Текст. / В. М. Алышев, Хамо Мухамед Амин II Депонир. рукопись ВИНИТИ № регистр. 487-В96, М., 1996.

11. Алышев, В. М. Математическая модель трубопроводной сети с воздушногидравлической колонной-гасителем гидравлического удара. Текст. / В. М. Алышев, Ханину Ариф // Депонир. рукопись ВИНИТИ № регистр. 53-В98, М., 1998.

12. Алышев, В. М. Графики, уравнения и формулы для расчета воздушногидравлических колпаков направленного действия. Текст. / В. М. Алышев, П. П. Чимидов // Рукопись представлена МГМИ. Деп. в ВИНИТИ 16.07.84. №5190-84 Деп., М., 1984-С. 15

13. Андрияшев, М. М. Графические расчеты гидравлического удара вводоводах. Текст. / М.М. Андрияшев// М.: Стройиздат, 1969 С. 59.

14. Арзуманов, Э. С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях.

15. Текст. / Э. С. Арзуманов // М.: Энергия, 1978,- С.304.

16. Аронович, Г. В. Гидравлический удар и уравнительные резервуары. Текст.

17. Г. В. Аронович // М.: Наука, 1968.- С.247 .

18. Аршеневский, Н. Н. Переходные процессы крупных насосных станций.

19. Текст. / Н. Н. Аршеневский, Б. Б. Поспелов // М.: Энергия, 1980. С. 111.

20. Ашиянц, Э. П. Гашение гидравлического удара с помощью обратногоклапана Текст. / Э. П. Ашиянц, Р. М. Рафаелян // Гидротехника и мелиорация. 1982. - № 1,- С. 45-46.

21. Балышев, O.A. Нестационарные модели в теории гидравлических цепей (напримере трубопроводных систем энергетики и коммунального хозяйства) Текст. / О. А. Балышев // Дисс. докт. тех. наук, Иркутск, 1998 412 л.

22. Бегляров, Д. С. Защита напорных коммуникаций НС от гидравлическогоудара Текст. / Д.С. Бегляров // Гидротехника и мелиорация. 1981. - № 10. - С. 55-57.

23. Бегляров, Д. С. Условия использования водовоздушных резервуаров нанасосных станциях Текст. / Д. С. Бегляров, К. П. Вишневский, JI. Резуг // Гидротехническое строительство. — 1996. -№ 11.- С. 38-41.

24. Бегляров, Д. С. Расчет переходных процессов в системах водоподачи споследовательно работающими насосными станциями Текст. / Д. С. Бегляров, К. В. Земский // Мелиорация и водное хозяйство. 2000 - №5.- С. 28-29.

25. Бегляров, Д. С. Научное обоснование методов расчетов в напорныхсистемах водоподачи с насосными станциями. Текст. / Д. С. Бегляров // Диссертация докт. тех. наук М.: 2007 304 л.

26. Бегляров, Д. С. Средства измерения расхода и давле ния на оросительныхсетях мелиоративных систем. Текст. / Д. С. Бегляров, И. П. Агарков // Учебное пособие : Моск. гидромелиоративный ин-т. М.: МГМИ, 1995. - С 49.

27. Беляев, Н. М. Методы теории теплопроводности. Текст. / Н. М. Беляев, А.

28. А. Рядно // М: Высшая школа, -1982,1 часть- С. 327; II часть С. 304.

29. Бержерон, Д. От гидравлического удара в трубах до разряда в электрической сети. Текст. / Д. Бержерон // М.: Машгиз, 1962. С. 348.

30. Блохин, В.И. Экспериментальные исследования гидравлического удара,сопровождающегося разрывом сплошности потока Текст. / В. И. Блохин // Водоснабжение и санитарная техника. 1970. - № 3. - С. 11-12.

31. Васильев, Ю.С. Решение гидроэнергетических задач на ЭВМ. Текст. / Ю.

32. С. Васильев // М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 169.

