[發明專利]一種噴淋管網及其布局優化方法

在審

• 申請號: 202010944974.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112231868A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 許丁;李同濤;杜坤;夏詣;譚東梅;侯邑;盧慢
• 申請（專利權）人: 云南省設計院集團有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/28
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 亢能;陳左

1.一種噴淋管網布局優化方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟(1)：在CAD中繪制噴淋系統中最不利層的管網布置平面圖，將其導入EPANET；

步驟(2)：把噴淋系統里的噴頭定義為該軟件中的噴嘴，具體方法是將噴頭的流量計算公式和軟件中的噴嘴出水量計算公式聯立使其相等；

步驟(3)：定義噴淋系統中各管段的管徑、管長信息以及配水管網起始點的壓力，進而建立水力模型進行計算；

步驟(4)：在MATLAB中進行噴淋管網的優化，并對求解得到的布局優化方案進行約束條件檢驗以及布局調整，得到最終布局方案，使得噴水強度達到要求，造價最低。

2.根據權利要求1所述的噴淋管網布局優化方法，其特征在于：步驟(1)之前還包括：對布局對象進行分析，確定布局對象、約束條件以及評價標準；約束條件是噴水強度達到要求，評價標準是造價最低。

3.根據權利要求1所述的噴淋管網布局優化方法，其特征在于：步驟(2)按以下進行：

EPANET中噴嘴的出流量與壓力的關系如式(1)所示：

q＝Cp^γ

(1)

式中：q-噴嘴出流量，L/s；C-擴散系數；p-噴嘴工作壓力，mH₂O；γ-壓強系數；噴頭的流量公式如式(2)所示：

式中：K-噴頭的流量系數；

聯立式(1)和式(2)得到：

4.根據權利要求1所述的噴淋管網布局優化方法，其特征在于：步驟(3)中，具體按以下進行：

步驟3.1：在EPANET中定義各管段的管長及管徑信息，將局部水頭損失折算為管長；

步驟3.2：根據式(3)計算所選用噴頭在EPANET中的擴散系數C且定義系統作用面積內的節點為噴嘴，其他節點為普通用水節點并定義各節點的基本需水量為0；

步驟3.3：選擇管網起端的入口壓力進行初次水力計算，校核最不利處的噴頭圍合面積內的噴水強度，若該噴水強度等于或略大于規范規定，則管網起端管段的流量為設計流量，否則調整管網起端的入口壓力；

步驟3.4：根據步驟3.3所得的設計流量計算系統立管的沿程和局部水頭損失，則噴淋系統入口供水壓力或所需水泵揚程為：

H＝∑h+P₀+Z；

其中，P₀為最不利層管網入口壓力，∑h為系統立管的沿程局部水頭損失的累計值，Z為最不利層管網入口處與消防水池的最低水位高程差。

5.根據權利要求4所述的噴淋管網布局優化方法，其特征在于：步驟3.3中，入口壓力為0.2～0.4MPa。

6.根據權利要求1所述的噴淋管網布局優化方法，其特征在于：步驟(4)具體按以下進行：

步驟4.1：在MATLAB中調用EPANET程序員工具箱，運行水力模型；

步驟4.2：獲取各節點工作壓力及噴頭出流；

步驟4.3：校核最不利處4只噴頭圍合面積內的噴水強度，若該噴水強度等于或略大于規范規定，則管網起端管段的流量為設計流量，否則調整管網起端的入口壓力；

步驟4.4：根據噴淋管網所用管道，采用工程量清單的計價方式計算成本造價；

步驟4.5：調整噴淋管網布局，重復步驟4.1-4.4。

7.基于權利要求1-6之一的優化方法布局的噴淋管網。