به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "water hammer" در نشریات گروه "مهندسی آب"

تکرار جستجوی کلیدواژه «water hammer» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
جستجوی water hammer در مقالات مجلات علمی
  • مطهره ترشیزی، علی نصیریان*، حسین الیاسی، ناصر موسویان

    استفاده از شیرهای فشارشکن به منظور کاهش فشار سیستم های توزیع آب به حداقل مقدار موردنیاز، یکی از موثرترین راه ها برای کاهش نشت است. باز و بسته شدن شیرها، روشن و خاموش شدن پمپ و نوسان مصرف آب توسط یک مصرف کننده بزرگ، باعث به وجود آمدن جریان های گذرا می شود. تقابل بین جریان گذرا و یک شیر فشارشکن با تنظیم شیر سوزنی ثابت، ممکن است موجب تشدید امواج فشاری در سیستم توزیع آب شود. استفاده از شیرهای فشارشکن هوشمند می تواند نوسان فشار را محدود کند. در این پژوهش، خطی سازی ورودی- خروجی با بازخورد برای کنترل هوشمند شیر فشارشکن استفاده شد. نتایج این روش با نتایج استفاده از شیر فشارشکن با CNVS و کنترل کننده PID مقایسه شد. برای ارزیابی روش های پیشنهادی، یک شبکه نظری برگرفته شده از مراجع، استفاده شد. مصارف شبکه شامل مشترکین عادی و یک مصرف کننده بزرگ صنعتی بود. جریان چکش آبی ناشی از تغییرات مصرف، عملکرد شیر فشارشکن با CNVS، روش IOFL و کنترل کننده PID در نرم افزار سیمیولینک مدل سازی شد. نوسان هد در محل خروج شیر فشارشکن در CNVS از 18 تا 28 متر، در کنترل کننده PID و روش IOFL، 26 تا 28 متر بود. همچنین نتایج نشان داد که روش IOFL، نوسانات ملایم تر و کمتری نسبت به PID دارد. خطای جذر میانگین مربعات هد در محل خروج شیر با CNVS، کنترل کننده PID و IOFL به ترتیب برابر 6/1، 32/0 و 28/0 بود. بنابراین، روش IOFL، خطای کمتر و عملکرد بهتری نسبت به PID داشت. همچنین این روش با تبدیل معادلات غیرخطی سیستم به معادلات خطی، عملیات محاسباتی ساده تری داشت.

    کلید واژگان: شبکه توزیع آب, شیر فشارشکن, چکش آبی, کنترل کننده PID, خطی سازی بازخورد
    Motahare Torshizi, Ali Nasirian *, Hossein Eliasi, Naser Moosavian

    Using pressure reducing valves to reduce the pressure in water distribution systems to the minimum of required value is one of the most effective ways for leakage reduction. Valve opening/closing, switching a pump on/off and water consumption fluctuation by a large consumer cause transient flows. Interference between transient flow and a PRV with constant needle-valve setting may intensify pressure waves in WDS. Applying smart PRVs can limitpressure fluctuation. In this research, Input-output feedback linearization method has been used for smart PRV control. The results of this method have been compared with PRV with CNVS and proportional-integral-derivative controller. A theoretical network taken from references was used to evaluate the proposed methods. Network demands include normal consumers and an industrial large consumer. Water hammer caused by consumption variations, PRV with CNVS operation, IOFL method and PID controllers were modeled in Simulink. PRV outlet head fluctuation in PRV with CNVS is 18 to 28 m in PID controller and in IOFL method are 26 to 28 m. Also, the results showed that the IOFL method has smoother and less fluctuation than PID. Root-mean-square error for PRV outlet head in CNVS, PID controller and IOFL is 1.6, 0.32 and 0.28, respectively. Therefore, IOFL method has less error and better performance than PID. Also, this method has simpler computational operations by converting nonlinear system equations to linear equations.

