Thuật ngữ bể chứa dùng trong phần này khơng liên quan đến khái niệm RESERVOIR của EPANET mà để ám chỉ bể chứa nước được đặt dưới hay ngay bên trên mặt đất như trong các trạm xử lý nước hay bể chứa nước dự trữ cơng cộng.
Về nguyên tắc, loại bể chứa này được thiết kế tương tự như đối với đài nước. Tuy nhiên cao độ đáy của bể là ≤ 0. Nĩi một cách khác, bể chứa được mơ phỏng trong EPANET như một TANK (đài nước) cĩ ELEVATION ≤ 0.
- Bể chứa nước thường cĩ dạng hình hộp chữ nhật do đĩ trong mơ phỏng với EPANET, ta cần phải quy đổi đường kính bể đã được xác định ra thành cạnh của một hình chữ nhật tương đương về diện tích. Trong trường hợp bể cĩ đáy hình vuơng, cạnh đáy của bể cĩ thể được xác định theo cơng thức:
D 886 . 0 a =
- Chiều sâu hoạt động của bể thường được giới hạn trong khoảng 2–5 m. Do đĩ “đường kính” của bể cần được giả định khá lớn ngay từ đầu.
nước trung bình của trạm xử lý), hay theo một quy luật cho trước (trường hợp lấy nước vào bể từ ống cấp nước chính cĩ áp lực yếu).
Bài tập 13
Trong ví dụ sau, ta thiết kế một bể chứa nước sau trạm xử lý. Lượng nước chảy vào bể được giả định là khơng đổi và bằng 60 l/s (bằng với lưu lượng trung bình của hệ thống cấp nước ở các ví dụ trước đây).
Thơng số thiết kế của bể được chọn sơ bộ như sau: Đường kính quy đổi: D = 15 m
Cao trình đáy: Zmin = -2.50 m Cao độ đỉnh: Zmax = 0.00 m
Sơ đồ tính tốn được trình bày trong hình dười đây.
Để khai báo lưu lượng hằng số chảy vào nút 1, ta thực hiện các bước sau đây:
- Tạo thêm một DEMAND PATTERN số 2 cĩ giá trị tồn bằng 1 trong 24 giờ. - Khai báo BASE DEMAND cho nút 1 là -60 và DEMAND PATTERN là 2.
Kết quả chạy thử nghiệm cho mực nước đài dao động trong khoảng từ -1.80 m đến -0.50 m.
Như vậy ta cĩ một khoảng dự trữ an tồn phía trên là 0.5 m. Nếu trừ đi 0.2 m của lớp nước chết ở đáy đài, ta cịn một dung tích dự trữ là 0.5 x 3.14 x 7.52 = 88.3 m3
So với cơng suất cấp nước trung bình ngày là 0.06 x 8400 = 5184 m3/ng, thể tích này chỉ tương đương với khoảng 20 phút cấp nước.
Đường kính quy đổi: D = 18 m
Cao trình đáy: Zmin = -4.00 m Cao độ đỉnh: Zmax = 0.00 m
Kết quả tính tốn theo phương án này cho ta dung tích dự trữ là 2.6 x 3.14 x 92 = 661 m3
tương đương với khoảng 3 giờ cấp nước.
Nếu dùng bể chứa cĩ dạng hình hộp chữ nhật, diện tích đáy bể sẽ là 254 m2.
Ghi chú:
Khi chạy thử nghiệm, nếu khơng thể đạt được sự tuần hồn của bể hay đài thì cần xem lại sự chính xác của cân bằng lưu lượng vào và ra khỏi hệ thống. Một sai lệch nhỏ trong các giá trị khai báo của DEMAND PATTERN cĩ thể làm cho giá trị trung bình của DEMAND PATTERN ≠ 1. Những sai biệt nhỏ dưới 0.01 sẽ khơng thể được phát hiện trong biểu đồ PATTERN, tuy nhiên lại cĩ thể đẫn đến những sai biệt về cân bằng lượng nước hàng ngày đến hàng chục, thậm chí hàng trăm m3 nước. Sai biệt này thể hiện rõ nhất ở tính khơng tuần hồn của biểu đồ mực nước trong bể chứa, làm cho mực nước đầu và cuối thời đoạn mơ phỏng luơn luơn chênh nhau một giá trị khơng đổi. Nếu biết giá trị chênh lệch này ta cĩ thể hiệu chỉnh sự cân bằng lượng nước vào ra của hệ thống bằng cách thay đổi hệ số của biểu đồ Pattern, hay đơn giản hơn, thay đổi lưu lượng vào bể một giá trị tương đương với thể tích nước sai biệt trong một ngày đêm.
BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
Bài tập 14
Sử dụng lại kết quả của bài tập 10.
1. Bổ sung van một chiều trên đoạn ống số 4 (nước chỉ được chảy từ nút đầu 4 đến nút cuối 7 nhưng khơng được phép chảy ngược lại.) bằng cách khai báo giá trị INITIAL STATUS = CV. Chạy lại bài tốn và nhận xét về hướng chảy cũng như phân bố lưu lượng và áp lực trong hệ thống trong thời gian đài cấp nước (9h) và nhận nước (5h).
2. Tạo thêm nút 9 cĩ lưu lượng cơ bản là 2 l/s, pattern 1. Nối với nút 6 bằng một van giảm áp (PRV) 10 sao cho áp lực sau van luơn luơn nhỏ hơn hay bằng 20m (SETTING = 20).
3. Hãy chạy lại bài tốn mơ phỏng và thể hiện biểu đồ áp lực theo thời gian của nút 6 và nút 9 để kiểm tra lại mơ phỏng.
Bài tập 15
Sử dụng lại kết quả của bài tập 10. Xĩa đường ống 4 và thay bằng một van PSV (Pressure sustaining valve) từ nút số 4 đến nút số 7. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Van này cĩ nhiệm vụ sau:
- Nếu áp lực tại nút số 4 lớn hơn áp lực tại nút số 7, van mở để cấp nước vào đài từ 2 hướng.
- Nếu áp lực tại nút số 4 nhỏ hơn áp lực tại nút số 7, van đĩng lại để chỉ cho phép cấp nước ra từ đài theo đường ống số 5.
Kết quả quá trình lưu lượng qua van PSV như sau:
Để cĩ thể nhận xét được sự làm việc của van PSV hãy thử thực hiện các thao tác sau đây:
1. Hãy thay đổi các giá trị đường kính (DIAMETER) của van PSV và ghi nhận ảnh hưởng của thơng số này.
2. Chọn lần lượt các giá trị của SETTING là 28m và 23m và phân tích ảnh hưởng đối với lưu lượng qua van.
3. So sánh với kết quả của trường hợp lắp đặt van 1 chiều trên đoạn ống 4 (câu a bài tập 10) thay vì PSV. Nhận xét gì về kết quả này.
Bài tập 16
Mơ phỏng tổn thất áp lực cĩ giá trị khơng đổi bằng PBV (Pressure breaker valve). Sử dụng lại kết quả của bài tập 15 nhưng thay PSV bằng một PBV từ nút số 4 đến nút số 7 với SETTING = 5m.
1. Hãy so sánh áp lực tại nút số 4 và số 7 theo thời gian và nhận xét.
Bài tập 17
Mơ phỏng tổn thất áp lực cĩ giá trị khơng đổi bằng PBV (Pressure breaker valve).
Sử dụng lại kết quả của bài tập 15 nhưng thay PSV bằng một PBV từ nút số 4 đến nút số 7 với SETTING = 5m.
MƠ PHỎNG CÁC QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC