Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Vízellátás 6. előadás Hidraulikai modellezés EPANET-ben Hidraulikai ellenőrzés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Vízellátás 6. előadás Hidraulikai modellezés EPANET-ben Hidraulikai ellenőrzés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs,"— Előadás másolata:

1 1 Vízellátás 6. előadás Hidraulikai modellezés EPANET-ben Hidraulikai ellenőrzés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép EJF Építőmérnöki Szak (BSC)

2 Mire való az EPANET?  Nyomott ivóvízvezeték hálózatok modellezése:  Hidraulikai modellezés  Vízminőségi modellezés  Vízkor meghatározás  Nyomjelző anyag terjedés modellezése  Csak a hidraulikai modellezéssel foglalkozunk 2

3 EPANET hidraulikai modell elemei I.  Limitálatlan méretű hálózati struktúra felépíthető a modellben  Hossz-menti veszteség számítására 3-féle módszer választható:  Hazen-Williams  Darcy-Weisbach (javasolt)  Chezy-Manning  Tartalmazza az idomok, szerelvények veszteség értékének számítását, és spec. szerelvények modellbe történő beépítését (pl. nyomáscsökkentő, visszacsapó szelep, stb..) 3

4 EPANET hidraulikai modell elemei II.  Alkalmas konstans vagy változó szivattyúzás modellezésére  Számítja a szivattyúzási energia igényt és energia költséget  Bármilyen alakú víztározó kialakítható a modellben  Csomópontonként időben változó vízigények definiálhatók  Modellezhető a vizsgált kifolyási pontokon a nyomásfüggő kifolyási vízhozam (pl. öntözőfej, tűzcsap).  Modellezhetőek különböző rendszerüzemeltetési stratégiák:  Szintszabályzással  Időbeni szabályozással  Komplex szabályozással 4

5 EPANET modell felépítésének lépései 1. lépés: hálózat geometria bevitele 2. lépés: a hálózati elemek adatainak megadása 3. lépés: hálózat üzemeltetési információk megadása 4. lépés: elemzési módszer megadása 5. lépés: modell futtatás 6. lépés: futtatási eredmények értékelése 5

6 Kezdeti lépések I. 1. Új projekt kezdése: File/New 2. Projekt sorszám beállítása: Project/Defaults/ID Labels/ID Increments: érték beállítása 1-re 3. Projektben használt mértékegység és számítási módszer beállítása: Project/Defaults/Hydarulics/ -Flow units: CMH (m3/s, Pa, m) -Headloss formula: D-W (Darcy-Weisbach) 6

7 Kezdeti lépések II. – térkép és rajzolási alapbeállítások 4.Méret és mértékegység: View/Dimensions  Itt megadhatóak a térkép bal alsó és jobb felső sarkának koordinátái  Map units: meter 5.Jelölési mód beállítása: View/Options/Notation  Display node: ID  Display link: ID 6.Auto Lenght :On (a koordináták alapján automatikusan számolja a program a vezeték hosszakat) Project – Defaults – Properties – Auto Lenght 7

8 Hálózat topológiai modell építése I. 8

9 Hálózat topológiai modell építése II. Az ikonok segítségével felépíthető a hálózati topológia struktúrája: 1. lépés: mélytározó helyének megadása 2. lépés: csomópontok helyének megadása 3. lépés: magas tározó helyének megadása 4. lépés: tározók és csomópontok összekötése csővezetékekkel 5. lépés: szivattyú helyének megadása: szivattyú ikon bekapcsolása után arra a két csomópontra kell klikkelni amelyek között a szivattyú el fog helyezkedni 6. lépés: főbb elemek elnevezéseinek feliratozása 9 Megjegyzések: -Objektumok törlése: kijelölés + delete gomb -Kilépés az aktuális funkcióból: jobb egérgomb -Törtvonalú csővezeték is rajzolható két csomópont között

10 Hálózat topológiai modell építése III.  A megrajzolt objektumok bármelyike kijelölés után a bal egér gomb lenyomva tartásával mozgatható  Vezetékekre többlet töréspontok beszúrhatóak: a vezeték kijelölése után, poligon kijelölési ikon (2), majd jobb egérgomb: Add vertex.  Csomópontok adatainak megadása: (jobb egér gomb + properties) -X és Y koordináta bevihető -Elevation: magasság 10

11 Hálózat topológiai modell építése IV.  Tározók adatainak megadása  Mélytározó:  Total Head: vízszint abszolút magassága a tározóban  Magastározó:  Elevation: a magastározó fenekének abszolút magassága  Min., max. level: minimális és maximális vízszintek a magastározó fenekétől  Initial level: vízszint a magastározóban a szimuláció kezdetén  Diamater: Henger alakú víztorony feltételezése esetén a víztorony átmérője. (Megadható bármilyen alakú víztorony a térfogat változási függvény megadásával: Volume Curve)  Tipp: mivel a mélytározót a program végtelen nagy térfogattal értelmezi, ezért célszerű magas-tározót definiálni a mélytározó helyén. 11

12 Hálózat topológiai modell építése V.  Szivattyú adatainak megadása (Q-H görbe megadása)  Minden szivattyúhoz kapcsolandó egy Q-H görbe: Browser menüben – Curves kiválasztása. Itt meg kell adni a Q-H görbét, majd a görbe számát be kell írni a szivattyú adatainál (properties) a „Pump Curve” ablakba. 12

13 Hálózat topológiai modell építése VI.  Ágak adatainak megadása (ágra klikkelve jobb egérgomb és properties parancs):  Start node: ág kezdő pont  End node: vég pont  Lenght: hossz (Ha az „Auto Lenght” funkció be van kapcsolva, akkor automatikusan számolódik a hossz. De manuálisan is megadható.)  Diameter: csőátmérő (mm-ben és belső átmérőt kell megadni)  Roughness: csőérdesség 13

14 Ellenőrző futtatás  A hálózati adatok és geometria bevitele után érdemes egy gyors ellenőrző futtatást végezni: Project – Run Analysis paranccsal (vagy futtatás (run) ikonnal). Ha sikeres a futtatás, akkor az eddig bevitt adatokban nincs futtatást akadályozó hiba. Futtatást követő üzenetek:  „ Run succesfully”: sikeres futtatás  „Run unsuccesfully” sikertelen futtatás, ilyenkor a hibák okát is kiírja a program (Status Report) 14

15 Eredmények áttekintése, ellenőrzése I.  Browser menü Map fül alatt kiválasztható számos opció, melyek feltüntetésre kerülnek színkódosan a helyszínrajzon (a színkód módosítható tetszés szerint):  Nodes:  Pressure (nyomás)  Demand (vízigény)  Links:  Flow (vízhozam)  Velocity (áramlási sebesség)  Unit headloss (fajlagos áramlási veszteség)  Az elemekre kétszer kattintva a „Properties” felugró ablakban megtekinthetőek az adott objektumra vonatkozó számítási eredmények  A Project – Summary és a Project – Defaults parancsokkal előhívhatóak a modell főbb adatai, beállításai 15

16 Eredmények áttekintése, ellenőrzése II.  Report menü – Table parancs vagy „Table” ikon segítségével előhívható a számítási eredményeket összefoglaló táblázat áganként (links) illetve csomópontonként (nodes) 16

17 Időben változó modell felépítése  Időparaméterek beállítása: Data Browser – Options – Times  Total Duration: futtatási időtartam (24 h)  Hydraulic Time Step: hidraulikai számítások időlépcsője (1 h)  Pattern Time Step : fogyasztási menetgörbe időlépcsője  Pattern Time Start : fogyasztási menetgörbe kezdeti időpontja  Reporting Time Step: Kiértékelés időlépcsője  Reporting Time Start: Kiértékelés kezdeti időpontja 17

18 Vízigények megadása  Definiálhatók fogyasztási menetgörbék (pl. ipari, csúcsfogyasztás, tűzeset, stb...), Menete: Browser – Patterns – „Add” ikon.  Az előugró ablakban minden órához be kell írni a napi fogyasztás adott órára eső százalékos értékét, mértékegység nélküli számban kifejezve. (pl: 3,2%=0,032)  Annyi menetgörbe definiálandó, amennyi az üzemállapotok vizsgálatához szükséges.  Ez után minden csomópontnál megadható (jobb egérgomb – Properties) a definiált menetgörbe száma (Demand Pattern), és a csomópont napi átlag fogyasztása (Base Demand)  Tipp: Ha pl. egy csomópontban tűzesetet akarunk szimulálni, akkor célszerű azt is a csomóponti napi fogyasztás százalékában megadni. 18

