随着我国城市规模的快速发展,城市对能源的需求量与日俱增,根据我国能源相对不足的具体国情,进行城市节能已经刻不容缓。传统的二次加压供方式消耗大量的城市电能,如果能够采用直接从给水管网抽水的方式(简称直抽式)代替传统方式进行二次加压供水,就能够节约大量电能。但是直抽式二次加压方式容易造成市政管网瞬变流的发生,因此对给水管网有压瞬变流进行研究就显得很有必要。 本文以二次加压供水的直接抽水方式为实际背景,对给水管网有压瞬变流问题进行了深入系统的分析和研究,从而确定直接抽水对市政给水管网内水体的压力和流速的影响,并且通过编程计算对该影响进行量化分析。 本文的主要内容如下:首先按照水体的“弹性水柱”理论对管道内的有压瞬变流进行研究,得出了有压管道瞬变流的波速公式,并且推导出有压管道瞬变流问题的水力计算的模型方程;其次根据模型方程的特性,利用有限差分—特征线法的分析理论对模型方程进行化简变形,从而使模型方程便于计算;再次深入系统的分析了给水管网瞬变流边界条件,推导出管网瞬变流内部和外部边界条件模型方程组,并结合特征线法对边界条件模型方程组进行化简变形;最后基于Visual Basic 6.0编程语言平台编制出给水管网瞬变流问题的计算程序,并且结合程序计算出来的结果分析直接抽水对给水管网压力和流速的影响。 本文主要在有压管网瞬变流的特征线法求解、给水管网瞬变流模型方程的定解边界条件以及给水管网瞬变流计算程序开发等方面作出了深入研究和一定的贡献。通过研究,在一定的限制条件下,直接抽水进行二次加压在实践上是完全可以实现的。 通过对二次加压供水方式的改变,我们可以节约大量的能源,从而对我国城市事业的发展作出贡献。