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不稳定工况下燃气 管网的模拟计算 膏元囊段长责 (哈尔滨建工学院) 邹 瑜 (中国建科院空调所) 提耍本文采用偏微方程特征线的敷值分析及拟牛顿法，对瓣气管同不稳定流 动问题从理论上进行了求解，并编出了用户负荷随时间变化时，管同各点压力分布 的动态模拟程序。 关键谒：端气管丹 笨稳定流动动态模拟 问题的提出 二、偏微分方程推导 及运算 燃气管网是一个输送和分配连续可压缩 流体的大型网络。它是一个参数随时间不断 1．基本方程式的苘化 变化的不稳定工况系统。随着技术的发展， 臂网计算机模拟，首先要数学模拟，这 输配系统变得越来越大，越来越复杂，从而 要把实能工艺过程进行简化、概括。然后用 给管网设计、改造、管理和自动控制造成困 某些数学方法对所研究的工艺过程的概型进 难。目前，国内很多煤气公司已开始对燃气 行描述。这种概型中应把最本质的因素考虑 管网进行现代化的集中优化管理、自动检测 进去，而不应堆砌许多会使数学分析复杂化 及自动控制工作。因此，有必要从理论上对 和不便实际应用的无关紧要的细节。 不稳定流工况下，管网计算机模拟的计算方 一般情况下，描述一维气体流动的方程 法傲详细的分析，进而得到模拟流体工况变 式可由下面的偏徽方程组表示。 化的计算机实用程序。 OP 0(W‘／2)0Z 本文从流体流动的基本微分方程式出 面4-．pⅡ—孤_+pg丽+ 发，经一定的合理简化，得到适合于一般情 o ㈩(1) 况下的流动方程，将这些方程再经数学变换 面p—百广2gp4-等≥=o 求得数值方程，这样根据选定的时闻和位移 ’ 一” (2) 的步长，计算出管网上各时刻及各点的参数 等》+一01垃-0t=odX 、。7 值，也可用当前得到的参数值，推算出下一 式中：W——气体速度’ 时刻的参数值。 P——气体压力I ，‘ j 994-2010ClfinaAcademicJoinnaIElccmmic l[or|so．All Publishing X——距离， 此方程是经简化得来的，以它作为分析 t——时间’ 模拟的基本方程，这里选做如下假设。 p——气体密度， (1)流动是在等温情况下， g——重力加速度I (2)管壁的膨胀忽略不计， D——管道内径， (3)不考虑高程差变化的影响，如在 九——水力