调压室水力计算分解

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调压室水力计算

调压室水力计算

调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位,下游为最低水位,最小水位H min=188.9m,三台机满发,引水道糙率取最小值,压力管道糙率取最大值,通过水轮机的流量为57m3s⁄,则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1,压力钢管水头损失的计算如表格2。

引水道应选可能的最小糙率0.012,压力管道应选择可能的最大糙率0.013。

表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失,H0=188.9m;ℎw0——引水隧洞损失,ℎw0=17.802+0.296=18.098;ℎwT0——压力管道水头损失,ℎwT=3.110+2.805=5.915m;L——引水隧洞长度,12662m;g——重力加速度,g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积,16.62m2。

α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定,一般要求调压室断面大于托马斯断面,初步分析时可取(1.0~1.1)F Tℎ,作为调压室的设计断面。

这里选取D=7.8m,则系数k为:F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷(即流量由Q max=57减至流量Q=0)作为设计工况。

引水隧洞的糙率取尽可能的最小值(能耗少,涌波高)。

n=0.012引水道损失由表格1和表格2得:ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄;f为引水隧洞断面面积。

F为调压井断面面积,145.267m2;引水隧洞长L=12662m,g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。

λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124,X=zλ,则要求最高涌波水位z max,只需要求出X max=z maxλ即可。

