Xây dựng phương trình cơ bản dự báo vị trí rò rỉ đường ống dẫn nước ngầm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN DỰ BÁO VỊ TRÍ RÒ RỈ ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC NGẦM Người hướng dẫn: HD1 - TS Nguyễn Minh Tiến HD2 - KS Tống Duy Quốc Sinh viên thực hiện: Võ Minh Đông a Hồ Viết Thuận b Trần Cao Thịnh c Mã sinh viên: a 1911504210108 b 1911504210152 c 1911504210151 Lớp: 19DL1 Đà Nẵng, 06/2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN DỰ BÁO VỊ TRÍ RÒ RỈ ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC NGẦM Người hướng dẫn: HD1 - TS Nguyễn Minh Tiến HD2 - KS Tống Duy Quốc Sinh viên thực hiện: Võ Minh Đông a Hồ Viết Thuận b Trần Cao Thịnh c Mã sinh viên: a 1911504210108 b 1911504210152 c 1911504210151 Lớp: 19DL1 Đà Nẵng, 06/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT KHOA CƠ KHÍ NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên: Võ Minh Đông a, Trần Cao Thịnh b, Hồ Viết Thuận c 2 Mã sinh viên: a 1911504210108 .Lớp: 19DL1 b 1911504210151 .Lớp: 19DL1 c 1911504210152 .Lớp: 19DL1 3 Họ và tên người hướng dẫn: HD1 - GVC.TS Nguyễn Minh Tiến HD2 - KS Tống Duy Quốc 4 Đề tài Tên đề tài: Xây dựng phương trình cơ bản dự báo vị trí rò rỉ đường ống dẫn nước ngầm Thời gian thực hiện: Từ ngày: 26/12/2022……………… đến ngày: 18/06/2023 5 Mục tiêu Xác định được vị trí lỗ rò rỉ đường ống dẫn nước ngầm bằng cách xây dựng phương trình toán học cơ bản 6 Nội dung chính Chương 1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Chương 2 Thiết kế mô hình mô phỏng Chương 3 Phương pháp mô phỏng Chương 4 Phân tích kết quả mô phỏng Chương 5 Thực nghiệm đối sánh 7 Kết quả dự kiến đạt được - Luận văn tốt nghiệp 8 Tiến độ thực hiện TT Thời gian Nội dung công việc Kết quả dự kiến đạt được 1 Tuần 1 Nhận nhiệm vụ và viết đề cương - Nhiệm vụ và đề cương đề tài 2 Tuần 2 - 4 Chương 1 Tổng quan về vấn đề *Báo cáo tổng quan, bao gồm: nghiên cứu - Các vấn đề thách thức đối với hệ thống dẫn nước ngầm - Các biện pháp phát hiện rò rỉ hiện nay - Kết quả nghiên cứu liên quan đến đề tài 3 Tuần 5-6 Chương 2 Thiết kế mô hình mô * Báo cáo và Bản vẽ thiết kế: phỏng - Bản vẽ mô hình mô phỏng - Bản vẽ kỹ thuật các bộ phận 4 Tuần 7 Chương 3 Phương pháp mô * Báo cáo: phỏng - Điều kiện mô phỏng - Quy trình mô phỏng - Phương pháp tính toán các thông số 5 Tuần 8-10 Chương 4 Phân tích kết quả mô * Báo cáo: phỏng - Ảnh hưởng của vị trí rò rỉ - Ảnh hưởng tốc độ rò rỉ - Ảnh hưởng của độ sụt áp - Mô hình toán học dự đoán vị trí rò rỉ một lỗ 6 Tuần 11-12 Chương 5 Thực nghiệm đối - Chế tạo mô hình thực nghiệm sánh - Đánh giá tính chính xác của mô hình toán học 6 Tuần 13-14 - Viết báo cáo tham gia hội thảo - Slide thuyết trình tốt nghiệp - Hoàn thiện luận văn tốt nghiệp - Luận văn tốt nghiệp 7 Tuần 15 - Nộp sản phẩm đề tài cho Bộ - Slide thuyết trình tốt nghiệp môn - Luận văn tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày… tháng …năm 2023 BỘ MÔN DUYỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: HD1 – TS Nguyễn Minh Tiến HD2 – KS Tống Duy Quốc Sinh viên thực hiện: Võ Minh Đông Mã SV: 1911504210108 Hồ Viết Thuận Mã SV: 1911504210152 Trần Cao Thịnh Mã SV: 1911504210151 1 Tên đề tài: Xây dựng phương trình cơ bản dự báo vị trí rò rỉ đường ống dẫn nước ngầm 2 Các số liệu, tài liệu ban đầu: Không có 3 Nội dung chính của đồ án: Xây dựng mô hình đường ống rò rỉ, tiến hành chia lưới Sau đó đưa vào tính toán, mô phỏng và phân tích kết quả bằng phần mềm Ansys Fluent Cơ sở lý thuyết của mô hình tính toán là phương trình Reynolds (RANS) với 2 phương trình bổ sung (mô hình STT k - ε) với phương pháp giải là phương pháp khối lượng hữu hạn (FVM) Xây dựng phương trình dự báo vị trí rò rỉ dựa trên dữ liệu mô phỏng Tiến hành thực nghiệm trên mô hình thực tế Sau đó đưa các dữ liệu đo được vào phương trình dự báo để kiểm chứng độ tin cậy của phương trình 4 Các sản phẩm dự kiến - Kết quả mô phỏng dòng chất lỏng trên phần mềm Ansys Fluent - Xây dựng phương trình dự báo vị trí rò rỉ đường ống dẫn nước ngầm - Thực nghiệm đo đạc trên mô hình thực tế sau đó đưa ra kết luận với phương trình dự báo rò rỉ - Báo cáo thuyết minh đề tài 5 Ngày giao đồ án: 26/12/2022 6 Ngày nộp đồ án: 18/06/2023 Trưởng Bộ môn Đà Nẵng, ngày 23 tháng 06 năm 2021 Người hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TÓM TẮT Tên đề tài: Xây dựng phương trình cơ bản dự báo vị trí rò rỉ đường ống dẫn nước ngầm Sinh viên thực hiện: Võ Minh Đông Trần Cao Thịnh Hồ Viết Thuận Mã SV: 1911504210108 1911504210151 1911504210152 Lớp: 19DL1 Nội dung đề tài: Đề tài này bắt đầu bằng một giới thiệu về hệ thống đường ống nước và các phương pháp phát hiện rò rỉ Tiếp theo, giới thiệu tổng quan về phần mềm Ansys Fluent, một công cụ phân tích và mô phỏng mạnh mẽ trong lĩnh vực này Qua việc sử dụng phần mềm Ansys Fluent, nhóm em tiến hành mô phỏng đường ống rò rỉ và từ đó thu thập số liệu để xây dựng một phương trình dự đoán vị trí rò rỉ Để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của phương trình dự đoán, phương trình được kiểm chứng bằng cách sử dụng mô hình thực nghiệm Qua quá trình này, từ các kết quả và số liệu thu thập Sau đó phân tích, so sánh rồi đưa ra nhận định Cuối cùng, đề tài đưa ra kết luận về hiệu quả của phương pháp này và nêu rõ những công việc tiềm năng trong tương lai Việc nghiên cứu và phát triển phương trình dự đoán rò rỉ có thể được thực hiện để ứng dụng thực tế trong việc quản lý và phát hiện hệ thống đường ống nước bị rò rỉ LỜI NÓI ĐẦU Đường ống là một trong những cách thuận tiện, an toàn và hiệu quả nhất để vận chuyển nước, dầu và khí đốt tự nhiên Cơ sở hạ tầng vận chuyển chất lỏng được xây dựng để vận chuyển chất lỏng đến các thiết bị cách xa nơi sản xuất Trong quá trình truyền tải, rò rỉ trong đường ống cũng có thể gây hư hỏng đến môi trường xung quanh và đe dọa cuộc sống Vì vậy, điều quan trọng là phải phát hiện rò rỉ kịp thời trước khi chúng gây ra những hậu quả thảm khốc Năm 2018, Bắc Dakota báo cáo rằng một vụ rò rỉ đường ống làm rò rỉ khoảng 8400 thể tích sản phẩm phụ thải của quá trình sản xuất khí đốt và dầu mỏ và đã làm ô nhiễm vùng đất chăn thả gia súc ở Divide Do đó, nếu rò rỉ đường ống có thể được phát hiện trong thời gian sớm và có biện pháp xử lý kịp thời thích hợp thì thiệt hại về tài chính và môi trường sẽ là giảm sút về mặt vật chất Thông thường, cách phổ biến nhất để phát hiện rò rỉ đơn lẻ và đa rò rỉ trong đường ống dẫn chất lỏng là kiểm tra thực tế Việc kiểm tra thực tế có thể giúp phát hiện chính xác vị trí và kích thước của vết rò rỉ Tuy nhiên, phương pháp kiểm tra thực tế sẽ tốn nhiều chi phí nhân công và mất nhiều thời gian để xác định vị trí rò rỉ Việc phát hiện kịp thời rò rỉ đường ống không chỉ có thể giảm tổn thất hydrocarbon, nhưng cũng hạn chế thiệt hại cho cơ sở vật chất, thiệt hại có thể xảy ra về tính mạng và mức độ ô nhiễm môi trường Do đó, một phương pháp phát hiện rò rỉ mới trong đường ống dẫn chất lỏng để cải thiện sự an toàn trong quá trình truyền dẫn là cần thiết Trong giới hạn đồ án này, Nhóm em đã tìm hiểu phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng Ansys Fluent trên máy tính để mô phỏng và đưa ra các nhận xét cơ bản về những thay đổi trong quá trình rò rỉ chất lỏng Trong suốt quá trình tìm hiểu, dưới sự hướng dẫn tận tình của GVC.TS Nguyễn Minh Tiến, thầy KS Tống Duy Quốc và sự giúp đỡ của các thầy tại bộ môn Cơ khí ô tô – Khoa Cơ Khí – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật – Đại Học Đà Nẵng, nhóm em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học Tuy nhiên, trong quá trình làm đồ án do kiến thức chuyên ngành của nhóm em còn hạn chế nên không thể tránh khỏi một vài thiếu sót khi trình bày, thực hiện và phân tích kết quả mô phỏng Rất mong nhận được sự góp ý, đánh giá của các thầy trong bộ môn cơ khí ô tô để đề tài của nhóm em thêm hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn! i