19 Szivattyúzási menetgörbe megadása  A szivattyúzási menetgörbét a fogyasztási menetgörbével azonos módon kell definiálni. Annyi a különbség, hogy a Multiplier értékeinek 0-t (nincs szivattyúzás) vagy 1-et (van szivattyúzás) kell megadni.  Ezt követően a szivattyú ikonján jobb egérgomb és Properties parancs, majd Pattern ablakban meg kell adni a menetgörbe sorszámát.  Tipp: A szivattyú adatainál meg kell hogy legyen adva a Q-H görbe száma (Pump Curve) is!  Tipp: minden nagyobb adatbevitel után érdemes lefuttatni a szimulációt és átgondolni a kapott eredményeket. 19

20 Időben változó eredmények áttekintése  Browser – Map alatt állítható az idő (Time) a megadott időperióduson belül, a megadott időlépcső szerint  A „Time” tábla alatti ikonokkal a rendszer szimulációja lefuttatható a teljes periódusra  Közben bármelyik vizsgált komponensre át lehet állítani a térkép megjelenítését.  A térképen kérhető a folyásirány feltüntetése (View – Options – Flow Arrows)  Az idő függvényében bármely csomópont illetve szakasz bármely számítási paraméterére vonatkozóan függvények készíttethetők (Report – Graph parancs, vagy „Graph” ikon)  Táblázat is készíthető bármely egységre vonatkozóan (Report - Table parancs, vagy „Table” ikon”).  A programban lehetőség van mért adatok alapján történő modell kalibrációra is (Project – Calibration Data) 20

21 Plusz gyakorlati tanácsok I.  Háttér térkép bevitele:  Beilleszthető kiterjesztések: bmp, emf, wmf  Javasolt wmf kiterjesztést használni  View - Backdrop  Load (háttér betöltése)  Unload (háttér leválasztása)  Align (a modell hálózat mozgatható vele a háttérkép fölé)  Show/Hide (láthatóság ki-,bekapcsolása)  Objektumok keresésére a View – Find parancs vagy a „Find” ikon ad módot.  Kiválaszthatók bizonyos feltételeknek megfelelő objektumok View – Query paranccsal. Fontos hogy előtte legyen beállítva a Browser – Map – ben a vizsgált időpont. 21

22 Plusz gyakorlati tanácsok II.  Report – Full paranccsal készíthető külön fájlba egy, összegző jelentés mely minden fontosabb modellezési adatot tartalmaz. A kapott fájl Jegyzettömbbel megnyitható.  Edit – Copy to paranccsal a képernyőn kijelölt elemek adat vagy wmf formátumban kimenthetőek.  Adatok importálhatóak és exportálhatóak egy inp kiterjesztésű fájl elkészítésével. Érdemes meglévő exportált anyag átalakításával dolgozni! 22

23 Hidraulikai ellenőrzés céljai  Hidraulikai ellenőrzés céljai lehetnek:  Szivattyú üzem optimalizálás  Szivattyú rekonstrukció  Váltás frekvencia szabályozású rendszerre  Szivattyú üzemrend optimalizálás  Tározás optimalizálása  Tározási időtartam  Szivattyú vezérlési szintek  Tározó töltővezeték fojtása  Vezérlési rendszer fejlesztése  Üzemrend optimalizálás  Nyomásviszonyok felülvizsgálata  Vízsebességek felülvizsgálata  Vízminőség javítás  Rendszer terhelésváltozásaiból eredő vártozások előrejelzése 23

24 Hidraulikai ellenőrzés menete  Meglévő hálózat topológia bevitele (vonalvezetés, átmérők, csőanyagok, csomópontok magasságai, tározó térfogatok, vízszintek, szivattyú üzemrend, nyomásövezetek)  Víztermelési adatok bevitele  Fogyasztási adatok bevitele  Kiegészítő mérési eredmények bevitele (valós szivattyú ki-be kapcsolási időpontok, betáplált vízhozam, nyomásviszonyok a hálózat mért pontjain, térfogatáramok a hálózat mért pontjain, stb…)  Permanens modell felépítése átlag üzemi adatokkal.  Nem permanens modell felépítése.  Nem permanens modell kalibrálása. Modell pontosságának ellenőrzése. Érzékenység vizsgálat.  Üzem szimuláció.  Elemzési célú futtatások 24

25 25 Felhasznált irodalom  Lewis A. Rossman: EPANET 2 – Users Manual. USEPA EPA/600/R-00/057. September  Dombay Gábor: Epanet 2 segédlet. Oktatási segédanyag, EJF  Öllős Géza: Vízellátás K+F eredmények. VDSZ, Budapest, 1987.

26 26 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!


Letölteni ppt "1 Vízellátás 6. előadás Hidraulikai modellezés EPANET-ben Hidraulikai ellenőrzés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések