intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC - CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA & THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

Chia sẻ: Nguyễn Lê Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST
Báo xấu
145
lượt xem 26
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mô hình hoá hệ thống cấp nước - Lý thuyết lập mô hình - Mô phỏng hệ thống cấp nước - Mô phỏng hệ thống với phần mềm Epanet Lý thuyết thủy lực cơ bản; - Kiến thức thực tế về vận hành một hệ thống phân phối nước. MỤC ĐÍCH MÔ PHỎNG - Quy hoạch tổng thể dài hạn; - Sự phục hồi; - Các nghiên cứu về chữa cháy; - Quan sát chất lượng; - Quản lý năng lượng; - Thiết kế hệ thống; - Nhu cầu vận hành, ứng phó & xử lý sự cố hàng ngày....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC - CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA & THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

  1. TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA TP. HCM M NG LƯ I C P THOÁT NƯƠÙC Khoa KTXD - B môn KTTNN N I DUNG MÔN H C Chương 1. Ch t lư ng, ht. phân ph i nư c & thi t b . Chương 2. Qu n lý cung - c u trong c p nư c. Chương 3. Mô hình hoá & thi t k ht. c p nư c. Chương 4: Phân tích m ng lư i c p nư c. Chương 5: Nư c va trong ñư ng ng ch y có áp. Chương 6. Quy ho ch h th ng thóat nư c. Chương 7. Mô hình hoá & thi t k ht. thoát nư c. PGS. TS. NGUY N TH NG Chương 8. Thoát nư c vùng tri u. Chương 9. Qu n lý v n hành ht. c p và thoát nư c. E-mail: nthong56@gmail.com or nthong56@yahoo.fr Ph n m m SWMM & EPANET Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong 10/14/2010 1 10/14/2010 2 Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 1: Chaát löôïng, heä thoáng phaân phoái & thieát bò Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc CHÖÔNG 3 N I DUNG MOÂ HÌNH HOAÙ & THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG Th c hành 1: Mô hình d báo nhu c u CAÁP NÖÔÙC nư c dùng v i p/p H i quy tuy n tính Noäi dung: Th c hành 2: Mô ph ng m ng lư i c p - Moâ hình hoaù heä thoáng caáp nöôùc nư c v i EPANET. - Lyù thuyeát laäp moâ hình Th c hành 3: Mô ph ng m ng lư i thoát nư c v i SWMM. - Moâ phoûng heä thoáng caáp nöôùc Th c hành 4: Mô ph ng th y l c v i HEC- - Moâ phoûng heä thoáng vôùi phaàn meàm Epanet RAS 10/14/2010 3 10/14/2010 4 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc KIEÁN THÖÙC CAÀN THIEÁT - Lyù thuyeát thuûy löïc cô baûn; - Kieán thöùc thöïc teá veà vaän haønh moät heä thoáng phaân MOÂ HÌNH HOAÙÙ HEÄÄ THOÁÁNG HOA HE THO NG phoái nöôùc. MUÏC ÑÍCH MOÂ PHOÛNG PHAÂN PHOÁÁI NÖÔÙC PHO NÖ - Quy hoaïch toång theå daøi haïn; - Söï phuïc hoài; - Caùc nghieân cöùu veà chöõa chaùy; - Quan saùt chaát löôïng; - Quaûn lyù naêng löôïng; - Thieát keá heä thoáng; 10/14/2010 PGS. Dr. Nguy n Th ng 5 - 10/14/2010 u vaän haønh, öùng phoù & xöû lyù söï coá haøng ngaø6y. Nhu caà PGS. Dr. Nguy n Th ng 1
  2. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Quy hoaïch toång theå daøi haïn: Söï phuïc hoài: Xaùc ñònh caùc döï aùn phaùt trieån chính ñeå ñaûm Nhaän bieát caùc haïng muïc (ñöôøng oáng, van, beå baûo chaát löôïng phuïc vuï töông lai. chöùa,…) ñaõ xuoáng caáp caàn phaûi thay theá. Nhaän ra caùc vuøng coù nguy cô ’tieàm aån’ (aùp Moâ hình thuûy löïc cho pheùp ñaùnh giaù caùc khaû suaát thaáp, chaát löôïng nöôùc,…). naêng coù theå xaûy ra vôùi caùc phöông aùn caûi taïo Xaùc ñònh quy moâ vaø vò trí ñöôøng oáng chuyeån khaùc nhau phöông aùn caûi taïo kinh teá nhaát. nöôùc, traïm bôm, coâng trình tröõ nöôùc ñeå ‘ñaûm baûo’ khoâng xaûy ra veà söï thay ñoåi löu löôïng, aùp suaát vöôït quaù cho pheùp. 10/14/2010 7 10/14/2010 8 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Theo doõi chaát löôïng nöôùc: VAÄN HAØNH HAØNG NGAØY Moâ hình moâ phoûng coù theå moâ phoûng: tuoåi nöôùc, chaát ñaùnh daáu nguoàn, phaân boá noàng ñoä Khi vaän haønh caàn ñaûm baûo: hoaù chaát (ví duï Clo dö). - aùp suaát; Quaûn lyù naêng löôïng: Ngoaøi chi phí baûo döôõng vaø söûa chöõa haï taàng, - löu löôïng; chi phí naêng löôïng bôm & quaûn lyù chieám tyû leä - möïc nöôùc trong caùc ñaøi. lôùn. Moâ phoûng thuûy löïc cho pheùp ñaùnh giaù hieäu dao ñoäng trong phaïm vi cho pheùp. quaû tieâu thuï naêng löôïng bôm (hieäu suaát chaïy cuûa bôm). 10/14/2010 9 10/14/2010 10 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc THEÅ HIEÄN MOÂ HÌNH CAÁP NÖÔÙC - Ñaøi nöôùc: - Beå chöùa. Laø moät nuùt bieân. Trong moâ hình ñöôïc theå hieän baèng moät nuùt ôû Ñöôøng ño aùp thay ñoåi theo doøng chaûy vaøo, ra bieân. ñaøi. Dung tích höõu haïn (gioáng thöïc teá). Xem ñoù laø nguoàn nöôùc caáp ‘voâ haïn’ cho heä thoáng. Caùc thoâng soá khi moâ phoûng ñaøi: ñoä cao ñaùy, ñöôøng kính, trong tröôøng hôïp ñaøi hình truï Trong moâ hình hoaù maïng löôùi duøng ñeå moâ taû: [neáu daïng khaùc W=f(h), chieàu saâu nöôùc ao gieáng nöôùc ngaàm. trong ñaøi], caùc möïc nöôùc ban ñaàu (t=0), möïc beå chöùa nöôùc saïch sau traïm xöû lyù cuûa bôm nöôùc thaáp nhaát & möïc nöôùc cao nhaát. caápNguy n Th ng PGS. Dr. 1. 10/14/2010 11 10/14/2010 PGS. Dr. Nguy n Th ng 12 2
  3. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc THOÂNG SOÁ MOÂ PHOÛNG ÑAØI NÖÔÙC COÙ 3 LOAÏI ÑAØI NÖÔÙC CÔ BAÛN MN lôùn nhaát pa - Ñaøi noåi vôùi maët nöôùc töï do MN ban ñaàu MN thaáp nhaát h - Ñaøi coù aùp (ñaøi thuûy löïc neùn khí) Cao trình ñaùy ñaøi - Ñaøi duøng bôm. Q W=f(h) Caùc ñaøi nöôùc cuõng giöõ vai troø nhö ñieåm nguoàn cung caáp nöôùc saïch. 