تعیین ابعاد بهینه مخازن ذخیره آب با استفاده از مدل دینامیکی در سیستم‌های آبرسانی شهری

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، شرکت پالایش نفت، کرمانشاه

2 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه

چکیده

ایستگاههای پمپاژ در سیستم‌های آبرسانی شهری به‌عنوان یکی از مصرف کنندگان اصلی انرژی محسوب می‌گردند لذا مهم است تا حد امکان از اتلاف انرژی در این‌گونه سیستم‌ها جلوگیری شود. از طرفی پمپ‌های صنعتی به مرحله‌ای از توسعه رسیده‌اند که راندمان تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی هیدرولیکی در آنها بالا است، بنابراین باید صرفه‌جویی انرژی را در دیگر عناصر سیستم بررسی کرد. در میان عناصر اصلی تشکیل دهنده شبکه‌های آبرسانی شهری، مخازن ذخیره نقش مهمی را ایفا می‌کنند که می‌توان با بهینه‌سازی طراحی آنها، در مصرف انرژی صرفه‌جویی نمود. در این تحقیق با استفاده از مدل دینامیکی یک سیستم انتقال سیال، ظرفیتها و ابعاد مختلف مخازن در شرایط متفاوت بهره‌برداری در یک ایستگاه پمپاژ آب شرب واقعی در محیط نرم‌افزار شبیه‌سازی متلب بررسی شد. از نتایج این تحلیل می‌توان به‌منظور ارائه پیشنهادهایی برای بهینه‌سازی طراحی مخازن ذخیره آب با دید حداقل مصرف انرژی در ایستگاههای پمپاژ، تعداد پمپ‌های در مدار قرار گرفته، مقدار ذخیره‌سازی آب در مخزن و غیره با توجه به شرایط بهره‌برداریی آنها استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Optimum Dimension of Water Storage Tanks in Urban Water Supply Systems using a Dynamic Model

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Shemshadi 1
  • Farzad Veysi 2
چکیده [English]

The pump stations are on of the main energy consumers in urban water supply systems, Therefore, it is very important to minimize waste of energy in these stations. Today, pumps are running at their highest possible mechanical efficiency due to their matured technology; As a result, efficiency improvement should be considered in other elements of the network. Among the constituting elements of urban water supply systems, storage tanks play an important role and significant energy saving can be achieved by optimizing their design. In this paper, capacities and dimensions of water storage tanks in different operating conditions in an actual water pump station have been simulated by dynamic modeling in Simulink/MATLAB software. The results could be used as recommendations for optimization of energy saving in water storage tanks in pump stations, the number of operating pumps in the network, the volume of stored water and so on in different operating conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tank Dimension
  • Energy
  • Dynamic
  • Modeling
  • state space
1- Ertin, E., Dean, A., Moor, M., and Priddy, K. (2004). “Dynamic optimization for optimal control of water distribuation system.” SPIE Proceedings Series, <http://www.ece.osu.edu/>(Dec. 25, 2006).

2-, Eker, I., Grimble, M.J., and Kara, T. (2003). “Operation and simulation of city of Gaziantep water supply system in Turkey.” J. of Renewable Energy, 28, 901-916.

3- Lucken, C., Baran, B, and Sotelo, A. (2004). “Pump scheduling optimization using asynchronous parallel.” J. of Clei Electronic, 7)2(, 2.

4- Shemshadi, M., and Veysi, F. (2008). “Energy consumption management in pumping stations using dynamic modeling.” J. of Water and Wastewater, 67, 58-65. (In Persian)

5- Mark Owen., S. (2005). Ashrae handbook fundamentals, Ashrae Handbook Committee Information, USA.