33. Виссарионов, В.И. Исследование переходных процессов в насосныхстанциях Текст. / В.И. Виссарионов // Известия высших учебных заведений. 1980. - № 5. - С. 76-81.

34. Виссарионов, В.И. Математическое моделирование переходных процессовв на- сосных установках Текст. / В. И. Виссарионов // Проблемы и направления развития гидромашиностроения 1978.- С. 16-18.

35. Вишневский, К.П. Анализ эффективности средств защиты водоводов от гидрав- лического удара Текст. / К. П. Вишневский // Водоснабжение и санитарная техника. — 1965. №10 — С. 18-21.

36. Вишневский, К.П. Использование ЭВМ для расчета переходных процессов

37. Текст. / К. П. Вишневский // Гидротехника и мелиорация. 1978. - № 9. -С. 69-70.

38. Вишневский, К.П. Переходный процессы в напорных системахводоподачи. Текст. / К. П. Вишневский // М.: Агропромиздат, 1986 С.- 135 .: ил.

39. Вишневский, К.П. Расчет гидравлического удара с использованием ЭВМ

40. Текст. / К. П. Вишневский // Водоснабжение и санитарная техника. 1964. - № 9. - С. 1-5.

41. Вишневский, К.П. Расчет переходных процессов в напорных- трубопроводах на сосных станций Текст. / К. П. Вишневский // Гидротехника и мелиорация. 1987. - № 5. - С. 20-23.

42. Гальперин, Е.М. Математическая модель аварии на водопроводной сети.

43. Текст. / Е.М. Гальперин, В. А. Зайко // в сб.: Перспективные методы- очистки природных и промышленных вод. Куйбышев, КуИСИ, 1982, с. 43 -52.

44. Киселев, П. Г. Гидравлические расчеты. Текст. / П. Г. Киселев //

45. Справочник под ред. П.Г. Киселева. М.: Энергия, 1972.- С. 312.tx

46. Кривченко, Г.И. Гидромеханические переходные процессы вгидроэнергетических установках Текст. /Г. И. Кривченко, Н. А. Аршеневский, Е. В. Квятковская и др. // М.: Энегия, 1975.- С. 368.

47. Джваршейшвили, А.Г. Нестационарные режимы заботы систем, подающихдвухфазную жидкость. Текст. / А. Г. Джваршейшвили, Г. И. Кирмелашвили // Тбилиси: Мецниереба, 1965. -— С. 163.

48. Лайтхилл, Д. Волны в жидкости. Текст. / Д. Лайтлилл // перевод санглийского М.:Мир, 19.81. - С. 598, ил.

49. Дикаревский, B.C. Скорости распространения волн гидравлического ударав водоводах Текст. / В. С. Дикаревский // Водоснабжение и санитарная техника. 1967. - № 2. - С. 17-19.

50. Дмитриенко, КХА. Регулируемый электропривод насосных станций.

51. Текст. /Ю. А. Дмитриенко//Кишинев: Штиннца, 1985. С.103.

52. Емцев, Б.Т. Техническая гидромеханика. Текст. / Б. Т. Емцев // М.: Машиностроение, 1978. С. 463, ил.

53. Зайко, В.А. Разработка методов диагностики и оперативного управлениясистемами подачи и распределения воды (СПРВ) в аварийных ситуациях. • ':^|Текст. / В. А. Зайко // Дисс. канд. тех. наук, Пенза 2002 -С. 172.

54. Зубкова, Н.Г. Расчет скорости распространения волны гидравлического f удара в многофазных потоках Текст. / Н. Г. Зубкова // Гидравлика: Сб. . ^ , науч". тр. /Моск. гидромелиоративный ин-т. 1979. - Т. 61. - С. 58-64.

55. Йдёльчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Текст. / J г ' . И. Е. Идельчик//М.: Машиностроение, 1975. - С. 558.

56. Калиткин, H.H. Численные методы. Текст. / H.H. калиткин //- М.: Наука,1978.-С. 504.

