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当前位置:首页  >  产品中心  >  给排水实验装置系列  >  给排水实验装置  >  JYSZ-601市政管网综合实验平台

市政管网综合实验平台

简要描述:市政管网综合实验平台面向给排水科学与工程、市政工程、城市水务、环境工程、实际供水管网工程的相关专业课程的教学实验,结合实际管网工程的设计、运行等知识技术要点,综合运用自动化控制、三维虚拟仿真、数字孪生、人工智能、水力系统数值仿真、优化运行调度等专业技术手段,开发完成一套能够开展市政供水人工智能管网相关的课程实验、课程设计、工程运行调度实训等工作的软硬件一体综合性实验平台。

  • 产品型号:JYSZ-601
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2024-01-11
  • 访  问  量: 143

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市政管网综合实验平台面向给排水科学与工程、市政工程、城市水务、环境工程、实际供水管网工程的相关专业课程的教学实验,结合实际管网工程的设计、运行等知识技术要点,综合运用自动化控制、三维虚拟仿真、数字孪生、人工智能、水力系统数值仿真、优化运行调度等专业技术手段,开发完成一套能够开展市政供水人工智能管网相关的课程实验、课程设计、工程运行调度实训等工作的软硬件一体综合性实验平台。

二.产品特点

1.紧密围绕市政供水管网的系列核心工程技术问题,覆盖实验类型完整、体系化强。

2.采用“数字孪生"工程的建设理念与传统模型实验相结合,契合行业技术用用趋势。

3.内置完整数值模拟分析程序,实验结果和数值分析结果可相互验证。

4.以实际市政管网工程为原型进行实验装置设计生产,工程一致性强。

5.内置实验台智能语音交互,轻松掌握实验步骤与操作流程,提升实验装置易用性。

6.内置实验相关概念、原理、技术AI知识库,随时扩展解答实验相关知识。

7.内置“声光电"同步表达模块,增进掌握相关知识与技术的效率与效果,直观性强。

8.专业理论研究团队支撑,保证实验开展的科学性与准确性。

三.实验项目

1.水泵水力特性实验:通过实验系统/子系统,开展泵装置性能的在线测试分析实验。通过泵组、阀门的调节,改变系统过流量及泵组运行工况。通过泵组进出口压力传感器、流量传感器、泵组功率传感器等,测定不同工况下的泵组工作参数,并绘制水泵工作特性曲线,分析水泵性能动态变化等。

① 通过水泵进出口压力传感器、流量传感器、功率传感器的实时监测点参数,计算水泵流量-扬程工作点与流量-效率工作点;

② 通过水泵进出口压力传感器、流量传感器、功率传感器的历史监测数据,进行多数据清洗,确定水泵流量-扬程和流量-效率曲线;

③ 绘制水泵工作特性曲线,建立合理的水泵性能评价指标,分析水泵性能动态变化;

④ 针对提供的监测数据包,具备数据清洗功能;

⑤ 提供实现上述功能的FORTRAN计算分析子程序封装文件 (多个);

⑥ 提供与实验系统功能相匹配的技术说明文件、封装引擎调用方法说明文件;

⑦ 保证提供封装引擎运行的正确性、稳定性、高效性。


2.管道沿程阻力特性实验:通过实验系统/子系统,开展管道沿程阻力特性分析实验。通过控制系统不同的流量(泵组、阀门的调节,改变系统过流量及泵组运行工况),测量不同管长、管径、管材的管道两端的水头变化,获得不同工况情况下各类管道的沿程阻力特性曲线。

① 通过管道两端压力传感器的实时监测点参数,记录管道两端水头变化;

② 通过不同水泵组合、阀门调节规律,改变系统过流量以及泵组运行工况;

③ 通过管道两端的压力传感器,测量不同管长、管径、管材在不同运行工况下的水头变化情况,进行多数据、拟合等算法,确定不同工况情况下各类管道的沿程阻力特性曲线;

④ 提供实现上述功能的FORTRAN计算分析子程序封装文件 (多个);

⑤ 提供与实验系统功能相匹配的技术说明文件、封装引擎调用方法说明文件;

⑥ 保证提供封装引擎运行的正确性、稳定性、高效性。


3.阀门阻力特性实验:通过实验系统/子系统,通过阀门启闭,获取阀门前后压力差,开展不同阀门开度下水力计算分析实验。通过调节阀门的开度,结合稳态运行的流量和阀门前后的压力传感器采集的压力数据,通过相关的数据处理,得到不通过开度情况下的阀门阻力特性曲线。