    Keywords: Water Distribution Network, Pressure Reducing Valve, water hammer, PID Controller, Feedback linearization
  • پوریا آسیابان *، منوچهر فتحی مقدم
    هدفاین پژوهش بررسی امکان حفاظت بخش هایی از خط لوله در مقابل ضربه قوچ بود که با ایجاد ساختارهای متخلخل در مسیر خط لوله انجام شد و برای انجام آن از موج شکن های متخلخل که برای حفاظت سواحل ایجاد می شود، الهام گرفته شد. از این رو در یک سامانه آزمایشگاهی که در آن خط لوله توسط یک پمپ تغذیه می شد و توسط شیری در بالادست امکان ایجاد ضربه قوچ وجود داشت، ساختارهای متخلخلی تعبیه شد. این ساختارهای متخلخل همگن توسط ذرات کاملا کروی با قطرهای متفاوت، سنگدانه‏های تیزگوشه با قطرهای متفاوت و در طول‏های متفاوت ایجاد شد و در خط لوله تحت شرایط وقوع ضربه قوچ مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشینه فشار در سیکل اول ضربه قوچ، در پایین‏دست ساختار متخلخل به مقدار 95/0 تا 6/0 از مقدار متناظر در بالادست ساختار متخلخل کمتر است؛ اما در سایر سیکل‏ها فشار بالادست و پایین‏دست بسیار به هم نزدیک است. به طور کلی نمی‏توان گفت که یک ساختار متخلخل نواحی پایین‏دست خود را در مقابل امواج فشاری ضربه قوچ حفاظت می‏کند اما نوسانات فشاری در یک لوله حاوی ساختار متخلخل کمتر از نوسانات فشار در یک لوله با مسیر کاملا باز در دبی مشابه است. این مسئله در بالادست و پایین‏دست ساختار متخلخل صادق است. مطابق نتایج، دلیل آن کاهش سرعت انتشار موج فشاری بر اثر وجود ساختار متخلخل تشخیص داده شد. نتایج نشان می دهد که ساختارهای متخلخل می توانند در شرایط خاص برای کنترل نوسانات فشار در خطوط لوله به کار برده شوند و پیشنهاد می شود در تحقیقات آینده، اجرای عملیاتی آن بررسی شود.
    کلید واژگان: ساختار متخلخل, ضربه قوچ, نوسانات فشار, نرخ میرایی
    Poria Asiaban*, Manouchehr Fathi Moghadam
    This study was initiated to investigate the use of a porous structure in some parts of a pipeline to protect it against water hammer pressure wave. This study was inspired by the utilization of porous breakwaters which are commonly used to protect coastal areas. To fulfill the main objective of the study, different porous structures were installed in an experimental pipeline fed by a pump. The water hammer was induced by an upstream valve. The homogeneous porous structures were made up of spherical beads or broken rocks in different sizes and filled them in pipes with different lengths and subject them under different water hammer conditions. Results obtained from this study showed that during the first cycle of water hammer wave, the ratio of maximum pressure downstream of porous structure to the corresponding value in upstream is between 0.6 to 0.95, respectively. This pressure difference decreased drastically in next cycles. Generally, it can be conclude that an insignificant protection gained from a porous structure in downstream from water hammer; however, the overall pressure fluctuations in the pipe filled with a porous structure was less than a fully open pipe under the same discharge rates and the same water hammer condition. The results showed that porous structures in particular condition could be used to control pressure oscillations in piplines and it is proposed to consider practical aspects of this idea in future researches.
    Keywords: Porous Structure, Water Hammer, Pressure Fluctuations, Attenuation Rate
  • رسول قبادیان*، سید احسان فاطمی، آتنا حاضری
    بهینه سازی شبکه های آبیاری تحت فشار به منظور کاهش دادن هزینه ها تاکنون تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است. در این تحقیقات غالبا بهینه سازی با استفاده از کد های آماده و یا جعبه ابزار های متداول انجام شده است. کد توسعه داده شده در این تحقیق که مبتنی بر بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک می باشد به هر یک از قطر های موجود در بازار یک عدد صحیح اختصاص می دهد. سپس با انجام عملیات تقاطع، جهش و جایگزینی با رویکرد نخبه گرایی بر روی مجموعه کروموزوم ها قطر های بهینه انتخاب و به زیر برنامه محاسبه ضربه قوچ فرستاده می شود. پس از محاسبه فشار های مازاد مجددا به مدل بهینه سازی برمی گردیم. در این مرحله قیود حداکثر فشار کاری با قیود فشار ترکیدگی لوله جایگرین می شوند و مجددا قطرهای بهینه محاسبه و به مدل ضربه قوچ فرستاده می شوند. نتایج این تحقیق نشان داد در مقایسه با شرایط موجود طراحی بهینه هزینه اجرای خطوط لوله شبکه آبیاری تحت فشار اسماعیل آباد لرستان را از 28/825935 به 37/730958 دلار کاهش می دهدکه معادل 5/11 درصد هزینه اجرای خطوط لوله شبکه می باشد. از طرفی محاسبات نشان داد تنها با تغییر قطر 3 خط لوله از 16 خط لوله موجود در سیستم می توان اضافه فشار ناشی از ضربه قوچ به علت بستن سریع همه شیرهای انتهایی خطوط لوله اصلی در مدت زمان کمتر از یک ثانیه را کنترل نمود. در این حالت هزینه اجرای خطوط لوله از37/730958 دلار به 28/775511 دلار یعنی حدود 1/6 درصد افزایش می یابد.
    کلید واژگان: بهینه سازی, الگوریتم ژنتیک, ضربه قوچ, آبیاری بارانی, شبکه اسماعیل آباد
    Seyed Ehsan Fatemi, Atena Hazeri, Rasuol Ghobadiyan *
    Optimization and modeling of the pressurized irrigation system in other to reduce their construction cost has attracted many scientists up to the present time. Optimization of these irrigation systems has often been conducted by using available commercial codes or toolbox's of conventional evolutionary algorithms combined with hydraulic models. Developed code that is based on genetic algorithm assigns an integer numeric to each available diameter. Then, by applying the cross-over, mutation and reinsertion with elitism approach on set of chromosomes optimum diameter of pipes are selected. Optimum diameters are sent to another subroutine that has been developed to simulating water hammer pressure in which maximum pressures due to water hammer phenomenon in all pipe are calculated. Then, calculated maximum pressures are sent to optimization subroutine again where constrains of working pressure are substituted by the bursting pressure constrains. Exchange of information between optimization and hammer models continues so that the calculated optimal diameters have not change. The results showed that optimized design by the present model reduces cost of implementation of pipelines of Ismailabad irrigation network from 825935.28$ to 730958.37$ which is equivalent to 11.5% of the cost of implementing of the pipelines.Also the results showed that by changing diameter of 3 pipes of 16 existing pipes we can control excess pressure of water hammer due to rapid closing of all valve at the end of pipelines during less than 1 second. In this case the cost of implementing of the pipelines increases 6.1% e.g. from 730958.37$ to 775511.5$.
    Keywords: Optimization, Genetic Algorithm, water hammer, Sprinkler irrigation, Ismailabad irrigation network
  • علیرضا خوش فطرت، رسول دانشفراز، جواد بهمنش *
    در شرایط جریان گذرا رفتار خطوط انتقال آب بر اساس مشخصات آنها تغییر می یابد. در پژوهش حاضر فشار با یک فشارسنج حساس و سریع در خطوط انتقال آب بوکان و پیرانشهر اندازه گیری شد. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار بنتلی همر انجام پذیرفت. افت اصطکاک با روش های مختلف محاسبه شد. نتایج نشان داد که روش ناپایدار ویتکوفسکی در مقایسه با سایر روش ها، حداقل خطا را دارد. افزایش سرعت موج، بر فشارهای حداکثر، اثر مستقیم و بر فشارهای حداقل، اثر معکوس داشت. در خط انتقال کوتاه تر، کاهش سرعت موج بر فشار حداکثر، اثر مستقیم و بر فشار حداقل اثر معکوس داشت. خط انتقال طولانی احتمال تخریب بیشتری داشت و حداقل و حداکثر فشار در پریود اول به وقوع پیوست. خط انتقال با طول کمتر دارای نوسانات فشار سریع تری بود و حداقل فشار در پریود اول رخ نداد. تطابق از نظر پریود زمانی در زمان های ابتدایی وجود داشت و در خط انتقال با طول زیاد تا انتهای داده برداری حفظ شد. با گذر زمان این تطابق در خط انتقال کوتاه تر حذف شد.