水厂压力调控算法

水厂压力调控算法

水厂压力调控算法
水厂压力调控算法是用于调节和优化水厂供水系统压力的一种算法。

其目的是确保供水系统的稳定运行,满足用户的水量和水压需求,同时避免能源的浪费。

水厂压力调控算法通常基于以下几个关键参数:
1.供水压力:通过传感器实时监测供水系统的压力,确保其在设定的合理范围内。

如果压力过高或
过低,算法会进行相应的调整。

2.流量:监测供水系统的流量,以了解当前的水量需求。

流量数据可以用于预测未来的需求,并据
此调整供水压力。

3.水位:监测储水设施(如蓄水池、水塔等)的水位,以确保其在水位过低时及时补水,避免供水
中断。

4.水泵状态:监测水泵的工作状态,包括转速、功率等,以确保其正常运行,并根据需要调整水泵
的运行策略。

基于这些参数,水厂压力调控算法可以采用以下策略:
1.PID控制:利用比例-积分-微分(PID)控制器对供水压力进行实时调节。

PID控制器可以根据当
前压力与目标压力的差值,计算出一个控制量,用于调整水泵的转速或开度,从而实现对供水压力的精确控制。

2.模糊控制:利用模糊逻辑理论,根据供水系统的实际运行情况,对供水压力进行模糊推理和决策。

模糊控制可以处理供水系统中存在的不确定性和非线性问题,提高压力调控的鲁棒性。

3.优化算法:采用遗传算法、粒子群优化算法等优化算法,对供水系统的运行参数进行优化,以实
现节能降耗、提高供水质量等目标。

在实际应用中,水厂压力调控算法需要根据具体的水厂供水系统和用户需求进行定制和优化。

同时,还需要考虑算法的稳定性和可靠性,确保其在实际运行中的稳定性和可靠性。

空调系统水力平衡分解

空调系统水力平衡分解

三、变流量系统水力平衡策略
分集水器侧的调节与平衡:
(2)电动调节阀控制方式:
利用压差变送器采集分集水器之间的压差,然后输出4-20mA的标准电流 信号到控制器。与控制器上设定压差相比较后,再输出控制信号到电动调节阀, 改变其开度。通过调节电动调节阀改变旁通水量,从而保证分集水器之间的压 差△P恒定。这时,如果分集水器上某一分支回路流量变化,其它回路不再受 其影响,进而系统实现动态水力平衡。这种方法和上一种方法可达到相同的效 果,而且由于设定压差可以根据外部环境加以改变,实现变压差控制,进一步 降低了制冷主机的能耗。
空调系统水力平衡分析与调节
前言
随着时代的进步和科技的发展,在经济社会日益繁荣的今天,人 们对生活的舒适程度要求不断提高。中央空调在我国许多大型商场等 建筑中已经成为了标准化的配置。中央空调系统要保持其稳定高效工 作,一个重要条件就是要保证其水力的平衡调节。在能源情况并不乐 观的今天,保证暖通空调系统使用的节能是暖通专业关注的重要问题。
二、水力平衡的调试
静态平衡阀: 动态流量平衡阀: 动态压差平衡阀:
三、变流量系统水力平衡策略
变流量系统:
两个主要任务:调节和平衡。 目的 调节:使得各分支环路的流量实时地变化,力求准确地与冷热负荷的要求匹 配,达到良好的空调及供暖效果; 平衡:克服凋节过程中出现的水力失调,两者必须有机地结合起来。 对系统判断的标准有以下几点: 一、流量控制精度; 二、灵敏度; 三、稳定性, 四、能够有效地降低能耗。
三、变流量系统水力平衡策略
空气处理机组支路的调节与平衡:
三、变流量系统水力平衡策略
空气处理机组支路的调节与平衡:
方法一、采用压差控制阀+电动调节阀。 在空气处理机组分支环路回水端安装压差控制阀,保持图中A、B两点问的压差 不变,使电动调节阀的流量只受末端负荷变化的影响。通过改变电动调节阀的开度 来调节流量,使之满足负荷变化的要求,如果电动调节阀开度不变,流经此支路上 空气处理机组的流量也基本保持不变。 方法二、直接在空气处理机组支路上安装电动调节动态流量平衡阀。 由于它的流量只是开度的单值函数,只需根据负荷需求调节阀门的开度便可达 到所需流量,一经开度设定,即使其他支路发生变化,其流量维持不变。每个电动 调节动态流量平衡阀产品其流量—开度特性曲线在出厂前已精确确定,流量只和自 身有关,而不受末端设备和其他管路的影响,所以很容易做到流量的精确控制。而 对于第一种方案,尽管压差保持恒定时其流量也只和调节阀的开度有关,但流量一 开度的关系具有不确定性,因为即使同样的调节阀,和不同的末端设备和管道组成 的支路具有不同的阻力特性,其流量不仅和阀门的开度有关,还和阀门的阀权度有 关,因而其流量控制精度要低于采用电动调节动态流量平衡阀的方案。

第二节 调压室的工作原理和基本方程

第二节 调压室的工作原理和基本方程

第二节调压室的工作原理和基本方程一、调压室的工作原理水电站在运行时负荷会经常发生变化。

负荷变化时,机组就需要相应地改变引用流量,从而在引水系统中引起非恒定流现象。

压力管道中的非恒定流现象(即水锤现象)在上一章中已经加以讨论。

引用流量的变化,在“引水道-调压室”系统中亦将引起非恒定流现象,这正是本节要加以讨论的。

图13-5为一具有调压室的引水系统。

当水电站以某一固定出力运行时,水轮机引用的流量亦保持不变,因此通过整个引水系统的流量均为,调压室的稳定水位比上游水位低,为通过引水道时所造成的水头损失。

当电站丢弃全负荷时,水轮机的流量由变为零,压力管道中发生水锤现象,压力管道的水流经过一个短暂的时间后就停止流动。

此时,引水道中的水流由于惯性作用仍继续,流向调压室,引起调压室水位升高,使引水道始末两端的水位差随之减小,因而其中的流速也逐渐减慢。

当调压室的水位达到水库水位时,引水道始末两端的水位差等于零,但其中水流由于惯性作用仍继续流向调压室,使调压室水位继续升高直至引水道中的流速等于零为止,此时调压室水位达到最高点。

因为这时调压室的水位高于水库水位,在引水道的始末又形成了新的水位差,所以水又向水库流去,即形成了相反方向的流动,调压室中水位开始下降。

当调压室中水位达到库水位时,引水道始末两端的压力差又等于零,但这时流速不等于零,由于惯性作用,水位继续下降,直至引水道流速减到零为止,此时调压室水位降低到最低点。

此后引水道中的水流又开始流向调压室,调压室水位又开始回升。

这样,引水道和调压室中的水体往复波动。

由于摩阻的存在,运动水体的能量被逐渐消耗,因此,波动逐渐衰减,最后全部能量被消耗掉,调压室水位稳定在水库水位。

调压室水位波动过程见图13-5中右上方的一条水位变化过程线。

当水电站增加负荷时,水轮机引用流量加大,引水道中的水流由于惯性作用,尚不能立即满足负荷变化的需要,调压室需首先放出一部分水量,从而引起调压室水位下降,这样室库间形成新的水位差,使引水道的水流加速流向调压室。

空调系统水力平衡分解

空调系统水力平衡分解

三、变流量系统水力平衡策略
分集水器侧的调节与平衡:
(1) 压差控制阀控制方式:
压差控制阀控制方式是在分集水器旁通管上设压差控制阀,以此来控制系 统中分集水器之间的压差。当系统中某一支环路流量变化时,由于压差控制阀 的调节作用,使分集水器之间的压差△P保持不变,其余支环路的流量并不随 之发生变化,从而使系统实现动态水力平衡。在这种情况下,水泵的工作点维 持不变,扬程和流量均保持恒定,多余的流量通过压差控制阀旁路流回集水器。 系统在部分负荷工况下运行时,流向末端装置的总流量变小,因水泵流量不变, 旁通的水流量增多,由于这部分冷冻水没有经过换热,使得主机的回水温度降 低,主机部分负荷运行,降低能耗。
二、水力平衡的调试
静态平衡阀: 动态流量平衡阀: 动态压差平衡阀:
三、变流量系统水力平衡策略
变流量系统:
两个主要任务:调节和平衡。 目的 调节:使得各分支环路的流量实时地变化,力求准确地与冷热负荷的要求匹 配,达到良好的空调及供暖效果; 平衡:克服凋节过程中出现的水力失调,两者必须有机地结合起来。 对系统判断的标准有以下几点: 一、流量控制精度; 二、灵敏度; 三、稳定性, 四、能够有效地降低能耗。
其中水力失调的解决就是保证节能的重要措施之一。
CONTENTS
01
水力失调
02
水力平衡的调试
变流量系统水力平衡策略 结语
03
04
一、水力失调
定义: 在空调水系统中,各空调设备的实际流量与设计流量
不一致性称为该设备的水力失调。
水力失衡程度: 分类:

λ =q实际/Q设计
静态水力失调和动态水力失调
一、水力失调
动态水力失调
定义:
动态水力失调是指在中央空调系统运行过程中,由于终端空调设备 数量多,当终端空调设备开关或阀门开度变化时,管路流量、压力产生 波动和变化,引起其他管路空调设备流量、压差波动,偏离设计要求而 产生的水力失调。

水击与调压室计算与演示

水击与调压室计算与演示

水击与调压室计算与演示1、调压室简介为了减小水锤压力,常在有压引水隧洞(或水管)与压力管道衔接处建造调压室,如图1所示。

调压室利用扩大的断面和自由水面反射水锤波,将有压引水系统分成两段:上游段为有压引水隧洞,调压室使隧洞基本避免了水锤压力的影响;下游段为压力管道,由于长度缩短可,从而降低了压力管道中的水锤值,改善了机组的运行条件。

图1 水电站调压室调压室的功用有以下几点:(1)、反射水锤波。

基本上避免(或减小)压力管带中的水锤波进入有压引水道。

(2)、缩短压力管道的长度。

从而减小压力管道及厂房过流部分中的水锤压力。

(3)、改善机组在负荷变化时的运行条件及系统供电质量。

调压室的工作原理是:增大的水面反射水锤波,引水道中水体动能和势能相互转换。

2、水击与调压室计算程序演示2.1 甩负荷工况当水电站丢弃全部负荷时,水轮机的流量由Q0变为零,压力管道中发生水锤现象。

此时,上游调压室水位先上升,下游调压室水位先下降。

引(尾)水道中水流在惯性作用下继续流动,从而引起调压室水位上升(下降),当水位达到极值后,由于调压室和水库的水位差作用,水流开始倒流。

如此往复流动,实现动能和势能的转换,并在阻力消耗下衰减。

用程序演示:起始开度设置为0.8,终了开度为0。

计算过程如下(原始数据见图2,计算结果见图3。

)图2 甩负荷工况参数输入图3 甩负荷工况计算结果和过程线2.2 增负荷工况当水电站增加负荷时,水轮机引用流量加大,压力管道中也出现水锤现象。

此时,上游调压室水位先下降,下游调压室水位先上升。

机组首先开始增大引用流量,水流流出(入)上游(下游)调压室,调压室水位变化,当调压室和水库的水位差达到极值后,水位差的作用使水流开始倒流。

如此往复流动,实现动能和势能的转换,并在阻力作用下快速衰减。

用程序演示:设置起始开度为0.9,终了开度为0。

计算过程如下(原始数据见图4,计算结果见图5。

)图4 增负荷工况参数输入。

有压引水系统水力计算

有压引水系统水力计算

一、设计课题水电站有压引水系统水力计算。

二、设计资料及要求1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》;2、设计要求: (1)、对整个引水系统进行水头损失计算; (2)、进行调压井水力计算球稳定断面; (3)、确定调压井波动振幅,包括最高涌波水位和最低涌波水位; (4)、进行机组调节保证计算,检验正常工作状况下税基压力、转速相对值。

三、调压井水力计算求稳定断面<一>引水道的等效断面积:∑=ii fL Lf , 引水道有效断面积f 的求解表所以引水道的等效断面积∑=ii fL Lf =511.28/21.475=23.81 m 2 <二>引水道和压力管道的水头损失计算: 引水道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分1,22g 2h Qϖξ局局=g :重力加速度9.81m/s 2 Q :通过水轮机的流量取102m 3/s ω :断面面积 m 2ξ:局部水头损失系数局部水头损失h 局计算表从上表中可以看出:引水道的h 局=0..037+0.204+2.202=2.713m 压力管道的h 局=4.464m2,23422n h QRlϖ=沿n :糙率系数,引水道糙率取最小值0.012;压力管道取最大值0.013 l :引水道长度 m ω :断面面积 m 2R :为水力半径 m Q :通过水轮机的流量m 3/s沿程水头损失h 程计算表取最大值0.013。

上表中栏号1、2、3、4、5、6中的Q=1023m /s ;栏号7中Q=96.93m /s ;栏号 8中Q=64.63m /s ;栏号9中Q=32.33m /s ; 栏号10中Q=32.33m /s ;栏号11中Q=32.33m /s ;1=h +h f h 局程=(0.307+0.203+2.202)+(0.007+0.011+0.018+0.815+0.011+0.032) =3.606m压力管道沿程水头损失:w h =0.109+0.040+0.004+0.003+0.057=0.213m<三>、调压井稳定断面的计算为使求得的稳定断面满足各种运行工况的要求,上游取死水位,下游取正常尾水位情况计算00013wT w h h H H --=h w0:引水道水头损失,大小为3.606mh wT0:压力管道沿程水头损失,大小为0.213mH 0:静水头,H 0=上游死水位—下游正常尾水位=1082.0-1028.5=53.5m则1H =0H 13f w h h --=53.5-3.606-3⨯0.213=49.255m取K=1.5,D=5.5m ,s m A Q v /284.481.23102===, α=h w0/v 2=0.196当三台机组满出力时,保证波动稳定所需的最小断面:F =k12LfgaH其中k=1.2: 1.5,g=9.812m /s , L=511.28m , f=23.81(2m ), 1H = 47.255(m)F =k 12LfgaH F=255.47196.081.9281.2328.5115.1⨯⨯⨯⨯⨯=100.492m则调压室断面直径D=πF4=14.349.1004⨯=11.311m.四.水位波动的计算:h w0为引水道的水头损失,包括沿程损失和局部水头损失两部分,沿程水头损失 h 程计算表<一>、最高涌波水位:(1). 当上游为校核洪水位1097.35m ,下游为相应的尾水位1041.32m ,电站丢弃两台机时,若丢荷幅度为30000——0KW ,则流量为63.6——0m 3/s ,用数解法计算。

第十五章 调压室3

第十五章 调压室3

第十五章调压室第三节调压室的基本类型一、调压室的基本布置方式根据水电站不同的条件和要求,调压室可以布置在厂房的上游或下游,在有些情况下,在厂房的上下游都需要设置调压室而成双调压室系统。

调压室在引水系统中的布置有以下四种基本方式。

图15-2 调压室的几种布置方式1、上游调压室(引水调压室)调压室在厂房上游的有压引水道上,如图15-1所示,它适用于厂房上游有压引水道比较长的情况下,这种布置方式应用最广泛,后面我们还要较详细地讨论。

2、下游调压势(尾水调压室)当厂房下游具有较长的有压尾水隧洞时,需要设置下游调压室以减小水锤压力,如图15-2(a)所示,特别是防止丢弃负荷时产生过大的负水锤,因此尾水调压室应尽可能地靠近水轮机。

尾水调压室是随着地下水电站的发展而发展起来的,均在岩石中开挖而成,其结构型式,除了满足运行要求外,常决定于施工条件。

尾水调压室的水位变化过程,正好与引水调压室相反。

当丢弃负荷时,水轮机流量减小,调压室需要向尾水隧洞补充水量,因此水位首先下降,达到最低点后再开始回升;在增加负荷时,尾水调压室水位首先开始上升,达最高点后再开始下降。