57. Карамбиров, С. Н. Совершенствование методов расчета систем подачи ираспределения воды в условиях многорежимности и неполной исходной информации Текст. / С. Н. Карамбиров // дис. докт. техн. Наук М, 2005 -. С. 346.

58. Карамбиров, С.Н. Математическое моделирование систем подачи и распределения воды в условиях многорежимности и неопределенности. Текст./ С. Н. Карамбиров // Монография М.: МГУП, 2004. - С. 197

59. Карамбиров, С.Н. О значимости факторов, влияющих на переходный процесс в простом трубопроводе Текст. / Карамбиров С.Н., Бегляров Д.С., Лиханов Д.М // Природообустройство, Научно практический журнал № 2, 2010. - С 40-48.

60. Карамбиров, С.Н. Численное моделирование переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях Текст. / Карамбиров С.Н., Лиханов Д.М // Природообустройство. Научно практический журнал № 3- 2010. - С 58 -63.

61. Карамбиров, С.Н. Проблемы моделирования переходных процессов в кольцевых сетях систем водоснабжения Текст. / Карамбиров С.Н., Лиханов Д.М // Вестник гражданских инженеров. № 2 (23). — 2010.— С. 150-155.

62. Карелин, В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах.

63. Текст. / В. Я. Карелин // М.: Машиностроение, 1975.- С.322.

64. Карелин, В.Я. Насосные станции гидротехнических систем. Текст. / В. Я.

65. Карелин, Р. А. Новодережкин // М.: Энергия. 1980. С.285.

66. Карелин, В.Я. Насосные станции с центробежными насосами. Текст. / В.

67. Я. Карелин, Р. А. Новодережкин // М.: Стройиздат, 1983. С.220.- ' 83. Картвелишвили, Л. Н. Гидравлический удар: основные положения и современное состояние теории Текст. / Л. Н. Картвешвили // Гидротехническое строительство. 1994. - №9. - С. 49-54.

68. Картвелишвили, Л.Н. Гидравлический удар: пути развития теории и принципы расчета. Текст. / Л. Н. Картвелишвили // М.: ЗАО "МЭЙН", 2001.- С.32.

69. Кривченко, Г.И. Гидравлические машины. Текст. / Г. И. Кривченко // М.:1. Энергия, 1978, —С. 320.

70. Курганов, A.M. Справочник по гидравлическим расчетам системводоснабжения и канализации. Текст. / А. М. Курганов, Н. Ф. Федоров // Л.: Стройиздат, 1978. С. 424, ил.

71. Ладыженская, O.A. Краевые задачи математической физики. Текст. / О. А.

72. Ладыженская //М.: Наука, 1973. С. 407.

73. Ломакин, A.A. Центробежные и осевые насосы. Текст. / A.A. Ломакин //

74. М.: Машиностроение, 1965.- С. 364.

75. Лукьяина, Т.В. Влияние трения на ординату прямого гидравлическогоудара Текст. / Т.В. Лукьяина // Труды ТБ ЛИЖТа: Сб. науч. тр. Тбилис. ин-т железнодорожного транспорта. 1957. - Вып. XXXI. - С. 26-31.

76. Маджаров, Л. Руководство за определяне на хидравличния удар внапорните тръбопроводи на помпените станции. Текст. / Л. Маджаров, X. Христов // София: Техника, 1965. - 162 с.

77. Марчук, Г. Н. Методы вычислительной математики Текст. / Г. Н. Марчук

78. Учеб. пособие. М.: Наука, 1989. - С. 608.

79. Ленинградского института водного транспорта: Сб. науч. тр. Ленин, ин-т /- , водного транспорта. 1969. - Вып. 122. - С. 68-73.

80. Ляшко, И.И. Методы вычислений. Текст. / И.И. Ляшко, В. Л. Макаров // Численный анализ. Методы решения задач математической физики Киев:

81. В ища. школа, 1977. С. 408.

82. Монахова, Т.Н. Насосные станции, работающие на закрытие сетей. Текст.

83. Т. Н. Монахова, Г. С. Васьковская // Проектирование оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой: Сб. науч. тр. / В/О Союзводпроект. 1979. - С. 88-92.

84. Мостков, М.А., Башкиров A.A. Расчеты гидравлического удара. — М.: Госэнерго- издат, 1952. 156 с.

85. Мошнин, Л.Ф. Защита закрытых оросительных сетей от повышения давления Текст. / Л. Ф. Мошнин // Проектирование оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой: Сб. науч. тр. / В/О Союзводпроект. 1978. - С. 17-24.

86. Мошнин, Л.Ф. Технические предложения по мерам защиты закрытых оросительных сетей от повышения давления при переходных режимах Текст. / Л. Ф. Мошнин // Труды ВНИИ ВОДГЕО: Сб. науч. тр. ВНИИ ВОДГЕО. 1976. - Вып. 60. - С. 26-35.

87. Мошнин, Л.Ф. Указания по защите водоводов от гидравлических ударов. Текст. / Л. Ф. Мошнин, Е. Т. Тимофеева // М.: Стройиздат, 1961. -С. 227.

88. Мушик, Э. Методы принятия технических решений: пер. с нем. Текст. / Э. Мушик, П. Мюллер // М.:Мир, 1990 С. 208, ил.

89. Кожинов, М. В. Наладка и итенсификация работы городских систем подачи и распределения воды./ М. В. Кожинов, В. В. Колесников //

90. JVL: Стройиздат, 1978.-111с.

91. Николадзе, Г.И. Водоснабжение Текст. / Г. И. Николадзе, М. А. Сомов // Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1995 -С. 688: ил.

92. Москвитина, А. Г. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Текст. / А. Г. Москвитина // Справочник монтажника. —М.: Стройиздат, 1979.- С. 366.

93. Пикулин, В.И. Натурные исследования гидравлического удара в водоводах на- сосных станций Текст. / В. И. Пикулин // Труды ВНИИ ВОДГЕО: Сб. науч. тр. ВНИИ ВОДГЕО. 1970. - Вып. 25. - С. 104-106.

94. Подласов, A.B. К определению основных параметров переход- ных процессов насосных агрегатов Текст. / А. В. Подласов, Г.Г. Герасимов // Гидравлика и гидротехника: Сб. науч. тр. Киев. Техника.- 1975. Вып. 20.-С. 35-42.

95. Полянская, Л.В. Расчет неустановившегося движения жидкости в трубопроводе, оборудованном центробежными насосами Текст. / Л. В. Полянская // Нефтяное хозяйство 1965. - № 10. - С. 66-70.

96. Рожков, А.Н. Исследование работы обратных клапанов при пере- ходных процессах Текст. / А. Н. Рожков, Е. М. Глазунов // Труды ВНИИ ВОДГЕО: Сб. науч. тр. ВНИИ ВОДГЕО. 1976. -Вып. 60. - С. 130-135.

97. Руководство по применению гидротехнической трубопроводной арматуры на внутрихозяйственной оросительной сети. -М.: В/О "Союзводпроект", 1983.- С.170.

98. Руководство по расчету средств защиты водоводов от гидравлических ударов. М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1970. - 80 с.

99. Рыбаков, И.В. Особенности неустановившегося напорного движения газожидкостных смесей в трубопроводах. Текст. / И. В. Рыбаков // Дисс. к. т. н.-М: 1986-С. 164, ил.

100. Самарский, A.A. Разностные методы решения задач газовой динамики. Текст. / A.A. Самарский, Ю. П. Попов // Изд. 2-е. М.: Наука, 1980. - С. 352: ил.

101. Будак, Б. М. Сборник задач по математической физике. Текст. / Б.М. Будак, A.A. Самарский, А.Н. Тихонов // Учеб. пособие для университета М.: Наука, 1972. С.687: ил

102. Семененко, М.Т. Математическое моделирование в MathCad. Текст. / М. Т. Семененко // М.: Альтекс-А, 2003 С.208.

