بررسی عملکرد گزینه‌های کاهنده اثرات پدیده ضربه قوچ در یک خط انتقال آب، مطالعه موردی: خط انتقال شهرک مسکونی شیردم واقع در شهر تهران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

2 دانش‌آموخته کارشناس ارشد سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده تحصیلات تکمیلی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهر

چکیده

تغییر ناگهانی شرایط مرزی در سیستم‌های انتقال آب مانند باز و بسته شدن ناگهانی شیر فلکه و روشن و خاموش شدن ناگهانی پمپ و توربین، باعث ایجاد جریان گذرایی می‌شود که اصطلاحاً ضربه قوچ نامیده می‌شود. این پژوهش، یک مطالعه موردی بود که در آن پارامترهای مؤثر موجود در خط انتقال نظیر جنس لوله و غیره و تأسیسات کاهنده ضربه قوچ به‌منظور کاهش اثرات ناشی از این پدیده بررسی شد. این کار با مدل‌سازی یک مثال عملی شامل خط انتقال آب از ایستگاه پمپاژ در نزدیکی شهرک مسکونی شهید شیردم به مخزن بالادست منطقه، واقع در شهر تهران به‌کمک نرم‌افزار Bentley HammerXMV:8 انجام شد. بررسی و مقایسه نتایج حاصله نشان داد که لوله GRP نسبت به لوله آزبست سیمانی، مقدار 1/49 کیلوپاسکال و نسبت به لوله آهنی مقدار 3/50 کیلوپاسکال، کاهش فشار داشته است. بررسی مقایسه‌ای سیستم‌های حفاظتی حاکی از این بود که اولاً مخازن ضربه‌گیر در کنترل فشار بهتر از سایر لوازم حفاظتی عمل نمودند به‌طوری که فشار بیشینه به‌میزان 9/3  بار، نسبت به چرخ طیار و 5 بار ، نسبت به شیر یک‌طرفه کاهش داشت و ثانیاً در به‌کارگیری ترکیبی عوامل حفاظتی، کاربرد همزمان مخزن بار ضربه‌گیر با چرخ طیار، ایده‌آل‌ترین روش برای کنترل ضربه قوچ در این مطالعه موردی بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Reductive Option of Water Hammer Phenomenon for a Water Conveyance System, A Case Study of Shahid Shirdom Residential District-Tehran

نویسندگان [English]

  • Kiyomars roshangar 1
  • Pedram PourHeidar 2
چکیده [English]

Sudden changes in the boundary conditions of water transmission systems, such as sudden opening and closing of valves or abrupt on and off switching of pumps and turbines cause a transient flow called ‘water hammer’. In this study, comparisons were made between the effective parameters including pipeline material, on the one hand, and the equipment and tools available for reducing the effects of water hammer, on the other. For this purpose, a practical example of a water transmission line from a pumping station located near Shahid Shirdom Residential District to the upstream reservoir in Tehran was used for modeling by the Bentley Hammer XMV: 8 software. The results obtained for the different parameters and options were compared and it was revealed that, regarding the pipe material, GRP pipes reduced pressure by 49.1 Kpa compared to the Asbestos cement pipes and by 50.3 Kpa compared to the iron pipes. Comparison of the results for the protective systems indicated that the surge tank outperformed the other alternatives in controlling pressure such that maximum pressure was reduced by 3.9 bar when using surge tanks compared to the flywheel and by 5 bar compared to the check valve. Finally, it was found that the concurrent use of the surge tank and the flywheel would be the most ideal method for controlling the water hammer effects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • water hammer
  • Surge Tanks
  • Flywheel
  • case study
  • Bentley Hammer

Shmsaiy, A. (2006). Applied hydraulic of unsteady flows, Sharif University Pub., Tehran. (In Persian)

2. Kahrom, M. (210). Water convey systems, Ferdowsi Mashhad University Pub., Mashhad. (In Persian)

4. Ghidaoui, M., Zhao, M., McInnis, D., and Axworthy, D. (2005). “A review of water hammer theory and practice.” Transactions of the ASME, 58, 49-76.

5. Silva-Araya, W. (1993). “Energy dissipation in transient flow.” Ph.D., Dissertation,Washington State University, USA.

6. Filion, Y.R., and Karney, B.W. (2003). “Sources of error in network modeling: A question of perspective.” Journal of the American Water Works Association, 95, 119-130.

7. Szymkiewicz, R., and Mitosek, M. (2007). “Numerical aspects of improvement of the unsteady pipe flow equations.” International Journal for NumericalMethods in Fluids, 55, 1039-1058.

8. Bergant, A., Tijsseling, A., Vitkovsky, J., Covas, D., Simpson, A., and Lambert, M. (2008). “Parameters affecting water-hammer wave attenuation.” shape and timing Part 1: Mathematical tools.” J. of Hydraulic Research, 46 (3), 382-391 .

9. Chaudhry, H.M., and Hussaini, M.Y. (1985).“Second-order accurate explicit finite-difference schemes for water hammer analysis.” Journal of Fluids Engineering, 107, 523-529.

10. Sibetheros, L.A., Holley, E.R., and Branksi, J.M. (1991). “Spline interpolation for water hammer analysis.” Journal of Hydraulic Engineering, 117(10),1332-1369.

11. Chaudhry, M.H. (1979). Applied hydraulic transient, Published by Van Nostrand Reinhold Company.

12. Programing nad Budget Organization. (2009). List of basic cost of water conveance system, Tehran. (In Persian)