10/14/2010 13 10/14/2010 14 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc ÑAØI NEÙN KHÍ Moái noái: Nuùt maïng löôùi. Laø loaïi ñaøi kín, moät phaàn ñöôïc laøm ñaày bôûi khí Vò trí giao nhau cuûa hai hay nhieàu ñöôøng oáng. neùn. Noù coù theå ôû vò trí ‘thaáp’ trong heä thoáng Nôi coù theå laáy löu löôïng so vôùi yeâu caàu ñaøi nöôùc coù maët thoaùng töï do: Ñöôøng oáng q Bình neùn khí p>pa MNmax d1 d2 Vhieäu qiaû d1 d2 MNmin d3 Bôm Thoâng soá moái noái: cao trình & löu löôïng TB (vôùi patten töông öùng) vaøo (ra nuùt) neáu coù. 10/14/2010 15 10/14/2010 16 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Ñoaïn (ñöôøng) oáng Thoâng soá: Chieàu daøi (l), ñöôøng kính Giôùi haïn giöõa 2 moái noái (nuùt). (mm), heä soá nhaùm. Quy öôùc coù d khoâng ñoåi. Trong caùc moâ hình moâ phoûng ngöôøi ta Khi tính toaùn thuûy löïc Khoâng coù ñöa vaøo giaù trò ñöôøng kính ñònh danh. löu löôïng ra (vaøo) doïc tuyeán (trong tröôøng hôïp coù löu löôïng doïc tuyeán quy ñoåi gaàn ñuùng veà löu löôïng taäp trung ôû nuùt 2 ñaàu). D ngoaøi d thöïc D ñ nh danh 10/14/2010 17 10/14/2010 18 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 3
  4. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Maùy bôm: ÑÖÔØNG CONG ÑAËC TÍNH BÔM Thieát bò boå sung naêng löôïng cho heä thoáng H (m) döôùi daïng naâng coät nöôùc (aùp suaát). Quan hê Q=f(H) xác ñ nh tư nha Caùc thoâng soá veà bôm: SX bơm Ñöôøng ñaëc tính H ~ Q Htk Ñöôøng ñaëc tính η ~ Q, H H=33.3-20.84.10-5Q2 Ñöôøng ñaëc tính N ~ Q, H EPANET H(m), Q(l/s) Ñöôøng ñaëc tính [Hck]cp ~ Q 0 Qtk Q (m3/s) 10/14/2010 19 10/14/2010 20 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Van: Thay ñoåi löu löôïng ñi qua thoâng qua vieäc thay ñoåi söùc caûn ñoái vôùi doøng chaûy. - Van caùch li; - Van moät chieàu; (a)vane roâbinet, (b) vane böôùm, - Van giöõ cao ñoä; (c)vane clapet 1 chieàu, (d) vane giaûm aùp - Van xaû khí & phaù chaân khoâng; - Van giaûm aùp; - Van khoáng cheá (löu löôïng). 10/14/2010 21 10/14/2010 22 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Sô ñoà minh hoaï söï laøm vieäc VAN GI M ÁP Sô ñoà minh hoaï söï laøm vieäc VAN GI ÁP γ (H=Z+p/γ) Toång coät nöôùc Toång coät nöôùc H khi khoâng coù H khi khoâng coù van giaûm aùp Möùc thaáp van giöõ aùp Beå chöùa Beå chöùa nhaát γ p/γ ∆H treân ñoài treân ñoài ∆H H khi coù van p/γ khi k/coù van! γ Vuøng phuïc vuï treân cao Z H khi coù van Vuøng phuïc vuï treân cao Van giaûm aùp Van giöõ aùp Maët chuaån 10/14/2010 23 10/14/2010 24 PGS. Dr. Nguy n Th ng Vuøng phuïc vuï döôùi thaáp PGS. Dr. Nguy n Th ng Vuøng phuïc vuï döôùi thaáp 4
  5. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc LYÙ THUYEÁT LAÄP MOÂ HÌNH Bôm Ñoaïn oáng Phaân tích thuûy löïc Nuùt (ñieåm laáy nöôùc) Phaân tích chaát löôïng nöôùc Beå chöùa Ñaøi nöôùc 10/14/2010 25 10/14/2010 26 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc TOÅN THAÁT NAÊNG LÖÔÏNG TOÅN THAÁT NAÊNG LÖÔÏNG ÑÖÔØNG DAØI Coøn goïi laø toån thaát coät nöôùc bao goàm: - Darcy-Weisbach: 8fLQ 2 - Toån thaát doïc ñöôøng (ñöôøng daøi) do ma saùt dh L = giöõa doøng chaûy vaø thaønh oáng. gD5π - Toån thaát cuïc boä do söï roái loaïn doøng chaûy sinh - Hazen-Williams: 10,7 LQ1,852 ra khi doøng chaûy thay ñoåi phöông ñoät ngoät dh L = hoaëc qua choã noái oáng, thay ñoåi tieát dieän chaûy D 4,87 C1,852 ñoät ngoät. - Manning: 10,3n 2 LQ2 dh L = 10/14/2010 27 10/14/2010 D 5,33 28 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc dhL (m) toån thaát coät nöôùc - Federov: 1 ∆e a = −2 lg( + 2) Q (m3/s) löu löôïng qua oáng f 13.68R Re D (m) ñöôøng kính oáng f heä soá ma saùt: ∆e ñoä nhaùm töông ñöông, R baùn kính thuûy löïc. - 1 ∆e 2.51 - Colebrook-White: = −2 lg( + ) - Re soá Reynold, a2 phuï thuoäc tính nhaùm thaønh oáng f 3.7D Re f & chaát lô löûng. - Swamee-Jain: - n heä soá nhaùm (0.01 0.025) 0.25 - C heä soá phuï thuoäc loaïi vaø tình traïng oáng (50 f= ∆e 140) 2  5.74  ln( 3.7 D + Re 0.9 )    10/14/2010 29 10/14/2010 30 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 5
  6. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Caùc phöông phaùp tính thuûy löïc maïng löôùi: - Maïng löôùi cuït: Phöông phaùp tröïc tieáp (Q, H). TÍNH THUÛÛY LÖÏC THU LÖÏ - Maïng löôùi voøng: MAÏÏNG LÖÔÙI MA NG LÖ Phöông phaùp Hardy Cross (giaûi laëp). Phöông phaùp caân baèng löu löôïng nuùt (ma traän). PHAÂN PHOÁÁI NÖÔÙC PHO NÖ Phöông phaùp toång quaùt (Epanet). - Maïng löôùi hoãn hôïp (cuït+voøng): Phöông phaùp taùch thaønh maïng löôùi cuït + maïng löôùi voøng. Phöông phaùp toång quaùt. 10/14/2010 31 10/14/2010 32 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc TÍNH THUÛY LÖÏC MAÏNG LÖÔÙI TÍNH THUÛY LÖÏC MAÏNG LÖÔÙI BAÈNG PHÖÔNG • Muïc ñích: Xaùc ñònh phaân phoái löu löôïng trong PHAÙP CAÂN BAÈNG L/L NUÙT ñöôøng oáng (hoaëc coät nöôùc ño aùp taïi caùc nuùt) theo Ñöôøng dh thôøi gian (moâ phoûng thuûy löïc maïng löôùi). p/γ γ Hj c/nöôùc ño aùp Q(i) • Phöông phaùp: z j H=z+p/γ γ – Maïng löôùi hôû (cuït): Giaûi tröïc tieáp töø cuoái maïng Hk dh = K.Q m = K 'Q (cuoái ñöôøng oáng nhaùnh) veà ‘nguoàn’. Xem lyù o k o thuyeát trong Cô chaát loûng hoaëc Caáp thoaùt nöôùc. Quan heä Q vaø dh, Q (m3/s) : löu löôïng qua oáng – Maïng löùôi voøng: Phöông phaùp ñuùng daàn Hardy Cross, Phöông phaùp caân baèng löu löôïng nuùt (ma dh (m) toån thaát naêng löôïng traän). K heä soá phuï thuoäc ñaëc tính oáng, Q (quan heä phi tuyeán) 10/14/2010 33 H=z+p/γ coät nöôùc ño aùp toaøn phaàn, m=1 2 10/14/2010 34 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc PHÖÔNG PHAÙP CAÂN BAÈNG LÖU LÖÔïNG NUÙT Xeùt quan heä toån thaát naêng löôïng vaø löu löôïng qua 1 TÍNH THUÛÛY LÖÏC THU LÖÏ ñoaïn oáng cô baûn i: Teân oáng MAÏÏNG LÖÔÙI MA NG LÖ Taïi nuùt k: ( Qk = k i ∆H = k i H k − H ij i i i ) Taïi nuùt j: PP. CAÂN BAÈÈNG ( Q ij = −k i H ki − H ij ) BA NG Teân nuùt Vieát döôùi daïng ma traän ta coù: LÖU LÖÔÏNG NUÙÙT LÖ NG NU Qki   1 − 1  H k  i  i = ki   i  Q j    − 1 1   H j    10/14/2010 35 10/14/2010 (daïng ma traän) Qi = Ki H i 36 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 6
  7. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc HEÄ THOÁNG P/T CHO SÔ ÑOÀ MAïNG LÖÔÙI 6 TOAØN MAÏNG LÖÔÙI 9 2 4 4 • Ñeå thieát laäp heä phöông trình bieåu dieãn C6 1 cho toaøn maïng löôùi, ta seõ döïa vaøo 1 3 nguyeân taéc caân baèng löu löôïng laàn löôït 5 7 6 taïi caùc nuùt. C1 2 C5 • Ñeå ñôn giaûn, ta xeùt ví duï cho moät maïng 3 8 5 löôùi ñôn giaûn sau: 10/14/2010 37 10/14/2010 38 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Ta goïi Cj laø löu löôïng vaøo (hoaëc ra) heä thoáng maïng • Ví duï taïi nuùt j=5 cho maïng löôùi neâu treân ta löôùi taïi nuùt j vôùi quy öôùc: coù phöông trình caân baèng löu löôïng nhö sau: • Cj > 0 : löu löôïng ñi vaøo nuùt • Cj < 0 : löu löôïng ra khoûi nuùt Q55 + Q57 + Q5 = C 5 8 (1) Tên ño n ng Söï caân baèng löu löôïng taïi moät nuùt baát kyø j cho pheùp ta vieát: • Xeùt phaàn töû ñöôøng oáng i=5 ta coù: Tên nút Trong các ño n ng ∑Q i j =Cj h i t v nút Q5  5  1 − 1  H 5   5  = k5  i • vôùi chæ soá i bieåu thò taát caû caùc ñöôøng oáng hoäi tuï veà    nuùt j. Q 2  − 1 1   H 2  10/14/2010 39 10/14/2010 40 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Xeùt phaàn töû ñöôøng oáng i=7 ta coù: Thay vaøo phöông trình caân baèng nuùt vaø thu goïn ta coù:  1 − 1  H 4  Q4  (5 ) 7  7  = k7     − k H − k H − k H + k + k + k H = C (1) 5 2 8 3 7 4 8 7 5 5 Q5  − 1 1   H 5  Ví duï taïi nuùt j=1: Xeùt phaàn töû ñöôøng oáng i=8 ta coù: Vôùi nuùt naøy ta coù 2 phaàn töû i=1 vaø i=2 lieân keát vaøo nuùt. Xeùt phaàn töû i=1 ta coù: Q 3  8  1 − 1  H 3   8  = k8  Q1   1 − 1  H 1  1    Q 5  − 1 1   H 5   1  = k1     Q2  − 1 1   H 2  10/14/2010 41 10/14/2010 42 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 7
  8. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Xeùt phaàn töû i=2 ta coù: Ta coù theå toång quaùt hoaù ra quy luaät chung vaø vieát döôùi daïng ma traän toång theå nhö sau: Q  2  1 − 1  H 1    = k2  (k1 +k2) 1    −k1 −k2 0 0 0 H C − 1 1   H 3  2 1 1 Q  3  (k1 +k3 +k4 +k5) −k3 −k4 −k5 0 H C   2  2 Thay vaøo phöông trình caân baèng nuùt ta coù:  (k2 +k3 +k6 +k8) −k6 −k8 0  .   .     =   (k4 +k6 +k7 +k9) −k7 −k9 .   .   (k5 +k7 +k8) 0  .   .  (k1 + k 2 )H 1 − k1 H 2 − k 2 H 3 = C1 DX (2)        k9 H C  6  6 10/14/2010 43 10/14/2010 Chuù yù: Ma traän [K] ñoái xöùng 44 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc CHÚ Ý SÔ ÑOÀ MAïNG LÖÔÙI 6 Trong phương pháp gi i l p 9 2 4 4 Hardy Cross n s là lưu 1 C6 lư ng Qi trong các ño n ng. 1 3 5 7 Trong phương pháp ma tr n 6 C1 2 C5 n s là c t nư c ño áp H 3 8 5 t i các nút c a m ng lư i. 10/14/2010 45 10/14/2010 46 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc ÑIEÀU KIEÄN BIEÂN • Phöông phaùp 1: (Duøng trong p/p PTHH) • Tröôùc khi tieán haønh giaûi heä phöông trình tuyeán Giöõ nguyeân heä phöông trình cuûa maïng löôùi, tính treân, caùc ñieàu kieän bieân aùp duïng trong chæ tieán haønh bieán ñoåi haøng thöù i