    کلید واژگان: شبیه سازی, ضربه قوچ, ناپایدار ویتکوفسکی, بوکان, پیرانشهر
    Alireza Khoshfetrat, Rasool Daneshfaraz, Javad Behmanesh *
    Under transient flow condition, the behavior of water conveyance system varies according to their characteristics. In the present study, the pressure was measured using a fast and sensitive pressure gauge in Bukan and Piranshahr water conveyance system. The pressure simulation was conducted using Bentley Hammer software. The friction head loss was calculated by different methods. The results showed that Unsteady Vitkovsky method had minimum error comparing with other methods. Wave velocity increase had direct effect on maximum pressures while velocity decrease affected minimum pressures. In a shorter water conveyance system, the reduction of wave velocity had direct effect on maximum pressure. Destruction to the long conveyance system was more probable and maximum and minimum pressures occurred during the first period. Shorter conveyance system had more pressure fluctuations and the minimum pressure did not occur in the first period. Coincidence of periods happened at the beginning and continued untill the end of data recording in the longer conveyance system. However, as time passed by, such coincidence did not occure in shorter conveyance system.
    Keywords: Simulation, water hammer, Unsteady Vitkovsky, Bukan, Piranshahr
  • اسرین بهرامی، جعفر مامی زاده *، علیرضا حسینی، حمیدرضا لطفی زاده
    هرگاه در خطوط انتقال یا شبکه ها ی توزیع آب ، به هر دلیلی سرعت سیال به طور ناگهانی متوقف شود، امواج فشاری در لوله ها به وجود می آید که این امواج می توانند چندین برابر فشار کار کرد پمپ فشار تولید نموده و موجب به وجود آمدن تنش های زیادی در اجزای شبکه و بروز پدیده ضربه قوچ -گردند. امروزه در کلیه طرح های انتقال آب، مطالعه دقیق ضربه قوچ به عنوان یک امر لازم و ضروری می باشد تا با شناخت کامل اثر آن، برای کنترل اثرات سوء این فرآیند تمهیدات مناسب اتخاذ گردد. در این تحقیق از نرم افزار Water Hammer V8i برای تحلیل ضربه قوچ خط انتقال آب پایانه مرزی شهرستان مهران استفاده شد. مطالعه حاضر در سه مرحله به صورت شبیه سازی بدون تجهیزات حفاظتی، با تجهیزات حفاظتی و تجهیزات پیشنهادی مشاور صورت گرفت. نتایج تحقیق نشان داد در حالت بدون تجهیزات حفاظتی فشارهای منفی زیادی در طول خط انتقال بوجودآمده و می بایست کنترل گردند. در مرحله بعدی ترکیب های مختلف تانک ضربه گیر و شیر هوا پیشنهاد گردید. نتایج شبیه سازی های متعدد نشان داد که تانک ضربه گیر 2 متر مکعبی و 3 عدد شیر هوای 50 میلیمتری قادر به کنترل فشار های منفی در طول خط می باشد.
    کلید واژگان: ضربه قوچ, خط انتقال آب, تانک ضربه گیر, شیرهوا, Water Hammer V8i
    Asrin Bahrami, Jafar Mamizadeh *, Alireza Hosseini, Hamidreza Lotfizadeh
    Whenever and for any reason the velocity of the fluid ceases in the transfer line or water distribution networks, pressure waves will form in the pipe lines, which can produce a pressure several times more than a pressure pump’s output and lead to a great deal of tension on network’s components, which in turn will cause the water hammer phenomenon. Today, in every water transfer project, a detailed study on the water hammer phenomenon is essential, so that with a full recognition of this process’s adverse effects, the adequate measures would be taken to deal with it.This study uses Water Hammer V8i software to analyze the water hammer of Mehran city’s border terminal water conveyance pipe. The study was executed in 3 phases of simulation with protective equipment, without the protective equipment and with consultant’s recommended equipment. The results indicate that in the phase without the protective equipment, a great deal of negative pressure builds up along the water conveyance pipe line that needs to be controlled. In the next step, various combinations of Hydropneumatic tank and air valves were suggested. The results of several simulations showed that a 2 square meter Hydropneumatic tank and 3 fifty millimeter air valves will be capable of controlling the negative pressure along the pipe line.
    Keywords: water hammer, in Water Conveyance, Hydropneumatic Tank, Water Hammer V8i
  • مریم روحانی، محمدهادی افشار
    طراحی بهینه سیستم انتقال از موضوعات مهمی است که امروزه صنعت آب با آن روبرو است. در این تحقیق، طراحی بهینه قطر و ضخامت لوله های سیستم انتقال با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ریاضی، برای جلوگیری از انتشار ضربه قوچ در سیستم در اثر بسته شدن شیر انجام شد. به منظور شبیه سازی جریان گذرا از روش خطوط مشخصه که دارای سرعت بالایی است، استفاده شد. مسئله طراحی بهینه سیستم انتقال، همان گونه که از طبیعت آن مشخص است، مسئله ای مقید بوده که حل آن نیازمند استفاده از روش های بهینه سازی مقید است. با استفاده از توابع جریمه خارجی، مسئله مقید مورد نظر به مسئله ای نامقید تبدیل شد. تابع هدف مسئله به صورت کمینه کردن هزینه خرید و نصب لوله ها منظور شد. به منظور نشان دادن کارایی روش های ارائه شده، طراحی بهینه یک سیستم انتقال با استفاده از دو روش بهینه سازی ریاضی و الگوریتم ژنتیک انجام شد. مقایسه نتایج این دو روش نشان داد که جواب به دست آمده از روش بهینه سازی ریاضی اندکی بهتر از نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک است.
    کلید واژگان: ضربه قوچ, شیر کنترل, مخزن آب, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی ریاضی
    In recent years، the optimal design of pipeline systems has become increasingly important in the water industry. In this study، the two methods of genetic algorithm and mathematical optimization were employed for the optimal design of pipeline systems with the objective of avoiding the water hammer effect caused by valve closure. The problem of optimal design of a pipeline system is a constrained one which should be converted to an unconstrained optimization problem using an external penalty function approach in the mathematical programming method. The quality of the optimal solution greatly depends on the value of the penalty factor that is calculated by the iterative method during the optimization procedure such that the computational effort is simultaneously minimized. The results obtained were used to compare the GA and mathematical optimization methods employed to determine their efficiency and capabilities for the problem under consideration. It was found that the mathematical optimization method exhibited a slightly better performance compared to the GA method.
    Keywords: Water Hammer, Valve, Reservoir, Genetic Algorithm, Mathematical Optimization
  • کیومرث روشنگر، پدرام پورحیدر
    تغییر ناگهانی شرایط مرزی در سیستم های انتقال آب مانند باز و بسته شدن ناگهانی شیر فلکه و روشن و خاموش شدن ناگهانی پمپ و توربین، باعث ایجاد جریان گذرایی می شود که اصطلاحا ضربه قوچ نامیده می شود. این پژوهش، یک مطالعه موردی بود که در آن پارامترهای موثر موجود در خط انتقال نظیر جنس لوله و غیره و تاسیسات کاهنده ضربه قوچ به منظور کاهش اثرات ناشی از این پدیده بررسی شد. این کار با مدل سازی یک مثال عملی شامل خط انتقال آب از ایستگاه پمپاژ در نزدیکی شهرک مسکونی شهید شیردم به مخزن بالادست منطقه، واقع در شهر تهران به کمک نرم افزار Bentley HammerXMV:8 انجام شد. بررسی و مقایسه نتایج حاصله نشان داد که لوله GRP نسبت به لوله آزبست سیمانی، مقدار 49/1 کیلوپاسکال و نسبت به لوله آهنی مقدار 50/3 کیلوپاسکال، کاهش فشار داشته است. بررسی مقایسه ای سیستم های حفاظتی حاکی از این بود که اولا مخازن ضربه گیر در کنترل فشار بهتر از سایر لوازم حفاظتی عمل نمودند به طوری که فشار بیشینه به میزان 3/9 بار، نسبت به چرخ طیار و 5 بار، نسبت به شیر یک طرفه کاهش داشت و ثانیا در به کارگیری ترکیبی عوامل حفاظتی، کاربرد همزمان مخزن بار ضربه گیر با چرخ طیار، ایده آل ترین روش برای کنترل ضربه قوچ در این مطالعه موردی بود.
    کلید واژگان: ضربه قوچ, مخازن ضربه گیر, چرخ طیار, Bentley Hammer
    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.
    Keywords: Water Hammer, Surge Tanks, Flywheel, Case Study, Bentley Hammer
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال