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蒸汽管网水力热力耦合计算方法
Ga o Lu f e n g,Z h e n g Ha i c u n ,Z h u Qi z h e n ,S u n De f e n g ( S h a n d o n g El e c t r i c Po we r En g i n e e r i n g C o n s u l t i n g I n s t i t u t e COR R ,LTD,Ji n a n 2 5 0 0 1 3 ,Ch i n a )
Ab s t r a c t :Cu r r e n t l y ,t h e hy d r a u l i c c a l c u l a t i o n f o r h e a t i n g p i p e n e t wo r k s i g n o r e s t h e i n t e r a c t i o n b e t we e n t h e r mo d y n a mi c l o s s a n d p o we r l o s s ,w h i c h o f t e n r e s u l t s i n b i g e r r o r s a n d a l i mi t e d ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ a n g e o f a p p l i c a t i o n .W e d e v e l o p a h y d r a u l i c — t h e r ma l c o u p l i n g
t i f o r m f a c t o r s ,s u c h a s c o e r c i b i l i t y ,c h a n g e o f s t a t e ,a n d f r i c t i o n . Th e mo d e l i s s u i t a b l e f o r h i g h —a n d l o w p r e s s u r e s t e a m p i p e n e t wo r k s . Th e d i f f e r e n t i a l e q u a t i o n o f t h e mo d e l i s s o l v e d u s i n g t he Ru n g e - Ku t t a f o r mu l a . Fi n a l l y,t a ki n g a r e a l s t e a m p i p e n e t wo r k a s a c a s e ,t h e c o u p l i n g c a l c u l a t i o n i s v e r i f i e d t o b e a b l e t o a c c u r a t e l y d e s c r i b e t h e r e l a t i o n b e t we e n s t e a m p r e s s u r e a n d
摘 要 : 针对 目前蒸汽管网水力计算中忽略水 力、 热力工况相互 影响导致 计算结果 误差偏 大及 计算方 法适用 范 围小 等问题 , 基 于蒸汽输送过程 中流动和传热特性 , 综合考虑蒸汽 的可压 缩性、 状态变化、 摩擦和传 热等 多种 因素的作用 , 建立适用 性广 的水 力 热力耦合计算模型 。采用标准 四阶 R u n g e - Ku t t a公式对数学模型进行求解。通过实例管 网对其验证表 明, 耦合 计算结果能够准 确描述管 网运行 中蒸汽压力和温度 的变化关系 , 各 管段计算结果与实 际运 行数据 的最大误差 小于 5 , 耦合 计算结果 与运行 数 据 吻合较好 , 精度 高, 可应用于实 际蒸汽管 网的设计计算和分析 。 关键词 : 蒸汽管线; 耦合 ; 数学模 型; 可压缩性 ; 黏性 中图 分 类 号 : TK 2 1 2 文献标志码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 ~2 7 8 3 ( 2 0 1 3 ) 0 8— 0 8 1 2 — 0 4 Hy d r a u l i c a n d t h e r ma l c o u p l i ng c a l c u l a t i o n f o r s t e a m h e a t i n g p i p e ne t wo r k
第 8卷
第 8期
中 国 科 技 论 文
CH I NA S CI ENCE PAPER
Vo 1 . 8 No . 8 Au g .2 0 1 3
2 0 1 3年 8月
蒸 汽 管 网水 力 热 力 耦 合 计 算 方 法
高鲁锋 , 郑海村 , 朱启振 , 孙德锋
( 山 东电 力 工 程 咨 询 院 有 限 公 司 , 济南 2 5 0 0 1 3 )
c a l c ul a t i o n mo d e l ,t a k i n g i n t o a c c o u n t t h e s t e a m f l o w a n d h e a t - t r a n s f e r c h a r a c t e r i s t i c s a n d f u l l y c o ns i d e r i n g t h e a c t i o n s o f mu l —
t e mp e r a t u r e i n t h e o p e r a t i o n p e r i o d ,a n d t he ma x i mu m e r r o r b e t we e n c a l c u l a t i o n a n d o p e r a t i n g d a t a i s l e s s t h a n 5 ,s h o wi n g