trong heä maïng löôùi phaûi ñöôïc ñöa vaøo heä phöông trình. phöông trình. Thoâng thöôøng ta coù 2 loaïi ñieàu kieän bieân cô Cho taát caû caùc heä soá kij=0 neáu i≠j, kij=1 neáu ≠ baûn sau ñaây: i=j vaø thay Ci=Hi: giaù trò coät nöôùc bieát taïi Hi : bieát t i nút i nuùt i. Ci : bieát t i nút i ho c cho kii=A (A giá tr r t « l n ») và thay Ci Trong tröôøng hôïp thöù 1, vôùi Hi bieát tröôùc, giaù trò b i A.Hi (Hi là giá tr ñi u ki n biên ñã bi t c a naøy seõ ñöôïc xöû lyù vaøo heä phöông trình baèng 1 H t i nút i). PGS. Dr. Nguy phöông phaùp sau: trong 2 n Th ng 10/14/2010 47 10/14/2010 48 PGS. Dr. Nguy n Th ng 8
  9. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc • Phöông phaùp 2: Baøi taäp: Vieát ma traän bieåu thò sô ñoà maïng Thay giaù trò Hi ñaõ bieát vaøo phöông trình löôùi thuûy löïc sau ( n s là Hi): vaø bieán ñoåi thích hôïp ñeå nhaän heä 1 1 2 phöông trình môùi coù soá phöông trình ít C1 C2 hôn (khoâng coù phöông trình cho Hi ñaõ 2 bieát). 3 5 Giaû söû coù n giaù trò Hi bieát, soá phöong C4 trình coøn laïi seõ laø (N-n) vôùi N laø soá nuùt C3 4 3 cuûa maïng löôùi. 4 10/14/2010 49 10/14/2010 50 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Ví duï 1: Cho heä thoáng maïng löôùi nhö hình veõ. Giaû thieát laø doøng chaûy taàng. Cho bieát H1=10 m; C2=-2 m3/s; a. Vieát ma traän bieåu dieãn heä thoáng. L1=L2=1000 m; φ1=0.1 m; φ2=0.2 m; ν=10-6 m2/s vaø doøng chaûy taàng coù: b. Xaùc ñònh coät nöôùc H2 vaø löu löôïng πρgφ 4 k= qua caùc ñoaïn oáng. 1 128µL CHÚ Ý: Quy lu t th y l c dòng C1 1 2 C2 ch y t ng trong ng tròn: 2 πρgφ 4 Q = k.dh = dh µ =ν*ρ : heä soá nhôùt ñoäng löïc ν ρ 128µL 10/14/2010 PGS. Dr. Nguy n Th ng ρ: khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc. 51 10/14/2010 PGS. Dr. Nguy n Th ng 52 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Giaûi: Ma traän toång theå cho heä thoáng seõ laø: Treân cô sôû soá lieäu ta tính ñöôïc: k1=0.024 m2/s vaø k2=0.385 m2/s  (k1 + k 2 ) (− k1 − k 2 )  H1  C1  (− k − k ) (k1 + k2 )  H  = C  Ma traän cô baûn cho phaàn töû i=1:  1 2   2  2 Q1   0.024 − 0.024  H 1   (0.024+ 0.385) (− 0.024− 0.385)H1  C1  1  1 =     Q2  − 0.024 0.024   H 2  (− 0.024− 0.385) = Ma traän cô baûn cho phaàn töû i=2:  (0.024+ 0.385) H2  C2      Q12   0.385 − 0.385  H1   2 =   H  10/14/2010 Q2  − 0.385 0.385   2 53 10/14/2010 54 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 9
  10. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc • Töø ñieàu kieän H1 =10 m vaø C2 =-2 m3/s ta coù: • Ví duï 2: Cho maïng löôùi nhö hình veõ. Caùc soá lieäu nhö sau: -0.409H1+0.409H2= - 2 ⇒ H2=5.11 m 2 • Töø ñoù: Phaàn töû L(m) d(m) k(m /s) Q1 =k1(H1-H2) =0.024(10-5.11) =0.1173 m3/s 1 1000 0.4 6.164 Q2 =k2(H1-H2) =0.385(10-5.11) =1.8826 m3/s 2 1000 0.2 0.385 3 2000 0.283 0.772 4 2000 0.283 0.772 5 2000 0.573 12.977 10/14/2010 55 10/14/2010 56 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Sô ñoà maïng löôùi Giaûi: Ma traän toång theå cho maïng löôùi nhö sau: H1=20m (6.164+ 0.385) − 6.164 − 0.385 0  20 C1  1  (6.164+ 0.772+ 0.772) − 0.772 − 0.772 H2  10    =   2 1 C2=10m3/s  (0.385+ 0.772+12.977) −12.977 H3  10 C3=10m3/s   DX (0.772+12.977) 10  C4      3 3 2 Giaûi heä phöông trình treân ta coù: 5 4 H2=19.443m;H3=11.495m;C1=6.7m3/s;C4=- 4 H4=10m 26.7m3/s Xaùc ñònh löu löôïng (Q) vaø 10/14/2010 coät nöôùc (H) taïi caùc vò trí chöa bieát. 57 10/14/2010 58 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Ví duï 2: Cho maïng löôùi nhö hình veõ. Caùc soá lieäu nhö Sô ñoà maïng löôùi sau: H4=20m 2 3 3 4 Phaàn töû L(m) d(m) k(m /s) 1 500 0.4 8.0 2 2 500 0.2 2.0 1 C2=-5m3/s 3 400 0.2 2.0 C1=10m3/s 4 400 0.4 8.0 H1=40m 1 4 2 Xaùc ñònh löu löôïng vaø coät nöôùc taïi caùc vò trí chöa bieát. 10/14/2010 59 10/14/2010 60 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 10
  11. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc BAØI TAÄP Thieát laäp heä phöông trình döôùi daïng ma traän caùc aån soá coät nöôùc H cho caùc maïng löôùi sau: 1 2 2 53 3 PHÖÔNG PHAÙP TOÅNG QUAÙT 2 2 C1 1 4 7 1 4 6 (Phaàn meàm EPANET) 1 3 6 3 5 4 5 6 6 4 5 7 1 2 4 57 6 1 3 5 7 2 4 6 3 10/14/2010 61 10/14/2010 62 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Toån thaát coät nöôùc cho ñoaïn oáng (ij) baát kyø: Trong tröôøng hôïp bôm ta coù: dh ij = H i − H j = rQ + mQ n 2   Qij   n ij ij h ij = −ω h 0 − r 2  ω  Hi=zi + pi/ρg : coät nöôùc toaøn phaàn taïi nuùt i ρ       dhij toån thaát coät nöôùc trong ñoaïn oáng (ij) h0 coät nöôùc bôm, ω toác ñoä töông ñoái, r & n laø Qij löu löôïng trong oáng (ij) caùc heä soá cuûa ñöôøng ñaëc tính bôm. r: heä soá khaùng thuûy löïc H(m) P=ρgQtkHtk(watt) n: soá muõ (Hazen Williams n=1.852) Htk m: heä soá chæ maát naêng cuïc boä trong ñoaïn (ij). Q(m3/s) 10/14/2010 63 10/14/2010 64 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng Qtk MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Phöông trình lieân tuïc taïi taát caû caùc nuùt i: AÙp duïng caùc phöông trình cho toaøn heä thoáng seõ nhaän ñöôïc heä phöông trình vieát döôùi daïng ma ∑Q j ij − Di = 0 traän: j chæ taát caû caùc nuùt coøn laïi cuûa caùc oáng hoäi tuï veà nuùt AH =F i (i=1,N). A ma traän heä soá (caùc heä soá cuûa [A] phuï Di löu löôïng yeâu caàu taïi nuùt i (quy öôùc >0 ñi Q vaøo nuùt). thuoäc daïng hình hoïc cuûa oáng & H (baøi toaùn phi tuyeán). Trong Epanet söï duïng phöông phaùp gradient ñeå giaûi heä thoáng (giaûi laëp). 10/14/2010 65 10/14/2010 66 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 11
  12. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc Chöông 3: Moâ hình hoaù & thieát keá heä thoáng caáp nöôùc GIÔÙÙI THIEÄÄU VÍ DUÏÏ GIÔ THIE VÍ DU HEÁT CHÖÔNG 3 TRONG VIDU_EPA 10/14/2010 67 10/14/2010 68 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2