在电站正常运行时,调压室的稳定水位高于下游水位,其差值等于尾水隧洞中的水头损失。

尾水调压室的水力计算基本原理及公式与上游调压室相同,应用时要注意符号的方向。

3、上下游双调压室系统在有些地下式水电站中,厂房的上下游都有比较长的有压输水道,为了减小水锤压力,改善电站的运行条件,在厂房的上下游均设置调压室而成双调压室系统,如图15-2 (b)所示。

当负荷变化水轮机的流量随之发生变化时,两个调压室的水位都将发生变化,而任一个调压室的水位的变化,将引起水轮机流量新的改变,从而影响到另一个调压室的水位的变化,因此两个调压室的水位变化是相互制约的,使整个引水系统的水力现象大为复杂,当引水隧洞的特性和尾水隧洞接近时,可能发生共振。

因此设计上下游双调压室时,不能只限于推求波动的第一振幅,而应该求出波动的全过程,研究波动的衰退情况,但在全弃负荷时,上、下游调压室互不影响,可分别求其最高和最低水位。

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调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位,下游为最低水位,最小水位H min=188.9m,三台机满发,引水道糙率取最小值,压力管道糙率取最大值,通过水轮机的流量为57m3s⁄,则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1,压力钢管水头损失的计算如表格2。

引水道应选可能的最小糙率0.012,压力管道应选择可能的最大糙率0.013。

表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失,H0=188.9m;ℎw0——引水隧洞损失,ℎw0=17.802+0.296=18.098;ℎwT0——压力管道水头损失,ℎwT=3.110+2.805=5.915m;L——引水隧洞长度,12662m;g——重力加速度,g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积,16.62m2。

α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定,一般要求调压室断面大于托马斯断面,初步分析时可取(1.0~1.1)F Tℎ,作为调压室的设计断面。

这里选取D=7.8m,则系数k为:F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷(即流量由Q max=57减至流量Q=0)作为设计工况。

引水隧洞的糙率取尽可能的最小值(能耗少,涌波高)。

n=0.012引水道损失由表格1和表格2得:ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄;f为引水隧洞断面面积。

F为调压井断面面积,145.267m2;引水隧洞长L=12662m,g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。

λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124,X=zλ,则要求最高涌波水位z max,只需要求出X max=z maxλ即可。

X max的符号在静水位以上为负,以下为正。

ln(1+X max)−X max=−X0运用牛顿切线法求解方程的根令φ(x)=ln(1+x)−x+X0牛顿迭代公式为:x k+1=x k−φ(x)φ′(x)取迭代初值x0=−0.5,计算结果见下表表格3迭代计算结果由表格3可以看出精确到0.001,X max=z maxλ=−0.419|z max|=−λX max=61.128m根据《水电站调压室设计规范》调压室最高涌波水位以上的安全超高不宜小于1m。

所以调压室的顶高程:Z=1279+61.128+1.5=1341.63m3. 最低涌波水位计算3.1 增加负荷时的最低涌波水位上游水位取死水位,下游取最低水位。

引水隧洞糙率取最大值,取n=0.016。

水轮发电机组由2台增至3台满负荷运行。

由表1和表2引水隧洞水头损失为:ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=31.649+0.296=31.945m|z min |ℎw0=1+(√ε−0.275√m +0.05ε⁄−0.9)(1−m)(1−m ε0.62)⁄ 式中ε=2λℎw0⁄=9.134,m = 23 ,解得:z min =50.44m所以当增加负荷时水位降到静水位下23.74m 3.2 丢弃全负荷时产生的第二波动振幅X 2+ln (1−X 2)=X max +ln (1−X max )解之X 2+ln (1−X 2)=−0.069X 2=0.327z min =λX 2=47.70m所以当丢弃全负荷时,水位降到静水位下47.70m 综上所述调压室的最低涌波水位应为静水位下50.44m 根据《水电站调压室设计规范》上游调压室最低涌波水位与调压室处压力引水道顶部之间的安全高度应不小于2~3m 。

所以压力引水道顶部高程为:Z=1274-50.44-2.5=1221.06m4. 四阶龙格库塔法4.1调压室水位的基本微分方程dz dt =(Q−Q m)F=f1(t,z,Q)dQ=(H R−z−KQ s|Q s|−RQ|Q|)gA=f2(t,z,Q)已知压力管道的流量变化规律,则调压室流量等于隧洞流量减压力管道流量,即:Q s=Q−Q m。

