[发明专利]一种基于数值模型的混凝土通水冷却流量控制方法

说明书

技术领域

本发明一种基于数值模型的混凝土通水冷却流量控制方法，涉及混凝土温控领域。 

背景技术

大体积混凝土工程中裂缝问题是普遍存在的，而其中最主要的裂缝是由温度引起的温度裂缝。混凝土中水泥水化热引起温度上升，由于混凝土体积过大，从而导致混凝土内部散热慢。混凝土表面由于和外部环境接触，所以散热条件比较好，因此散热比较快。从而导致混凝土表面和混凝土内部有温差，进而就会产生温度应力。控制混凝土温度应力的措施就是混凝土温控措施，因为大体积混凝土相对于小体积混凝土内部散热更难，所以温控措施对于大体积混凝土的施工质量的保证就显得尤为重要了。 

现有混凝土温控技术中很重要的一个方法就是采用冷却通水方式。现场温控人员收集混凝土各个浇筑仓内预埋温度计的温度，并根据人工经验判断冷却水管的通水日计划流量，这种人工方式主要依赖现场通水计划人员的经验，这种方式会对系统的稳定性造成很大的隐患，容易出现由于人员变动及考虑不周造成通水控制命令错误，最后出现温控事故。 

发明内容

本发明提供一种基于数值模型的混凝土通水冷却流量控制方法，有助于提高面对日益复杂的混凝土温控局面的能力，能够提高混凝土温控效果。而且能够保证温控效果的稳定性。同时还减少了现场巡查和调控任务，提高工作人员工作期间的安全性。 

本发明采取的技术方案为：一种基于数值模型的混凝土通水冷却流量控制方法，包括以下步骤： 

步骤一：采用混凝土温度场，仿真计算出混凝土坝块的温度场数值模型； 

步骤二：预设的冷却水流量，进行仿真预测未来时刻的浇筑块温度场，并与计划未来同一时刻的温度场进行对比； 

步骤三：按照针对流量-温度的闭环控制理论，建立自动化控制系统，温度通过自动采集系统进行采集，然后按照上述步骤一、步骤二进行流量预测，最后按照这个预测流量进行控制现场阀门，达到合适流量范围。 

所述步骤一中：根据冷却水的流量及温度，进行将来时的温度场预测，采用对过往一天的温度场进行反分析，能够获得最接近现场实际情况的相关计算常量。 

所述步骤二中：抽取几个关键温度点进行对比，如若不同则采取增量或者减量的方式进行计算，每次计算都采用半分法尽快获得能够最近似拟合计划温度场对应的流量，此流量即为第二日的控制流量，即为求解符合计划温度场的控制流量最优解，采用温度场仿真方法计算。 

通过混凝土温度场仿真获得预测温度场，然后将计划温度场与预测温度场进行对比，如果符合就停止计算，输出该初始预测流量作为下一步冷却通水控制的流量； 

如果不符合，就采取在现场流量最大值和流量为零之间，求取符合计划温度场的预测流量最优解，按照半分法进行流量调整，最后能求得一个最优解，该最优解就作为下一步冷却通水控制的流量。 

本发明一种基于浇筑块的混凝土温度场仿真计算方法，技术效果如下： 

1）、随着现代化建设进程的推进，工程建设量越来越大，混凝土块也出现了越来越大的趋势，在这种情况下温控面临的困难也越来越多，依靠人工经验进行的冷却通水措施也越来越难以解决问题。本发明有助于提高面对日益复杂的混凝土温控局面的能力，能够提高混凝土温控效果，而且能够保证温控效果的稳定性。同时还减少了现场巡查和调控任务，这能够大大提高工作人员工作期间的安全性。 

2）、本发明控制系统采用拟合计划温度场的方法进行流量计划，能够精准的进行冷却通水流量控制，不同于现行的人工控制方式，粗放控制。 

3）、本发明控制系统能够大大减少对温控计划人员的经验依赖，提高系统的稳定性，不同于现行人工方式，太过依赖人工经验，而且无法避免人工经验的不全面的造成的后果。 

4）、本发明能够利用各种互联网平台，实现数据的实时展示，能够保证温控数据的透明度，促进施工温控质量的提高。 

5）、本发明控制系统能够结合自动控制系统，进行远程自动智能控制冷却通水，开启施工现场的温控自动化进程。 

6）、本发明能大大降低现场温控人员的工作量，针对施工现场工作危险因素众多的情况，能够降低工作人员的风险。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： 

图1为本发明通水流量控制预测原理图； 

图2为本发明通水流量控制系统。 

图3为本发明温度场模型图。 

具体实施方式

本发明一种基于浇筑块的混凝土温度场仿真计算方法，包括以下步骤：