① 通过阀门两端压力传感器、流量传感器的实时监测点参数,监测阀门前后两端水头、流量变化;

② 通过调节不同的阀门开度,监测阀门两端压力传感器、流量传感器的数据;

③ 结合稳态运行时阀门前后压力传感器和流量传感器采集的数据,进行多数据、拟合等算法,确定不同开度情况下的阀门阻力特性曲线;

④ 提供实现上述功能的FORTRAN计算分析子程序封装文件 (多个);

⑤ 提供与实验系统功能相匹配的技术说明文件、封装引擎调用方法说明文件;

⑥ 保证提供封装引擎运行的正确性、稳定性、高效性。


4.管网水力计算分析实验:在综合实验平台上,通过阀门启闭构建树状和环状管网结构,开展不同管网结构下的水力计算分析实验。结合实验平台的数字孪生系统,对管网恒定流方程组构建和不同平差方法(如牛顿 -拉夫森算法、哈代-克罗斯算法、全局梯度算法等)的计算原理、过程和结果进行实验展示和运用,并将计算结果与实验平台监测数据进行对比分析,掌握供水管网水力计算的基本原理和求解方法。

① 管网结构演示功能:通过阀门操作实现树状管网和环状管网输水模式,并进行演示;

② 水力计算方程编写功能:根据树状和环状管网特征,编写管网水力计算的连续性方程组和能量方程组;

③ 管网平差计算功能:不同平差计算方法的功能实现,展示相应计算方程、迭代过程和计算结果,包括哈代-克罗斯算法、牛顿-拉夫森算法和全局梯度算法;

④ 提供实现上述功能的MATLAB计算分析子程序封装文件(多个);

⑤ 提供与实验系统功能相匹配的技术说明文件、封装引擎调用方法说明文件;

⑥ 程序计算分析时间:<5s;

⑦ 保证提供封装引擎运行的正确性、稳定性、高效性。


5.管网水力模型构建实验:基于综合实验平台的管网物理模型构建管网水力模型。首先通过对实验平台管网的管道、水泵、阀门等构件进行概化形成初始管网模型,进一步通过水力计算实现水力模拟分析,最后结合实验平台监测系统获取的实测数据对模型参数进行校核,构建管网水力模型。结合数字孪生实验系统,实现管网水力模型的可视化和动态模拟分析,学习与掌握供水管网水力模型构建的方法和流程。

① 模型初始化功能:根据实验平台的管网物理模型,构建管网模型的拓补结构和元件属性输入;

② 水力计算功能:结合管网水力计算分析实验功能,实现管网模型的水力模拟计算;

③ 模拟精度分析功能:通过流量传感器和压力传感器等的监测数据,进行模型模拟值与监测值的对比分析和精度评价;

④ 模型校核功能:管网模型校核功能实现,包括手动校核和自动校核两种方式;

⑤ 动态模拟功能:通过输入动态水力边界条件(水池水位、节点水量等),实现管网运行状态的动态水力模拟;

⑥ 提供实现上述功能的MATLAB计算分析子程序封装文件(多个);

⑦ 提供与实验系统功能相匹配的技术说明文件、封装引擎调用方法说明文件;

⑧ 保证提供封装引擎运行的正确性、稳定性、高效性。


6.管道水锤分析和防护实验:通过实验系统/子系统,开展有压供水管线水锤实验。通过泵/阀控制激发水锤压力波,并采用高精度流量传感器、高频压力传感器等记录相关参数的变化情况,分析不同运行工况下的压力、流量变化特征值和规律,分析管线最大内水压力、最小内水压力等参数可能造成的结构破坏风险,并测试不同的防护措施对水锤压力波动的消减情况。由此掌握市政供水管线的水锤理论知识。

① 通过泵控制激发水锤压力波,包括水泵失电、正常启停机等控制工况,分析过渡过程中管线压力、泵组流量、泵组转速等参数变化;

② 通过快速关闭阀门激发水锤压力波,分析关闭过程中阀门压力变化规律、流量变化、沿程压力包络线等参数变化;

③ 分析瞬态过程中,管线最大内水压力、最小内水压力等参数可能造成的结构破坏风险;

④ 当系统中的瞬态过程参数超过阈值,对阀门进行优化操作运行以满足要求,若仅阀门操作不能满足要求,则加入各种不同的水锤防护措施后(空气阀、空气罐/调压室等),测试水锤压力波动的消减情况;

⑤ 提供实现上述功能的FORTRAN计算分析子程序封装文件(多个);

⑥ 提供与实验系统功能相匹配的技术说明文件、封装引擎调用方法说明文件;



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