上述方程两个未知量,Q和Z,采用四阶龙格库塔法进行逐步求解。

4.2四阶龙格库塔法计算公式如果已知t时刻的Q t,Z t值,采用以下公式求解t+∆t时刻的Q t+∆t,Z t+∆t。

Z t+∆t=Z t+16(K1+2K2+2K3+K4)K1=∆tf1(t,Z t,Q t)K2=∆tf1(t+∆t2,Z t+K12,Q t+L12)K3=∆tf1(t+∆t,Z t+K2,Q t+L2)K4=∆tf1(t+∆t,Z t+K3,Q t+L3)Q t+∆t=Q t+16(L1+2L2+2L3+L4)L1=∆tf2(t,Z t,Q t)L2=∆tf2(t+∆t2,Z t+K12,Q t+L12)L3=∆tf2(t+∆t2,Z t+K22,Q t+L22)L4=∆tf2(t+∆t,Z t+K3,Q t+L3)4.3程序框图4.4 VBA程序代码定义函数f1:Public Function f1(t As Double, z As Double, q As Double)Dim a As Doublea = 5 'a为导叶直线关闭时间If t < a Thenf1 = (q - (57 - 57 * t / a)) / 47.784Elsef1 = q / 47.784End IfEnd Function定义函数f2:Public Function f2(t As Double, z As Double, q As Double)Dim r As Doubler = 0.0055 'r为隧洞的沿程损失和局部损失系数f2 = 9.81 * 16.61 * (1279 - z - r * Abs(q) * q) / 12662End Function调压室甩负荷时水位波动程序Sub tyssw()Dim t As DoubleDim z As DoubleDim q As Double '将t,z,q定义为实数Dim k1, k2, k3, k4 As DoubleDim l1, l2, l3, l4 As Double '将k1, k2, k3, k4,l1, l2, l3, l4定义为实数Dim dt, stoptime As Double 'dt为时间步长,stoptime为计算的调压室水位波动的时间,单位(s)stoptime = 200 '计算从导叶开始关闭到t=200s的水位波动过程i = 2 'i用于计算结果计数dt = 1t = 0q = 57z = 1260.9 't,q,z稳态时的初始值Do While t < stoptime '当时间t小于stoptime时执行以下循环过程k1 = dt * f1(t, z, q)l1 = dt * f2(t, z, q)'k2 = dt * f1(t + dt / 2, z + k1 / 2, q + l1 / 2)l2 = dt * f2(t + dt / 2, z + k1 / 2, q + l1 / 2)'k3 = dt * f1(t + dt / 2, z + k2 / 2, q + l2 / 2)l3 = dt * f2(t + dt / 2, z + k2 / 2, q + l2 / 2)'k4 = dt * f1(t + dt, z + k3, q + l3)l4 = dt * f2(t + dt, z + k3, q + l3)'t = t + dtz = z + (k1 + 2 * k2 + 2 * k3 + k4) / 6q = q + (l1 + 2 * l2 + 2 * l3 + l4) / 6 '如上是四阶龙格库塔法计算过程i = i + 1Cells(i, 1) = tCells(i, 2) = zCells(i, 3) = qLoop '循环结束标志End Sub调压室增加负荷时水位波动程序主程序相同,只需要将初始值改为Q=38,Z=1259.8,其中自定义函数改为如下:Public Function f1(t As Double, z As Double, q As Double)Dim a As Doublea = 5 'a为导叶直线关闭时间If t < a Thenf1 = (q - (38 + 19 * t / a)) / 47.784Elsef1 = (q -57)/ 47.784End IfEnd Function定义函数f2:Public Function f2(t As Double, z As Double, q As Double)Dim r As Doubler = 0.001 'r为隧洞的沿程损失和局部损失系数f2 = 9.81 * 16.61 * (1279 - z - r * Abs(q) * q) / 12662End Function4.5计算结果及调压室水位振荡曲线甩负荷增负荷 57减至0 57减至38 57减至19 19增至3819增至5738增至57最高上升水位 相应水位 61.14 1340.14 52.22 1331.22 57.32 1336.32 最低下降水位 相应水位-47.73 1231.27-46.47 1232.53-47.25 1231.75-22.86 1251.14-48.28 1225.72-30.95 1243.051245125012551260126512701275128012850200400600800100012001400增负荷时调压室水位振荡曲线122012401260128013001320134013600200400600800100012001400甩负荷时调压室水位振荡曲线Z min =1231.27T s =400sZ max =1340.14图 1流量由57减至0调压室水位振荡曲线图 2流量由38增至57调压室水位振荡曲线Z min =1243.05T s =200s5. 解析法与四阶龙格库塔法对比表格4计算结果对比单位(m)在计算最低涌波水位时。

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