International Conference
"Modern Problems of Applied Mathematics and Mechanics: Theory, Experiment and Applications", devoted to the 90th anniversary of professor Nikolai N. Yanenko

Kuzminski Y.H.   Shilko S.V.  

Повышение энергоэффективности городского водоснабжения применением математической модели и программы «Ситигидро»

Reporter: Kuzminski Y.H.

     Основные особенности городского водоснабжения – сложная сетевая структура трубопроводов с несколькими станциями водоподъема, непрерывные изменения по времени числа потребителей, активное применение частотного и других методов регулирования работы насосов, изменение производительности насосов вследствие изнашивания. Главными причинами низкой энергоэффективности городского водоснабжения являются несоответствие фактической объемной скорости водоподачи и номинальных параметров насосов, а также значительная рециркуляция воды в насосах вследствие износа щелевых уплотнений рабочих колес. Для обоснования мероприятий по повышению энергоэффективности водоснабжения целесообразно математическое моделирование гидродинамических процессов. В частности, применение методов 0-D моделирования, описывающего гидродинамические процессы в обобщающем понятии «приведенный диаметр», помогает избежать значительных затрат вычислительных и интеллектуальных ресурсов путем замены систем дифференциальных уравнений на прямые зависимости параметров, что позволяет решать задачи мониторинга и управления в реальном масштабе времени, в т.ч. использовать в оперативной деятельности. Ранее методы 0-D моделирования использованы авторами при создании следующих программ:
1. ДИМОНТ – моделирования стационарных и переходных процессов в нефтепроводах для прогнозирования производительности, энергоэффективности, безопасности, а также идентификации параметров основного оборудования;
2. БИОДИС – моделирования сердечно-сосудистой системы человека для оценки параметров, ранее определяемых только лабораторно.
      Вопросы верификации названных моделей решались сопоставлением фактических параметров и модельных результатов. Функциями программы «СИТИГИДРО», реализующей разработанную модель, являются:
1. 0-D моделирование режимов городского водоснабжения для прогнозирования объемной скорости, давления, коэффициента полезного действия, удельного расхода энергии, числа активных потребителей;
2. создание баз данных паспортных характеристик насосов и выполнение идентификации насосов определением фактических параметров регулирования и зазора щелевого уплотнения;
3. анализ изменения приведенного диаметра трубопроводов во времени на основе суточной и помесячной статистики водопотребления.