第一章水力摩擦與流體動能轉(zhuǎn)化的基本概念第二章渠道內(nèi)流體動能與摩擦力的相互作用第三章管道系統(tǒng)中的水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化第四章水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的多物理場耦合效應(yīng)第五章水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的優(yōu)化設(shè)計方法第六章水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的智能化設(shè)計方法01第一章水力摩擦與流體動能轉(zhuǎn)化的基本概念第1頁水力摩擦與流體動能轉(zhuǎn)化的引入場景引入三峽大壩泄洪場景展示數(shù)據(jù)支撐動能計算公式及參數(shù)問題提出水利工程中的能量利用與損耗問題第2頁流體動能與水力摩擦的基本原理動能公式解析流體動能公式推導(dǎo)及物理意義摩擦力模型達(dá)西-韋斯巴赫公式及參數(shù)解釋實例對比不同管道材質(zhì)的摩擦系數(shù)對比第3頁水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)列表關(guān)鍵參數(shù)及其典型值范圍參數(shù)關(guān)聯(lián)性雷諾數(shù)與摩擦系數(shù)的關(guān)系分析臨界流速臨界流速對摩擦系數(shù)及動能轉(zhuǎn)化效率的影響第4頁能量轉(zhuǎn)化效率的工程意義案例數(shù)據(jù)葛洲壩水電站能耗數(shù)據(jù)及分析優(yōu)化設(shè)計提升能量轉(zhuǎn)化效率的工程方案總結(jié)本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告02第二章渠道內(nèi)流體動能與摩擦力的相互作用第5頁渠道內(nèi)流體動能轉(zhuǎn)化的典型場景場景描述京杭大運河陡坡渠道動能轉(zhuǎn)化分析能量分布圖渠道內(nèi)總能量沿程分布曲線工程挑戰(zhàn)貨運量與能耗的關(guān)系分析第6頁渠道摩擦系數(shù)的動態(tài)變化規(guī)律實驗數(shù)據(jù)不同渠底材質(zhì)的實驗數(shù)據(jù)對比規(guī)律分析摩擦系數(shù)與粗糙度的冪律關(guān)系臨界流速臨界流速對摩擦系數(shù)及動能轉(zhuǎn)化效率的影響第7頁渠道結(jié)構(gòu)優(yōu)化與能量回收設(shè)計優(yōu)化方案三種渠道結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案介紹成本效益分析優(yōu)化方案的經(jīng)濟(jì)性評估總結(jié)本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告第8頁渠道能量轉(zhuǎn)化的工程實例工程案例荷蘭芬洛運河水力發(fā)電案例參數(shù)對比傳統(tǒng)渠道與水力發(fā)電渠道的能耗對比結(jié)論本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告03第三章管道系統(tǒng)中的水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化第9頁管道內(nèi)流體動能轉(zhuǎn)化的工程背景背景描述化工園區(qū)輸水管道動能轉(zhuǎn)化分析能量損失計算管道結(jié)垢對能耗的影響檢測手段超聲波內(nèi)檢測儀的應(yīng)用第10頁管道摩擦系數(shù)的數(shù)學(xué)建模雷諾數(shù)影響不同雷諾數(shù)下的摩擦系數(shù)曲線粗糙度影響B(tài)lasius公式及參數(shù)解釋湍流強化效應(yīng)湍流邊界層內(nèi)渦流脫落對摩擦系數(shù)的影響第11頁管道系統(tǒng)能量回收技術(shù)技術(shù)方案三種能量回收技術(shù)介紹技術(shù)對比各方案的經(jīng)濟(jì)性評估總結(jié)本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告第12頁管道能量轉(zhuǎn)化的典型案例分析案例1某地?zé)犭娬纠鋮s水循環(huán)管道案例案例2某煉油廠原油輸送管道案例綜合效益本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告04第四章水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的多物理場耦合效應(yīng)第13頁多物理場耦合的工程背景場景描述海水淡化廠動能轉(zhuǎn)化與摩擦力耦合分析能量流圖海水淡化廠能量流圖展示耦合問題管道振動與摩擦力耦合對能耗的影響第14頁流固耦合振動模型振動方程管道流固耦合振動方程推導(dǎo)實驗驗證振動臺實驗數(shù)據(jù)驗證參數(shù)關(guān)系阻尼系數(shù)與摩擦系數(shù)的關(guān)系分析第15頁溫度場對摩擦與動能轉(zhuǎn)化的影響溫度效應(yīng)分析不同溫度下摩擦系數(shù)的變化規(guī)律熱力學(xué)模型焓流方程及參數(shù)解釋工程應(yīng)用地?zé)犭娬纠鋮s水溫度場應(yīng)用案例第16頁多物理場耦合的優(yōu)化策略綜合優(yōu)化方案三種優(yōu)化策略介紹案例驗證某核電站冷卻水管道案例推廣建議本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告05第五章水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的優(yōu)化設(shè)計方法第17頁優(yōu)化設(shè)計的工程需求背景描述跨海輸水管道能耗優(yōu)化需求優(yōu)化目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)要求設(shè)計約束優(yōu)化設(shè)計的約束條件第18頁參數(shù)優(yōu)化方法優(yōu)化算法遺傳算法優(yōu)化模型介紹優(yōu)化過程遺傳算法優(yōu)化過程展示驗證實驗物理模型實驗驗證第19頁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法優(yōu)化方案三種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案介紹綜合優(yōu)化組合方案的經(jīng)濟(jì)性評估推廣建議本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告第20頁優(yōu)化設(shè)計的工程實例案例1某城市供水管網(wǎng)優(yōu)化案例案例2某油田回注水管道優(yōu)化案例推廣建議本章節(jié)總結(jié)及后續(xù)章節(jié)預(yù)告06第六章水力摩擦與動能轉(zhuǎn)化的智能化設(shè)計方法第21頁智能設(shè)計的工程需求背景描述抽水蓄能電站能耗優(yōu)化需求智能需求智能化設(shè)計的需求要求設(shè)計目標(biāo)智能化設(shè)計的目標(biāo)要求第22頁智能監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)分布式光纖傳感系統(tǒng)介紹數(shù)據(jù)處理算法小波包分解算法應(yīng)用實驗驗證智能監(jiān)測系統(tǒng)實驗驗證第23頁智能控制技術(shù)控制策略三種智能控制策略介紹算法對比