城市供水管網(wǎng)節(jié)點混合規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的不斷加快，飲用水安全問題受到人們越來越多的關注。城市供配水系統(tǒng)中普遍存在的出廠水水質達標而用戶水水質往往不合格的現(xiàn)象，而目前的城市供配水管網(wǎng)水質模擬基于節(jié)點水質瞬時完全混合假設，造成現(xiàn)有水質模型計算結果與實際工程觀測存在較大差異。本文的目的是總結節(jié)點混合水質規(guī)律，建立節(jié)點混合水質數(shù)學經(jīng)驗公式，改進現(xiàn)有節(jié)點混合水質模型，精確預測城市供配水管網(wǎng)中污染物質在濃度和總量上的時空分布，進而實現(xiàn)管網(wǎng)中水質監(jiān)測點的準確

2、定位、水質預警系統(tǒng)的預測、多水源供水時水源污染水源的識別和風險評估等。
　　本研究對城市供配水管網(wǎng)中常見的H節(jié)點和雙 T節(jié)點進行研究，首先定義節(jié)點混合水質程度評判指標 f*，用于定量描述節(jié)點混合水質程度。用FLUENT軟件對兩種節(jié)點的入流雷諾數(shù)比、出流雷諾數(shù)比、管徑以及兩入流和兩出流之間的距離四種參數(shù)作不同工況下的模擬研究，結果證明，管徑D對兩種節(jié)點的水質混合程度影響不顯著，進行管網(wǎng)節(jié)點混合水質研究時幾乎可以忽略管徑 D的影響，而

3、入流雷諾數(shù)比、出流雷諾數(shù)比與兩入流和兩出流之間的距離對管網(wǎng)節(jié)點混合水質程度有明顯的影響。同時對3×3小型管網(wǎng)中水質混合進行CFD數(shù)值模擬，研究管網(wǎng)中不同水流流量情況下水質的空間分布。
　　構建實驗室管網(wǎng)節(jié)點實驗平臺，對管網(wǎng)節(jié)點混合水質進行實際的操作模擬，用以驗證 CFD數(shù)值模擬結果，同時為節(jié)點混合水質數(shù)學經(jīng)驗公式的建立提供科學依據(jù)。將節(jié)點連接處的管段直徑作為輔助研究對象，對入流雷諾數(shù)比、出流雷諾數(shù)比與兩入流和兩出流之間的距離對節(jié)點

4、混合水質的影響進行重點研究分析。實驗模擬有效驗證了數(shù)值模擬結果，同時發(fā)現(xiàn)，當兩入流和兩出流之間的距離越大，節(jié)點混合水質程度越充分，當達到一定程度時，節(jié)點水質幾乎接近于瞬時完全混合。搭建3×3小型管網(wǎng)節(jié)點混合實驗平臺，通過控制兩入流不同流量對管網(wǎng)中水質的空間分布進行研究分析，并將實驗模擬結果與 CFD數(shù)值模擬和EPANET節(jié)點混合水質模型模擬進行比較，結果證明，管網(wǎng)中水質的實際混合情況更接近于非完全混合，與CFD數(shù)值模擬結果趨于一致而與E