供热环网水力计算系统的设计与实现

摘要

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，保护环境、节约能源受到了越来越多的关注，集中供热管网系统因其经济效益高、对环境污染小等优点成为了当前供热方式的首选。有效的水力计算，可以决策管径和设备的选型以节约供热系统的初期投资，对于已有供热系统的改造与扩建、新型集中供热管网系统的建设具有重大意义，影响着集中供热系统的运行效果。
　　本文在现有供热环网水力计算研究的基础上，分析了供热环网水力计算系统的需求，设计并实现了B/S模式下的供热环网水力计算系统，系统主要由浏览器客户端和服务器端两部分组成。
　　浏览器客户端主要负责用户同服务器之间的交互，完成用户对供热管网图的绘制、初始设计参数的输入以及将水力计算的结果展示给用户的过程，其中结果展示包括管段流向指示、水力计算结果报表以及管网结构三维显示三个方面。浏览器客户端还要将用户输入的数据传送给服务器。浏览器客户端使用JavaScript语言编写，绘制管网过程借助Canvas技术完成，管网结构三维显示借助Three.js技术完成，数据传输选用Json数据格式。
　　服务器端主要负责数据的存储，并且完成初始流量分配、平差计算等水力计算过程，将结果输出存储以便用户查看。服务器端使用Java语言编写。
　　本文在水力计算时采用基于广度优先搜索的环路个数计算的算法，通过计算供热环网中的环路个数，直接对环路进行平差计算，省去了求解非线性方程组的过程。
　　本系统采用B/S模式，摆脱了操作系统的限制，用户只需在浏览器端即可完成完整的水力计算过程并获得结果，拓宽了系统的应用环境。
　　最后，本文对所设计的系统进行了测试，测试从管网设计、水力计算到查看结果的全部过程，水力计算结果符合工况要求，说明系统符合设计要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 供热环网水力计算研究现状

1．3 本文研究内容和论文结构

1．3．1 本文研究内容

1．3．2 本文论文结构

2 B／S模式及相关技术

2．1 B／S模式

2．2 相关技术

2．2．1 JavaScript

2．2．2 Canvas

2．2．3 Three．js

2．2．4 Json

2．3 本章小结

3 供热环网水力计算过程及方法

3．1 供热环网水力计算过程

3．2 供热环网水力计算方法

3．2．1 水力计算的基本方程

3．2．2 供热环网初始流量分配

3．2．3 供热环网平差计算

3．3 供热环网环路个数计算

3．3．1 广度优先搜索算法

3．3．2 基于广度优先搜索的环路个数计算算法

3．4 本章小结

4 供热环网水力计算系统设计

4．1 供热环网水力计算系统需求

4．2 系统总体架构设计

4．3 浏览器客户端设计

4．3．1 绘制管段模块设计

4．3．2 参数输入模块设计

4．3．3 结果展示模块设计

4．4 服务器端设计

4．4．1 数据存储模块设计

4．4．2 水力计算模块设计

4．4．3 结果输出模块设计

4．5 本章小结

5 供热环网水力计算系统功能实现

5．1 浏览器客户端实现

5．1．1 绘制管段模块实现

5．1．2 参数输入模块实现

5．1．3 结果展示模块实现

5．2 服务器端实现

5．2．1 数据存储模块实现

5．2．2 水力计算模块实现

5．2．3 结果输出模块实现

5．3 本章小结

6 供热环网水力计算系统测试与分析

6．1 系统测试运行环境

6．2 系统测试与分析

6．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