103. Смирнов, Д.Н. Исследование гидравлического удара в напорных водоводах на- сосных станций Текст. /Д. Н. Смирнов // Исследование погидравлике водопроводных сетей насосных станций: Сб. науч. тр. Госстрой

104. Г' .СССР. 1954. - С. 89-132.

105. Смирнов, Д.Н., Зубов Л.Б. Гидравлический удар в напорных водоводах..Текст. / Д.Н. Смирнов, Л. Б.Зубов // М.: Стройиздат, 1975. С. 125.

106. Киселев, П. П. Справочник по гидравлическим расчетам. Текст. / П. П. Киселев // М: Энергия, 1972 С.312.

107. Лямаев, Б. Ф. Стационарные и переходные процессы в сложныхгидросистемах. Текст. / Б. Ф. Лямаев, Г. П. Небольсин, В. А. Нелюбов // Л.: Машиностроение, 1978-С. 184.

108. Степанов, А.И. Центробежные и осевые насосы. Текст. / А. И. Степанов // ' М.: Машиздат, 1980. - С. 461.

109. Стритер, В. Численные методы расчета нестационарных течений Текст. / В. Стритер // Теоретические основы инженерных расчетов. -1972. № 2. - С. 218-228.

110. Сурин, В.М. Гидравлический удар в водопроводах и борьба с ним. Текст. / В. М. Сурин //М.: Трансжелдориздат, 1946.- С. 371.

111. Тарасевич, В.В. Численные методы решения задачи о неустановившемся движении жидкости в сплошной системе трубопроводов Текст. /В.В. Тарасевич // Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр. Новосибирск. 1976.- Вып. 5. С. 71-88.

112. Тимофеева, Е.Т. Выбор средств защиты водоводов от гидравлических ударов Текст. / Е. Т. Тимофеева // Труды ВНИИ ВОДГЕО: Сб. науч. тр. ВНИИВОДГЕО. 1976. -Вып. 60. - С.141-145.

113. Тихонов, А. Н. Уравнения математической физики Текст. / А. Н. Тихонов, А. А. Самарский // Учебное пособие для университетов. М.: Наука, 1972. -С. 735.

114. Токмаджан, В.О. Гидравлический удар в трубах при движении газожидкостной смеси Текст. /В.О. Токмаджан // Строительство и архитектура: Сб. науч. тр. Ереванский политехнический ин-т. 1966. - Вып. № 1.-Т. 24. - С. 189-944.

115. Мошнин, JI. Ф. Указание по защите водоводов от гидравлического удара /Л.Ф. Мошнин, Е.Т.Тимофеева и др.// М.: ГСИ, 1961. -С. 226.

116. Фарлоу, С. Уравнения с частными производными для научных работников и инженеров: Пер. с англ. Текст. / С. Фарлоу // М.: Мир, 1985 С. 384.

117. Фартуков, В.А. Экспериментальные исследования гидравлического удара в раз- ветвленной сети Текст. / В. А. Фартуков // Гидравлика: Сб. науч. тр.• - Моск. гидромелиоративный ин-т. - 1979.-Т. 61.-С. 130-139.

118. Г38. Фокс, Д.А. Гидравлический анализ неустановившегося течения втрубопроводах: Пер. с англ. Текст. / Д. А. Фокс // М.: Энергоиздат, 1981. -'С. 248: ил.

119. Хата, К. Гидравлический удар в трубопроводах Текст. / К. Хата, Хайкан Гидзюцу.// 1968. № Ю.-С. 150-164.

120. Чжоу, Бей-Чжи. Численный расчет ударных волн методом характеристики Текст. / Чжоу Бей- Чжи, Ши-Дин // Ракетная техника и космонавтика./- 1967. —№4. —С. 23 -28.

121. Шевелев, Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб Текст. / Ф. А. Шевелев // М.: Стойиздат,1984 С. 116.

122. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подгот. Дипломир. Специалистов в обл.техники и технологии, сел. и рыб. хоз-ва/ Д.В. Штеренлихт.-М.:КолосС, 2004.-655с.-ISBN 5-9532-0142-7 (в пер.)

123. Эгильский, И. С. Автоматизированные системы управления технологическими процессами подачи и распределения воды. Текст. / И. С. Эгильский//Л.: Стройиздат, 1988. С.216: ил

124. Эпштейн, Л.А. Кавитация и возможность её теоретического изучения как сверхзвукового течения гипотетической жидкости. Текст. / Л. А. Эпштейн //Труды ЦАГИ, №584,- С.1 23.

125. Яньшин, Б.И. Гидродинамические характеристики затворов и элементов трубопроводов. Текст. / Б. И. Яньшин // М.: Машиностроение, 1965. С. 260.

126. Allievi L. Theory of Water Hammer Translated by EE Halmos, ASME, 1925, Sympo- sium of Water Hammer. Trans. ASME. Vol. 59, 1937, pp. 647-713.

127. Angus P.W. Water Hammer in pipes, including those supplied by centrifugal pumps; raphical tretment. Proc. Inst. Mech. Eng. 1937, pp. 136 and 245.

128. Bergeron L. Etude des variations de regime dans les conduites d'eau. Rev. gen. Ну- drouligue. N05.1 and 2, 1935, pp. 13-21.

129. Donsky B. Complete pump characteristics and the effects of specific speeds on hy- draulic transients, j. Basis Eng., December, 1961, pp. 685-699.

130. Evangeliste G. Waterhammer analyzing by method of characteristics. Energies elaters , 1969, 46, .No 11, pp. 759-771.

131. Fox T.A. The use of the digital computer in the solution of waterhammer problems. Proc. Instn. Ciril Eng., 29, 1968, pp. 127-131.

132. Haindl K. Ater hammer protection of lowhead conduits and networks by air chambers with natural air content. Proc. 1-st. Int. Conf. Pressure Surg., Canterbury, 1972. Cranfield, 1973, В 7/77-B 7/100. Discuss, В 98- В 100.

133. Knapp R.T. Complet characteristics of centrifugal pumps and their use in predictions of transient bahaviour. Trans. Am. Soc. Civ. Eng. 59. 1939, pp. 683689.

134. Ludewig Dietrich. Beitrage zur Druckstobsichrung von Pumpanlagen. -Mitt. Inst. Wasserwirtsch, 1966, No 25, 183 s., ill.

135. MacCormack R.W. Numerical Solution of the Interaction of a Shock Wave with Laminar Boundary Layer, Proceedings Second International Conference on Numerical Methods in Fluid Dynamics, editing by M.Holt, Springer-Verlag, Berlin, 1971, pp.151- 163.

136. Mulushev Gucerguei. Influencia de algunos factores principales sobre el golpe de bombeo- Volun. Hidraul, 1981, 18, No 55, pp. 14-17.

137. Parmakian T. Water Hammer analysis. New-York, Prentice-Holl, Ins. 1955, pp. 75- 83.

138. R.F. Wanning, P.Kutler, H.Lomax (NASA Ames Research Center, Moffett Field, Calif.) Second- and Third-Order Noncentered Difference Schemes for Nonlinear Hyperbolic Equations. AIAA Journal, 1973, v.ll, No 2, pp.189 196.

139. Riano Valle Y.A. Estudio de la aplicación de las supresores de ondas en las tuberias de descarga de las bombas. Cieñe, teen, ser.: Ing. hidraul., 1979, №5, pp. 53-63.

140. Streeter V. Water hammer analysis of pipelines. T. Hydraul. Dir. Proc. Amer. Coc. Civil Eng. 1964, 90, №4,1, pp. 151-172.дъ'¡й-ад.